细菌如何支持伤口愈合

尽管直到19世纪末它们才被认为是疾病的媒介，但细菌感染的有害影响几千年来就为人类所知。有些甚至变得神秘——例如，在美国内战(1861-1865)期间，在黑暗中“发光”的皮肉伤口被认为具有较低的感染风险和更好的愈合机会。

这个民间传说的起源尚不清楚，但有记载提到了夏伊洛战役(1862年)，这场战役导致16,000多名士兵在田纳西州冰冷的泥浆中受伤，等待战地医务人员——这是弹片和泥土刺激他们的感染的完美条件。伤口。

到底为什么有些伤口会发光，以及发光与愈合有何关系，一直是个谜，直到2001年，两名高中生在英特尔国际科学与工程科学博览会上展示了他们的作品。他们在美国农业部农业研究服务处支持下的研究表明，一种名为发光杆菌(Photorhabdusluminescens)的生物发光昆虫病原体可能在体温过低的士兵的伤口中存活，在那里它们可能产生抗生素，可以抑制其他引起感染的细菌的生长。

这些微生物还会发出冷蓝色的光，为发光假单胞菌感染的伤口赢得了“天使之光”的民间绰号。尽管关于示罗天使之光的确凿证据很少，但40年前的一篇文字描述了德国曼海姆围城战(1795年)期间发生的“腿部轻微伤口发出的轻微磷光”，表明这种现象可能同时发生那里和其他地方。

这个故事的要点是，尽管细菌通常被认为是疾病的媒介，包括坏疽等特别严重的伤口感染，但细菌对伤口愈合也很重要。

伤口愈合本身是一个非常复杂的过程，不仅涉及皮肤，还涉及免疫和循环系统，因为皮肤表面和皮下组织会自行修复。更复杂的是，人体皮肤表面是一个活跃的微生物群的家园，包括细菌、真菌和病毒，它们可以帮助或阻碍这一微妙的过程。

皮肤微生物群的多种功能

皮肤微生物群的重要功能之一是防止病原体远离正在愈合的伤口，而伤口也是微生物的主要进入部位。这可以通过产生杀死潜在威胁的抗菌分子来直接实现，或者当常驻细菌干扰病原体的致病机制时间接实现。另一种间接机制是皮肤微生物群的成员将宿主的免疫系统置于高度戒备状态。

皮肤微生物群可以参与甚至启动愈合伤口所需的级联免疫反应。例如，皮肤微生物群的成员对于触发愈合的第一步很重要。进入伤口的共生细菌会触发称为中性粒细胞的免疫细胞的激活，这对于激活快速的先天免疫反应非常重要。中性粒细胞开始表达一种名为CXCL10的化学信使，反过来，它会招募更多的免疫细胞并杀死伤口中的其他微生物群成员，以降低感染风险。

表皮葡萄球菌是皮肤微生物群中经过充分研究的成员之一，它可以通过多种方式促进伤口愈合。首先，它可以产生特定的化合物，例如脂磷壁酸，它可以限制炎症并促进伤口愈合增殖阶段的过渡，此时皮肤细胞会繁殖并闭合伤口。其次，表皮葡萄球菌还可以与宿主的适应性免疫系统结合，促进称为T细胞的免疫细胞加速闭合。

减少生物膜形成微生物的细菌疗法

细菌性皮肤感染每年影响数亿人，这就提出了一个问题：我们的原生皮肤微生物群可以用来治疗此类感染吗?慢性伤口，例如溃疡，由于愈合时间长，因此容易受到感染，因此感染的风险很高。

植物乳杆菌的“细菌疗法”已经在患有多种生物膜形成细菌感染的腿部溃疡的患者身上进行了测试。尽管该研究并不构成临床试验，但将植物乳杆菌应用于伤口似乎可以减少溃疡面积以及病原体的丰度，包括金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌，它们是常见的形成生物膜的伤口感染物。

植物乳杆菌属于一组被称为乳酸菌(LAB)的细菌，经常用于益生菌应用。它们的频繁使用部分归功于它们的非致病性，这为医疗保健和食品科学的各种应用提供了安全性。

植物乳杆菌不仅可以通过直接拮抗伤口病原体(例如铜绿假单胞菌)来实现其效果，还可以通过与免疫系统相互作用来实现其效果。植物乳杆菌治疗似乎促进了中性粒细胞(免疫第一反应者)以及成纤维细胞和内皮细胞向溃疡的募集，这可能有助于改善肉芽形成。然而，确切的机制以及批准的细菌疗法仍然难以捉摸。

除了治疗伤口感染的细菌疗法之外，还正在研究改造细菌以在伤口环境中执行特定功能的方法。由于耐药性猖獗且不断增加，我们迫切需要放弃将抗生素作为治疗各种细菌感染(包括皮肤感染)的主要治疗策略。一种选择是改造专门设计的细菌来发挥正常皮肤微生物群的有益功能，例如调节免疫系统。

这项技术的一个例子来自最近的一项研究，研究人员设计了一种名为罗伊氏柠檬酸杆菌R2LC的细菌，当将其引入伤口时，它会产生人类免疫化学信使CXCL12-α。他们对该疗法进行了一项随机、盲法和安慰剂对照的人体研究，称为ILP100-Topical。除了测试对象具有良好的耐受性外，重新应用ILP100-Topical还有助于缩短愈合时间并增加19天后伤口愈合的比例。

像这样的研究仍然很少且相距甚远，这使得它们更加特殊。瑞典乌普萨拉大学的MiaPhillipson教授表示：“我非常自豪，我们已经通过我的一名博士生在实验室启动的项目，成功进行了首次人体研究。”其研究小组进行了这项研究。她解释说：“这是第一项在人体中测试这种方法以加速诱导皮肤伤口愈合的研究。”

皮肤：新领域?

皮肤是人体最大的器官，是体内一切物质抵御外界一切物质的第一道屏障。皮肤微生物群栖息在这一屏障的表面，内部偶尔会与外部相遇，从而引发对宿主的殖民和保护之战。

这种微妙的生态系统显然有望治疗伤口和其他皮肤病，但在细菌治愈伤口的速度比你所说的“天使之光”更快之前，还有很多工作要做。