科学家设计益生菌来预防大肠感染

新加坡国立大学永洛林医学院(NUS Medicine)的科学家们发明了一种益生菌，可以恢复胃肠道中的胆盐代谢，以对抗艰难梭菌感染(CDI)的发作和影响。

CDI是大肠或结肠感染，导致感染性腹泻，由一种被称为梭状芽胞杆菌的传染性细菌引起。大多数CDI病例被观察到发生在那些已经服用抗生素或刚刚结束抗生素疗程的人身上。

在CDI治疗中使用抗生素会导致肠道微生物组失衡，称为生态失调，这可能会破坏其他微生物组的过程，如胆盐代谢。胆盐代谢失调可激活休眠的艰难梭菌孢子，导致CDI，引起严重腹泻和结肠炎-大肠炎症，或CDI再感染。

由新加坡国立大学医学院合成生物学转化研究项目和新加坡国立大学临床和技术创新合成生物学(SynCTI)副教授马修·张(Matthew Chang)领导的研究团队设计了一个项目益生菌可以检测抗生素诱导的微生物组失衡的发生，并在检测时表达一种可以调节胆盐代谢的酶。这种益生菌含有一个遗传电路，由基因编码的传感器、放大器和执行器组成。

研究小组使用了一种大肠杆菌益生菌作为宿主，因为它在人体中的安全记录得到了证实，而且它的革兰氏阴性性质使它与目前使用抗生素靶向的CDI疗法兼容革兰氏阳性细菌．这种益生菌中的传感器检测唾液酸的存在，唾液酸是一种肠道代谢物，表明微生物组不平衡。执行器产生一种酶，可以调节由传感器激活的胆盐代谢，并减少由唾液酸传感器诱导的导致CDI的艰难梭状芽孢的萌发。该团队还在益生菌中加入了一个放大器，它可以放大传感器的激活，增加酶的产量，将艰难梭菌孢子的萌发率降低98%。实验表明，在实验室模型中，益生菌显著降低了CDI，存活率为100%，改善了临床结果。

Chang副教授对这一进展感到鼓舞，这一进展进一步阐明了肠道环境，以及如何操纵它来创建侵入性更小的治疗策略。他说:“这项科学创新让我们更好地理解了如何控制体内的微环境，而不需要直接杀死艰难梭状芽胞杆菌，给予额外的药物，或使用侵入性方法来消除感染。我们的观点已经转向研究如何提出一种抗菌策略，以补充和协助体内的自然生物过程，以帮助限制感染的发生。这在考虑未来CDI治疗方法的发展或改进时是有用的。”

这篇论文发表在自然通讯2022年7月。

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