纽约(TNS)——我们体内寄生着众多种类的细菌,哪些应被归类为有害病菌并予以攻击,哪些又是维持健康的必要组成部分而需要保护,这个问题并不总是显而易见。
其中一种特别难以分类的细菌是幽门螺杆菌(H. pylori)。这种细菌因导致消化性溃疡的发现而成为2005年诺贝尔奖的研究主题。然而,最近的研究表明,它还具有某些益处,例如降低食道癌的风险。在《科学进展》杂志上发表的一篇论文中,瑞典的研究人员描述了这种细菌如何抑制淀粉样蛋白沉积的形成,而这些沉积物常见于阿尔茨海默病和帕金森病患者的大脑中。
科学家们才刚刚开始了解那些与我们共存了数千年的微生物——所谓的微生物组。由于抗生素使用、饮食变化以及现代生活的其他方面,微生物组正在急剧减少。
直到20世纪初,几乎所有人都携带着幽门螺杆菌。如今,它正走向全球灭绝。但在它彻底消失之前,值得弄清楚它的功能以及为何我们曾经普遍携带它。
尽管许多医生对幽门螺杆菌的消失感到高兴——因为它也与胃癌有关——科学家们却发现了更多积极的作用,包括一些研究表明它可能降低哮喘和过敏的风险,并有助于预防肥胖和2型糖尿病。正如我之前所写,这种胃部细菌是我们生物学的一部分,而不仅仅是需要消除的问题。
关于其与淀粉样蛋白沉积关系的最新研究发现了一种名为CagA的蛋白质——由大多数人类幽门螺杆菌分泌——是关键成分。这并不一定意味着CagA能保护我们免受阿尔茨海默病的侵害;科学家尚不清楚淀粉样蛋白沉积是疾病的原因、症状,还是身体试图减缓疾病进程的一种反应。
尽管如此,研究人员仍在继续研究这种蛋白质,这可能会带来新的疾病预防策略。这些发现也加深了对微生物组与阿尔茨海默病及其他神经退行性疾病发病风险之间联系的理解。
它们还发出了警告:我们对根除幽门螺杆菌的意外后果知之甚少。基因比较表明,这种细菌已经在人类胃中存在了至少6万年,甚至更久。
罗格斯大学的生物学家马丁·布莱泽(Martin Blaser)一直是呼吁理解幽门螺杆菌利弊的最积极倡导者之一。他在2014年的著作《消失的微生物:抗生素滥用如何助长现代瘟疫》(Missing Microbes: How the Overuse of Antibiotics is Fueling Our Modern Plagues)中对此进行了详细描述。他表示,所有哺乳动物都携带某种胃部细菌——类似于我们的幽门螺杆菌。
他对CagA的发现感到特别兴奋。正是他的研究最初识别了这种蛋白质,并表明只有所谓的CagA阳性菌株与所有健康风险和益处密切相关,包括溃疡和胃癌,以及降低哮喘和食道癌的风险。他后来参与的一项研究表明,CagA阳性菌株与降低中风风险之间可能存在联系。“这种蛋白质是一把双刃剑,”他说。
瑞典乌普萨拉大学的生物学家陈戈飞(Gefei Chen),也是淀粉样蛋白研究的研究人员之一,表示CagA蛋白可以防止其他细菌形成称为生物膜的群体。这种能力使幽门螺杆菌在竞争中占据优势,阻止潜在竞争对手形成生物膜以定植胃部。这种效应对我们健康的影响可能是有益的、有害的,或两者兼而有之。
生物膜由类似于阿尔茨海默病患者大脑中发现的沉积物的支架结构组成。陈戈飞表示,他想看看来自细菌的这种蛋白质是否也能影响大脑中的淀粉样蛋白沉积。他和他的同事在实验室中创造了沉积物,并将其暴露于CagA。“效果非常好,效率极高……这让我们大吃一惊。”
他目前正在使用基因编辑技术改造幽门螺杆菌,以确定是否可以通过改变其功能来控制其在体内的作用。CagA还可以用于分解细菌生物膜,这些生物膜就像细菌的堡垒城市,可以阻止抗生素到达感染部位。有害的生物膜还会覆盖医疗设备(如导管),并在我们的牙齿上形成顽固的牙菌斑。
布莱泽表示,幽门螺杆菌正在迅速消失——即使没有我们的干预。他预计未来某一天,我们可能会尝试重新获得它。也许会是一个经过编辑的版本,突出细菌的好处,同时避免其缺点。
将微生物简单地划分为“好”或“坏”是一种过于简化的做法。我们的微生物正在以帮助它们生存和繁殖的方式进化,这可能有益或有害于我们,具体取决于我们的生命阶段和其他环境因素。它们可能在身体的一个部位或生命的某个阶段有益,但在另一部分或另一个阶段有害。杀死我们这些宿主不符合它们的进化利益。
也许有一天,医生能够通过益生菌,甚至基因编辑,将平衡转向细菌的好处。然而,我们的微生物多样性已经降至工业化前社会的一半,并且正在迅速下降。科学家必须迅速行动,在我们仍然拥有这些微生物时了解它们的作用。
(F.D. Flam是彭博社观点专栏作家,专注于科学报道。她还主持了“Follow the Science”播客。)
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