口腔细菌战斗royale有助于解释病原体如何导致医院感染张迪
口腔细菌'战斗royale'有助于解释病原体如何导致医院感染
口腔内有数百种不同的细菌。有些是非常丰富的,而有些则是稀缺的。这些口腔细菌中的一些是公认的病原体其他人是良性的,甚至是有用的。
科学家们知道大约70粒口腔细菌的基因组成。他们不知道的是哪种物种在“斗争中”维持最长的维生素 - 以便他们决定寻找出来。结果有助于解释有害细菌是否能够在无菌的医院环境中持续存在并感染患者。
本周晚些时候在美国国家科学院院刊发表的一篇论文中,来自福赛思研究所,J.克雷格文特研究所,华盛顿大学和加州大学洛杉矶分校的研究人员描述了他们的发现属于家庭肠杆菌科的相关细菌种类在长期饥饿或“世界末日”实验中超过所有不同的口腔细菌。
“已知该家族的一些物种会在医院引起感染,”何福森博士说,他是福赛思研究所的副参与者,也是该研究的合着者。
为了创造一场细菌之战,研究人员将一大堆来自人类唾液的口腔细菌样本放入管中。习惯于居住在营养丰富的口腔中的细菌已经缺乏新的环境。每天,科学家都会检查样品,看看哪些细菌仍然活着。
几乎每种细菌都在最初的几天内死亡。但是三种物种 - 肺炎克雷伯菌,克雷伯氏菌和普罗维登斯藻 - 存活时间最长,其中肺炎克雷伯菌和产气克雷伯菌存活时间超过100天。
研究人员惊讶地发现克雷伯氏菌已经成为这场细菌斗争的众多支持者之一。在他们纯净的口腔环境中,克雷伯氏菌被认为是一种失败者。它们占口腔内所有微生物的约0.1%。但是,在所有维生素处于不利地位的过度环境中,克雷伯氏菌占据了至高无上的地位,而通常存在于过量丰富物种中的臭虫很快就会消失。
Klebsiella是如何实现这样的壮举的?为了回答这个问题,科学家在“战斗”的主要日期分析了细菌的基因组,之后在第100天再次进行了分析。
“当我们观察基因组含量时,发现这些肠杆菌科物种的基因组比其他口腔细菌更大,这使它们能够利用更多样化的能源,”何博士说。研究人员发现,克雷伯氏菌经历了基因突变,这种基因突变使他们能够活得更久并且即使没有用餐供应也可以继续运作。
科学家将克雷伯氏菌属物种描述为机会致病菌。在有益健康的人中,他们和平地居住在口中,被不同的微生物拥挤,无法发展或引发麻烦。但在户外口腔,几种不同的细菌存活的地方,克雷伯氏菌是王。它们坚持在医院表面,如水槽或桌子。如果受影响的免疫系统受损的人与克雷伯氏菌接触,那么受影响的人可能会发生感染。
“像唾液这样的口腔液是细菌和病毒的丰富来源。我们想要了解病原体如何能够占主导地位,然后在身体外长时间持续传播,”共同作者Dr博士解释说。杰弗麦克莱恩,华盛顿大学教授。
克雷伯氏菌感染可能会导致肺炎和脑膜炎等各种有害环境。克雷伯氏菌感染的一个原因是如此有害,除了将这种抗药性转移到邻近的细菌外,克雷伯氏菌还特别擅长抗生素耐药性。
“这些克雷伯氏菌在唾液混合物中存活的时间比其更为良性的邻居更长久的发现可能具有很大的临床意义,因为抗生素抗性克雷伯氏菌的多次毒性爆发可追溯到医院的水槽和排水管,” Jonathon L. Baker博士,博士 Baker是J. Craig Venter研究所基因组医学系的Ruth L. Kirschstein NRSA研究员,也是该研究的主要撰稿人。
此分析还有助于阐明细菌群落的关键生态动态。
“从大局来看,这是了解微生物社会结构和生态的一大步,”福赛思研究所首席科学官兼首席科学官史文元博士说。“ 这项研究开始解决生物学中的一个基本问题 - 进化上如何建立一个微生物群落,以及当社区死亡时会发生什么?”
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