多篇文章聚焦科學家們在艱難梭菌研究領域取得的新進展!

本文中，小編盤點了多篇文章，共同聚焦近年來科學家們在艱難梭菌研究領域取得的新成果，與大家一起學習！

圖片來源：CDC

【1】mBio：揭秘艱難梭菌在低氧環境中得以生存的分子機制

doi：10.1128/mBio.01559-20

近日，一篇刊登在國際雜誌mBio上的研究報告中，來自巴斯德研究所等機構的科學家們通過研究揭示了促進艱難梭菌在低氧環境下生存的分子機制，艱難梭菌是一種僅能在無氧環境中生長的病原體，該菌是與抗生素使用引發的相關腸道問題的主要原因，歐盟每年大約會有12.4萬人感染艱難梭菌，平均每人會造成大約5000英鎊的損失；艱難梭菌，尤其是致病性的變種是引發衛生保健系統中高度流行性感染的一個重要原因，其還會阻礙抗菌療法的應用，除非研究人員揭示了背後的分子機制並開發出了行之有效的幹預措施。

健康的人體腸道通常被是基本無氧的環境，但實際上胃腸道內的氧氣含量是不同的，這無疑給諸如艱難梭菌等人類微生物組中的厭氧微生物帶來了一定挑戰，在類似於細菌的生物體中，名為flavodiiron蛋白和rubrerythrins蛋白的兩種酶類家族如今已經被證明在保護生物體抵禦氧化性壓力方面扮演著關鍵角色。

【2】Sci Transl Med：科學家成功對常見酵母菌進行工程化修飾來治療艱難梭菌感染

doi：10.1126/scitranslmed.aax4905

近日，一項刊登在國際雜誌Science Translational Medicine上的研究報告中，來自馬裡蘭大學等機構的科學家們通過對小鼠進行研究發現，以一種特定方式來修飾常見類型的酵母或許能作為一種有效療法來治療艱難梭菌感染，文章中，研究人員描述了如何通過修飾布拉氏酵母菌（Saccharomyces boulardii）使其產生特殊抗體來中和艱難梭菌感染所產生的毒素，同時研究者還描述了這種特殊抗體的作用方式和原理。

艱難梭菌感染通常發生在服用抗生素治療細菌性感染的人群中，尤其是老年人，當抗生素殺滅了腸道中的有益菌群時，腸道就會對艱難梭菌的感染變得易感，諸如此類感染在老人院和某些醫院非常常見，其在美國滅年會引發大約3萬人死亡，而臨床上所採用的療法主要是使用較多的抗生素，當抗生素有效對於艱難梭菌感染時，研究人員就擔心會導致細菌耐藥性的產生，而本文研究中，研究人員發現了一種不適用抗生素就能有效抵禦艱難梭菌感染的新方法。

【3】Gastroenterology：艱難梭菌通過誘導纖維酶原導致腸道損傷和擴散！

doi：10.1053/j.gastro.2020.06.032

近日，來自莫納什大學的研究人員通過研究發現，具有破壞性的超級細菌艱難梭狀芽孢桿菌劫持了人類傷口癒合系統，導致嚴重而持久的疾病，從而開啟了治療這種疾病的新療法的開發。艱難梭狀芽孢桿菌是最常見的醫院獲得性疾病，會導致持續的、危及生命的腸道感染，尤其是在老年人和免疫功能低下的患者中。

這種感染非常難以治療，即使患者在服用了強效的、使人衰弱的抗生素數月之後，也會反覆出現。艱難梭菌還對抗生素高度耐藥，這極大地複雜化了治療。莫納什大學生物醫學發現研究所(BDI)的一個研究小組發現，艱難梭菌大量激活一種叫做纖溶酶原的人體酶，從而破壞腸道組織，幫助細菌在患者體內擴散。通常，纖溶酶原及其活性形式纖溶酶蛋白以一種高度受控的方式被部署來分解疤痕組織並幫助傷口癒合。

