研究揭示了一些细菌感染如何变成慢性

1900年代初，一位名叫玛丽·马伦(MaryMallon)(更广为人知的名字是“伤寒玛丽”)的厨师将伤寒沙门氏菌(伤寒的病原体)传播给了她的数十名顾客，尽管她没有表现出任何症状。如今，许多人体内携带致病沙门氏菌多年，却没有感到不适，这使他们成为新感染的潜在来源。

麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的科学家与特拉维夫大学和以色列谢巴医学中心的同事进行的一项新研究，揭示了另一种沙门氏菌能够逃避免疫系统并导致长期感染的生物机制。术语感染。

研究小组重点关注沙门氏菌的“非伤寒”形式，这种形式会引起食源性疾病，并且与伤寒形式一样，在初次感染后可以在体内长时间残留。通过检查从数百名持续感染沙门氏菌的人身上收集的细菌基因组，他们发现了基因突变，这些突变既降低了细菌的“毒力”或感染能力，又抑制了宿主的免疫反应，从而创造了一种分子伪装来保护细菌。细菌免受免疫系统的关注。

这一见解有一天可能会带来新的诊断方法或治疗方法，以防止这些感染变成慢性感染。该作品发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。

“在我们的小组中，我们的目标是利用广泛组学技术来了解持续感染的驱动因素，包括病原体遗传学在调节宿主反应中的作用，”该研究的共同高级作者兼细菌研究所所长AshleeEarl说。她也是布罗德研究所基因组组的一名研究所科学家。

“在这样一个大的集合中，患者代表了‘自然实验’，我们可以并行观察，以揭示病原体持久性的遗传变化。”

沙门氏菌诡计

为了开始回答这个问题，Earl小组和由共同高级作者兼研究所科学家JonathanLivny领导的Broad微生物组学核心团队与特拉维夫大学助理教授、共同高级作者OhadGal-Mor的实验室建立了联系。关于新的研究。

Gal-Mor小组此前分析了1995年至2012年间从以色列48,000多名沙门氏菌病患者收集的细菌样本。通过研究定期收集的样本，直到每位患者的病原体检测呈阴性，他们发现，虽然大多数人在未经治疗一周左右后感染被清除，大约2.2%的病例成为持续感染，持续数月至数年。

在这项新研究中，研究人员检查了256名患者的样本，这些患者的感染持续了至少30天。他们证实，大多数病例是由于同一菌株的慢性感染，而不是同一细菌的不同菌株的再次感染。

在分析了不同时间点患者样本中沙门氏菌的基因组后，研究小组强调了在慢性感染期间细菌中反复出现的两个基因barA和SirA的突变。

这些基因有助于调节其他基因的活性，进一步的分析表明，这些基因的突变会降低一组称为SPI-1基因的基因的活性，这些基因有助于沙门氏菌入侵宿主细胞。动物实验表明，携带barA或sirA突变的细菌分离株的竞争力低于那些缺乏突变的细菌，表明突变降低了细菌的入侵和复制能力。

为了研究突变基因对宿主免疫反应的影响，研究人员在培养皿中用带有barA或SirA突变的沙门氏菌感染了称为巨噬细胞的小鼠免疫细胞。他们发现突变的细菌抑制了巨噬细胞免疫反应基因的表达，这表明带有拼写错误的barA或SirA基因的细菌在宿主体内引起的免疫反应较少。

科学家们随后想知道这些毒性较低的细菌是否能够维持感染。他们发现，在长期感染过程中，感染毒力较低的沙门氏菌的小鼠与携带非突变细菌的小鼠在粪便中排出的细菌数量相似，器官中的细菌水平也相似，这表明毒力较低的沙门氏菌仍然可能保持感染，并可能传播给其他宿主。

不同患者的突变基因有不同的拼写错误，这表明细菌独立进化以降低宿主的免疫反应。

“这些结果向我们表明，病原体正在宿主体内进化，并可能适应慢性感染，”第一作者、布罗德细菌基因组学小组的博士后研究员亚历山德拉·格罗特(AlexandraGrote)说。“如果我们能够更好地了解所涉及的途径，它将提供一个令人兴奋的机会来开发新的治疗方法或方法来防止感染持续存在。”