霍亂仍然是一個(gè)巨大的公共衛(wèi)生問(wèn)題。在過(guò)去的200年里，這種急性腹瀉疾病已經(jīng)發(fā)生了七次大流行。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的數(shù)據(jù)，霍亂每年仍然造成多達(dá)14.3萬(wàn)人死亡，并感染多達(dá)400萬(wàn)人，大部分在貧窮或不發(fā)達(dá)國(guó)家。

霍亂是由霍亂弧菌（Vibrio cholerae）引起的，霍亂弧菌是一種水傳播的病原體，當(dāng)飲用受污染的水時(shí)感染人類(lèi)腸道。在攝入后，霍亂弧菌開(kāi)始在腸道內(nèi)表面定植，并在上皮細(xì)胞上釋放一種毒素。該毒素破壞了整個(gè)腸道壁的離子平衡，導(dǎo)致排泄出水樣腹瀉。嚴(yán)重的霍亂可導(dǎo)致因嚴(yán)重脫水而死亡。

但這并不是霍亂弧菌的全部作用。2015年，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Melanie Blokesch教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇開(kāi)創(chuàng)性的論文，顯示這種細(xì)菌在其環(huán)境棲息地中生長(zhǎng)時(shí)，使用一種帶有彈簧的長(zhǎng)矛來(lái)刺傷鄰近的細(xì)菌并竊取它們的DNA（Science, 2015, doi:10.1126/science.1260064）。這種稱(chēng)為“VI型分泌系統(tǒng)（type VI secretion system, T6SS）”的分子長(zhǎng)矛此前已被描述為服務(wù)于細(xì)菌間的競(jìng)爭(zhēng).Blokesch說(shuō)，“在世界霍亂流行地區(qū)飲用受污染的水，預(yù)計(jì)會(huì)含有可進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的具有T6SS活性的霍亂弧菌?！?/p>

以前的研究已表明，腸道病原體需要與腸道微生物組中的細(xì)菌相互作用，以便在這種環(huán)境中站穩(wěn)腳跟。它們使用各種策略來(lái)做到這一點(diǎn)，從爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)物到全面的細(xì)菌間戰(zhàn)爭(zhēng)。一些研究已表明，腸道病原體利用它們的T6SS長(zhǎng)矛來(lái)清除腸道壁龕（intestinal niche），從而促進(jìn)它們自己的定居。

但是研究霍亂弧菌如何與腸道微生物組相互作用是很困難的。通常情況下，科學(xué)家們會(huì)建立一種標(biāo)準(zhǔn)化的成年動(dòng)物模型，但是眾所周知的是，相比于人類(lèi)相比，霍亂弧菌在成年動(dòng)物中的定植效果相對(duì)較差。這意味著科學(xué)家們不得不求助于幼小的動(dòng)物，但是這些幼小的動(dòng)物缺乏成熟的腸道微生物組，而霍亂弧菌一旦開(kāi)始在腸道定植，就會(huì)與之相互作用。

與此同時(shí)，許多研究已表明，抵抗霍亂弧菌和其他傳染性細(xì)菌的定植在很大程度上取決于腸道中所謂的“共生”微生物。共生微生物，特別是人類(lèi)腸道中的微生物，在與霍亂弧菌的相互作用方面還沒(méi)有得到較多研究。

腸道抵抗力

在一項(xiàng)新的研究中，Blokesch團(tuán)隊(duì)如今研究了霍亂弧菌與人類(lèi)腸道微生物群中的細(xì)菌的相互作用方式。他們研究了來(lái)自人類(lèi)志愿者的少量共生菌，其中包括幾個(gè)細(xì)菌物種，如大腸桿菌、陰溝腸桿菌（Enterobacter cloacae）和多種克雷伯氏菌分離株。相關(guān)研究結(jié)果于2021年10月1日發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“Human commensal gut Proteobacteria withstand type VI secretion attacks through immunity protein-independent mechanisms”。

他們的研究結(jié)果顯示，盡管在T6SS介導(dǎo)的霍亂弧菌攻擊后，有幾種腸道細(xì)菌被耗盡，但有一個(gè)重要的腸道細(xì)菌亞群可以抵抗它。具體來(lái)說(shuō)，一些克雷伯氏菌的腸道細(xì)菌物種用一種多糖莢膜（polysaccharide capsule）來(lái)抵御霍亂弧菌的T6SS攻擊。

鑒于它是一種高效的殺傷性長(zhǎng)矛，像霍亂弧菌這樣使用T6SS的細(xì)菌也有辦法保護(hù)自己以避免自我中毒。為了做到這一點(diǎn)，使用T6SS的細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生特定的免疫蛋白，阻止T6SS的毒性作用。

但是這項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)腸道微生物群的一些成員在不采取免疫蛋白路線(xiàn)的情況下保護(hù)自己免受T6SS攻擊。具體來(lái)說(shuō)，該研究顯示，陰溝腸桿菌本身是一種機(jī)會(huì)致病菌，它的反擊方式是先用自己優(yōu)越的T6SS武器殺死霍亂弧菌。

I組多糖莢膜保護(hù)克雷伯氏菌免受霍亂弧菌T6SS的攻擊，圖片來(lái)自Nature Communications, 2021, doi:10.1038/s41467-021-26041-0。

Blokesch說(shuō)，“這項(xiàng)研究使我們對(duì)腸道微生物群中的細(xì)菌群落行為以及對(duì)抗T6SS中毒的防御方法如何可能有助于細(xì)菌種群自我防御入侵的病原體有了一些新的了解?！钡矎?qiáng)調(diào)，這項(xiàng)研究是在體外進(jìn)行的，這意味著如果我們要獲得更全面的了解，還需要進(jìn)行更多的研究。

這些作者總結(jié)道，“然而，我們的研究可以作為一個(gè)起點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)抵擋T6SS的益生菌菌株來(lái)恢復(fù)有缺陷的定植屏障（colonization barrier）或者提高定植屏障的效率?！保ㄉ锕?Bioon.com）

小編推薦會(huì)議  2021年(第七屆) 腸道微生態(tài)與健康國(guó)際研討會(huì)

http://meeting.bioon.com/2021MicIntestin