【4】mBio：利用噬菌體遞送CRISPR-Cas3有望治療艱難梭菌感染

doi：10.1128/mBio.00019-20

在一項新的研究中，來自美國Locus Biosciences公司和北卡羅萊納州立大學等研究機構的研究人員發現CRISPR-Cas系統可用於有效靶向並消除特定的腸道細菌，即一種引起結腸炎的病原體：艱難梭菌（Clostridioides difficile），相關研究結果近期發表在mBio期刊上。

在這項概念驗證研究中，這些研究人員測試了利用一種稱為噬菌體的病毒攜帶可編程的CRISPR來特異性靶向和消除艱難梭菌的有效性。他們能夠在實驗室中和在小鼠身上進行的實驗中證實這種病原體減少了。研究者Rodolphe Barrangou表示，我們想要設計帶有自我靶向的CRISPR有效載荷的噬菌體，並將它們遞送至所選生物體（小鼠）的腸道中，以便對宿主健康產生有益影響並阻止疾病產生。

【5】mSystems：高脂肪高蛋白飲食加劇艱難梭菌感染

doi：10.1128/mSystems.00765-19

近日mSystems雜誌上發表的一項新研究中，研究人員表示，餵食高蛋白，高脂飲食的小鼠比對照組小鼠更容易發生致命的艱難梭菌感染。他們的發現還表明，高碳水化合物飲食可以防止上述感染的發生。根據疾病控制與預防中心的數據，在美國，每年都有數十萬人被診斷出艱難梭菌感染，並有超過10，000人死亡。服用抗生素會增加人群的感染風險。研究人員警告說，由於他們的研究是在小鼠身上進行的，還需要進一步的研究來建立這些飲食與人類感染之間的聯繫。

在該研究中，來自內華達大學等機構的研究人員將小鼠分為四組進行分別測試。每組小鼠都接受抗生素治療，但與此次同時它們接受了不同的飲食：第一組小鼠攝入高脂，高蛋白飲食，第二組小鼠是高脂，低蛋白的食品；第三組小鼠是高碳水化合物飲食；第四是實驗小鼠的標準實驗室飲食。

圖片來源：Xingjian Xu and Edwin Pozharski

【6】PNAS：科學家有望開發出治療艱難梭菌感染的新型藥物療法

doi：10.1073/pnas.1919490117

近日，一項刊登在國際雜誌Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中，來自紐約市立大學等機構的科學家們通過研究或有望幫助開發治療艱難梭菌（clostridium difficile）感染的新藥，艱難梭菌會引發腹瀉、噁心、內出血和潛在死亡，其對公眾健康會帶來嚴重威脅，每年在美國這種細菌都會感染大約50萬人，而且會造成1.5萬人死亡。

如今，抗生素的過度使用越來越多地將病人置於醫療設施中，這樣就會使其面臨感染艱難梭菌的風險，同時也是使得某些菌株更加難以治療；這項研究中，研究人員發現，艱難梭菌所釋放的一種毒素或能幫助他們開發新型藥物來阻斷這種毒素的功能，同時也能有效抑制細菌進入人類細胞引發感染。

【7】Acta Pharma Sinica：艱難梭菌毒素A如何進入腸道細胞？

doi：10.1038/s41401-019-0242-8

艱難梭菌感染已成為嚴重的，有時是致命的腹瀉病的主要原因，也是日常生活中一個日益嚴重的問題。來自C. diff的大部分疾病是由細菌產生的毒素引起的，這會損害腸道內壁。日前一項刊登在國際雜誌Acta Pharmacologica Sinica上的研究報告中，作者揭示了C. diff的兩種主要毒素A和B如何進入腸細胞，這為開發不依賴抗生素的治療方法提供了初步的線索。

