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肠道细菌可抵抗蚊子传播的病毒性疾病

基孔肯雅病毒曾经局限于东半球,自2013年以来,在加勒比发现了携带该病毒的蚊子以来,已经感染了美洲数百万人。感染基孔肯雅病毒的所有人中约有一半从未表现出症状,而一些人则发烧和持续了大约一周的关节痛,而10%至30%的人则出现了持续数月或数年的衰弱性关节炎。

科学家对为什么这种疾病的严重程度如此之大的了解甚少。华盛顿大学医学院的研究人员在圣路易斯进行的一项研究表明,肠道细菌可能在小鼠中起作用。研究表明,肠道菌群有缺陷的小鼠控制基孔肯雅病毒感染的能力较弱。此外,给小鼠一种细菌-或该物种产生的化合物-可以改善小鼠的免疫反应,降低其血液中病毒的水平,并减少以被感染小鼠的血液为食的蚊子获得的机会病毒。

这项发现发表在7月14日的《细胞》杂志上,表明健康的微生物组可以通过中断病毒从人到蚊子的传播来帮助减少严重的基孔肯雅病机会,甚至可能减少社区传播。

“在许多病毒性疾病中,只有一小部分被感染的人会出现症状,我们并不真正理解为什么。”资深作者迈克尔·S·戴蒙德医学博士,赫伯特·S·加瑟医学博士说。“一生中可能发生的事情影响了您的免疫系统,并影响了您是否可以尽早停止感染并没有什么症状,还是无法停止感染并发展为严重疾病。我们发现,当小鼠的健康状况不佳时,肠道微生物组不仅会生病,而且采样血液的蚊子更容易被感染,促进健康的微生物组不仅对可能被感染的人很重要,而且对于整个社区打破或缩短感染的周期也很重要。传播。”

肠道微生物组是生活在肠道中的细菌群落。肠道细菌对消化道中的某些物质进行代谢和化学修饰,生成维生素和其他化合物作为副产物,然后被细胞或其他微生物吸收,并有助于调节炎症和机体对感染的反应。

为了了解肠道​​微生物组是否会影响基孔肯雅感染的严重性,戴蒙德(Diamond)的第一作者,戴蒙德实验室的研究生艾玛·温克勒(Emma Winkler)和同事研究了没有正常肠道微生物组的小鼠。他们使用了两种小鼠:无菌小鼠(自出生以来一直处于无菌条件下,因此从未产生过肠道微生物组);普通实验室小鼠用两种常用抗生素混合物处理以降低肠道微生物组的复杂性。 。

研究人员用基孔肯雅病毒感染了无菌的和经抗生素处理的小鼠,以及一组具有正常微生物群的实验室小鼠,以进行比较。病毒在缺乏肠道微生物的小鼠中繁殖并迅速传播,在血液和远离感染部位的组织中达到很高的水平。进一步的实验表明,在没有正常肠道微生物组的小鼠中,关键的免疫细胞受损。

仅引入一种细菌物种-人类肠道微生物组的正常成员,即梭状梭状芽胞杆菌-拯救了小鼠抵抗感染的能力。典型地,在小鼠中没有发现梭状芽胞杆菌。但是它在人们中很常见,它修饰肝脏中产生的胆汁酸,生成影响免疫细胞的化合物。当研究人员只将修饰的胆汁酸给予缺乏正常微生物群的小鼠时,它改善了它们的免疫反应并降低了血液和组织中的病毒水平。

“如果微生物组不健康会影响您血液中的病毒水平,这将对血源性病原体提出一个有趣的问题:微生物组的健康会影响传播吗?”戴蒙德说,他还是分子微生物学,病理学和免疫学教授。“有理由认为,如果血液中含有更多的病毒,则蚊子在吃血粉时更容易被感染。”

为了检验这一想法,戴蒙德和温克勒用基孔肯雅病毒感染了三组小鼠。一组接受抗生素治疗以消除肠道细菌,第二组接受抗生素治疗,然后给予梭状芽孢杆菌在肠道中重新填充此类细菌,而第三组则完全不接受抗生素,从而使肠道菌群保持正常。研究人员在感染后一天抽血,并将血液提供给蚊子以作为食肉。抽取了用抗生素治疗的小鼠的血液的一半以上的蚊子被感染了,相比之下,用正常微生物群或仅含梭状芽孢杆菌的小鼠的血液喂养的蚊子不到三分之一。

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