每年，全球都会有数以万计的婴儿死于细菌感染，而这其中，又以由沙门氏菌和大肠杆菌引起的消化系统疾病尤为凸显。


全球儿童命运的不同可能不仅仅来自于其自身不成熟免疫系统和生活环境的差异，肠道内不同微生物在组合方面的细枝末节更可能引起儿童的感染性疾病。


最近，美国密西根大学医学院的科学家通过小鼠实验证实除了帮助消化食物之外，生活在人们肠道中的梭菌（Clostridia）还会提供针对感染性疾病的关键保护。除此之外，研究人员还发现新生小鼠由于没有寄生在其肠道中的梭菌，更加容易受到感染性疾病的侵扰。这种现象也同样存在于人类婴幼儿中。


这项发表于科学杂志的研究为人类婴儿的保护提供了一种新方法。文章的主要作者，密西根大学病理学教授Gabriel Nunez博士说：“任何家长都知道新生儿在生命的第一年很容易发生肠道感染。这项研究表明肠道微生物群中缺乏保护性细菌是一种肠道感染的巨大风险，这种风险可能同样会存在于免疫系统成熟的人们之中。”


基于在无菌环境中繁殖的小鼠，Nunez博士及其同事设置了无菌与菌群移植的对照试验。同时，研究人员使用先进的DNA分析技术对小鼠肠道中细菌的类型和数量进行了精准检测。


研究人员发现，从食用母乳到断奶期间，小鼠肠道中的梭菌会发生从无到有的变化，在梭菌生长的同时，几种能够引起肠道感染的其他细菌均会受到不同程度的生长抑制。


Nunez博士及其同事们使用新生和成年无菌小鼠进行了一系列实验，从4日龄，12日龄和16日龄正常小鼠的粪便中提取了肠道微生物样品。


他们发现来自较老正常小鼠的样品具有最多的肠道微生物，其中包括梭菌和拟杆菌这种在未成年小鼠肠道菌中看不到的细菌，表明包括梭菌在内的这些细菌可能完全是从母乳中获得的。


接着，研究人员给无菌小鼠移植4天龄或16天龄的正常小鼠肠道菌，然后将其暴露于可以感染于肠道但不扩散至全身的沙门氏菌属菌株。获得4天龄小鼠肠道微生物移植的实验小鼠的一半在观察期发生死亡，而获得16天龄小鼠肠道微生物移植的实验小鼠没有发生死亡。


接下来，研究人员对移植的肠道微生物进行了具体细分，发现只有给予梭菌的小鼠能够抵抗病原感染。在接受梭菌之后暴露于沙门氏菌一周的小鼠中有90%的个体能够存活，而没有接受梭菌移植直接暴露于沙门氏菌的小鼠成活率只有百分之五十。


除此之外，研究人员还设置了抗生素实验，免疫缺陷小鼠实验与肠道氧气实验。验证了母乳在建立新生儿肠道微生物结构，保护婴幼儿免遭感染伤害方面的意义，从不同角度阐明了梭菌在防止肠道感染方面的重要作用。


Nunez博士总结说：“通常，当我们开始食用固体食物时，我们就会开始积攒肠道中的梭菌菌株，但在生命的早期阶段我们的肠道却长期面临着一种梭菌的短缺。” Nunez博士指出，


饮食中添加梭菌对新生儿来说可能是一种保护，然而即便如此，科学家仍然需要进一步的动物和临床实验来确保梭菌移植或食品添加的安全性。


原始出处：


Kim YG，Sakamoto K，Seo SU，et al.Neonatal acquisition of Clostridia species protects against colonization by bacterial pathogens. Science (2017).