当引起食物中毒的有害细菌（如大肠杆菌）通过消化道入侵时，肠道细胞通常会通过将感染细胞排出体外来反击，以阻止感染扩散。在今日发表于《自然》杂志的一项新研究中，罗氏集团成员基因泰克公司的科学家与俄勒冈健康与科学大学的研究人员合作发现，一种以引起血性腹泻而闻名的危险大肠杆菌菌株能够阻断这种肠道防御机制，使细菌更容易扩散。
细菌将一种名为NleL的特殊蛋白质注入肠道细胞，这种蛋白质会分解称为ROCK1和ROCK2的关键酶，而这些酶是排出感染细胞所必需的。没有这个过程，感染细胞就不能快速离开，使细菌更容易扩散。
通常，当有害细菌侵入肠道时，身体会迅速反击。第一道防线是肠壁——由紧密排列的细胞组成，吸收营养物质并阻止细菌进入血液。如果其中一个细胞被感染，它会通过将自己推出肠壁并进入肠道来排出体外，从而被冲走。这有助于防止细菌扩散。
"这项研究表明，病原菌可以阻止感染细胞被推出，"该研究的高级作者、俄勒冈健康与科学大学医学院分子微生物学和免疫学副教授伊莎贝拉·劳赫博士说。
"这是一种与我们之前所见完全不同的策略。一些细菌试图隐藏以避免被检测到，但这种细菌实际上阻止了细胞的逃生路线。"
揭示新的治疗途径
劳赫的职业生涯一直致力于研究屏障组织（如肠壁）如何与微生物相互作用，并在不持续引发炎症的情况下保护身体。她的工作对传染病和炎症性肠病（IBD）等慢性疾病都具有重要意义。
"我们现在知道，肠壁不仅仅是一堵被动的墙，"她说。"这些细胞非常善于早期检测感染并在免疫系统启动之前作出反应。"
这项研究是多位科学家合作的成果，包括来自基因泰克公司的生物化学专家，他们弄清楚了NleL的工作原理，以及劳赫的实验室，他们使用肠道组织模型展示了该蛋白质在真实细胞中的作用。
"我们能够证明，当细菌携带这种特定蛋白质时，它们能更好地感染肠道，"劳赫说。"它们阻止感染细胞快速被排出，这给了它们更多时间繁殖并感染更多细胞。"
这一发现可能为针对细菌致病机制的新治疗方法铺平道路，而不是像抗生素那样直接杀死细菌。
"通过了解细菌如何绕过我们身体的防御机制，科学家可以设计不依赖抗生素的抗毒力疗法，"劳赫说。"这非常重要，尤其是在抗生素耐药性持续上升的情况下。"
这些发现也具有全球健康影响。这种类型的大肠杆菌对幼儿尤其危险，因为他们的身体无法很好地处理液体流失。科学家警告说，气候变化和薄弱的食品安全系统可能会使这些感染更加普遍。
"在卫生条件差的地方，这类细菌已经是一个严重问题，"劳赫说。"但随着气温上升和食品安全监测的削减，它们在发达国家也正成为日益增长的威胁。"
除了传染病之外，这一发现还可能为炎症性肠病（IBD）等肠道疾病提供见解，在这些疾病中，肠壁过快地脱落过多细胞。
"这种细胞'外排'过程在健康肠道中会以低水平持续发生，"劳赫说。"但在IBD中，这个过程会加剧，而我们并不完全理解原因。同样，我们在胃肠道癌症中也看到了这一点。这项研究让我们更深入地了解了问题的两个方面，即身体如何保护自己以及事情是如何出错的。"
除了劳赫之外，俄勒冈健康与科学大学的合著者还包括马林·迈纳（理学学士）、拉切尔·彼得森（理学学士）和威廉·斯科特（文学学士）。主要作者是基因泰克公司的首席科学家乔瓦尼·卢凯蒂博士。
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