2016年，Dong和他的同事揭示了毒素B的入口。利用CRISPR / Cas9基因編輯技術，他們篩選了人類細胞中的所有基因，因為它們在毒素結合和進入細胞中具有潛在作用。當他們突變基因的一個名為Frizzled的受體時，毒素無法進入細胞，腸組織變得不那麼敏感。

【8】PLoS Pathog：艱難梭菌如何憑藉其所產生的特殊化合物在腸道中橫行霸道？

doi：10.1371/journal.ppat.1007191

艱難梭菌是引發全球大部分抗生素相關腹瀉爆發的罪魁禍首，近日，一項刊登在國際雜誌PLoS Pathogens上的一篇研究報告中，來自倫敦衛生與熱帶醫學院的科學家們通過研究發現，艱難梭菌能夠產生一種名為對甲酚（p-cresol）的特殊化合物，這種化合物能夠幫助艱難梭菌在患者腸道中獲取一種競爭性的優勢，而這無形中就影響了患者機體腸道中的自然保護菌群的功能。

抗生素的使用會干擾機體中天然保護的腸道菌群，從而讓患者對艱難梭菌感染變得易感，進而引發潛在的致死性疾病和併發症出現；目前研究人員迫切需要通過研究來理解艱難梭菌如何影響腸道菌群並且幹擾腸道的自我平衡，但其中一個問題是，艱難梭菌是腸道中已知的18種能夠產生對甲酚化合物的腸道菌群中的一種，對甲酚會抑制腸道中大範圍微生物菌群的生長，但其僅會在高濃度狀況下影響艱難梭菌。

【9】Science：新研究有望戰勝致命性的艱難梭菌胃腸道感染

doi：10.1126/science.aar1999

在一項新的研究中，來自美國加州大學歐文分校和哈佛醫學院的研究人員發現了艱難梭菌毒素B（TcdB）如何識別人G蛋白偶聯受體Frizzled蛋白（FZD），即艱難梭菌用來入侵腸道細胞和導致致命性胃腸道感染的受體。這一發現可能為開發針對艱難梭菌的新型抗毒素鋪平道路，而且也顯示出開發新的抗癌藥物的潛力。相關研究結果發表在Science期刊上。

在艱難梭菌感染中，TcdB靶向結腸上皮細胞並與FZD受體結合。這些研究人員發現在這個結合過程中，這種毒素將FZD中的某些脂質分子鎖定，這會阻斷調節結腸幹細胞更新和結腸上皮分化的關鍵Wnt信號傳導。研究者Jin表示，這種毒素確實是非常機智的。它利用了FZD受體為了發揮自身功能所使用的一種重要的脂質來提高它對FZD受體的結合親和力和特異性。然而，對這種脂質的需要也暴露了TcdB的一個弱點，這個弱點可能被用來開發阻斷這種毒素-受體識別的抗毒素。

【10】Nature：重磅！膳食海藻糖增加流行性艱難梭菌的毒力

doi：10.1038/nature25178

艱難梭菌（Clostridium difficile）流行病的爆發頻率和嚴重性的增加與廣泛使用的食品添加劑海藻糖相關聯。在一項新的研究中，來自美國貝勒醫學院等研究機構的研究人員發現在實驗室測試和動物模型中，海藻糖增強了在病人感染中佔主導地位的流行性艱難梭菌譜系的毒力，相關研究結果發表在Nature期刊上。

研究者表示，艱難梭菌感染在醫院一直是一個問題：在過去的15年裡，它已成為發達國家醫院獲得性感染的最常見原因。根據美國疾病控制與預防中心（CDC）的統計，艱難梭菌是美國傳染病相關死亡的主要原因。在2015年，CDC報導艱難梭菌在這一年中導致將近50萬人感染，並且估計有2.9萬人死亡。這種細菌導致危及生命的結腸炎症和腹瀉。65歲及以上的患者面臨著最大的風險，而且大部分感染發生在接受醫療護理和抗生素治療的人群中。（生物谷Bioon.com）

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