科学家设计益生菌来预防大肠感染

新加坡国立大学Yong Loo Lin医学院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，以对抗艰难梭状芽胞杆菌感染(CDI)的发作和影响。

CDI是大肠或结肠的感染，导致传染性腹泻，由一种叫做梭状芽胞杆菌的传染性细菌引起。大多数CDI病例都发生在服用抗生素或刚刚结束抗生素疗程的患者中。

在CDI的治疗中使用抗生素会导致肠道菌群失衡，称为菌群失调，这可能会破坏其他菌群过程，如胆盐代谢。胆盐代谢失调可激活休眠的艰难梭状芽胞杆菌孢子，导致CDI，引起严重腹泻和大肠结肠炎-炎症，或CDI再感染。

由Matthew Chang副教授领导的研究团队，来自新加坡国立大学医学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)益生菌能够检测到抗生素诱导的菌群失衡的发生，并在检测到后表达一种调节胆盐代谢的酶。这种益生菌含有一个遗传电路，由遗传编码传感器、放大器和驱动器组成。

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已被证实，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，这是一种肠道代谢物，表明微生物组失衡。执行器产生一种可以调节胆盐代谢的酶，由传感器激活，它减少了由唾液酸传感器诱导的导致CDI的艰难梭状芽胞杆菌孢子的萌发。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，使艰难梭状芽胞杆菌孢子的萌发减少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。

这一进展让张教授感到鼓舞，因为它更多地揭示了肠道环境，以及如何通过操纵肠道环境来创建侵入性较低的治疗策略。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，而不需要施加直接的杀伤力来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。这在考虑发展或改进CDI的未来疗法时是有用的。”

这篇论文发表在自然通讯在2022年7月。

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