Cell又双发！菌群怎样影响感染？口腔菌如何加剧肠炎？| 热心肠日报

今天是第1493期日报。

Cell：肠道菌群如何影响人体对霍乱感染的易感性和抵抗力

Cell[IF:36.216]

① 比较健康人和霍乱患者的肠道菌群，发现霍乱弧菌更易定植在肠道菌群发生失调的个体中；② 与移植失调状态的肠道菌群的乳鼠相比，移植健康菌群的乳鼠中霍乱弧菌的定植数量和毒力基因的表达显著减少；③ 移植来自不同健康人的肠道菌群的乳鼠对霍乱弧菌的抵抗力不同；④ 经筛选发现Blautia obeum能将牛磺胆酸盐转化为胆盐/胆酸，从而抑制牛黄胆酸盐诱导的霍乱弧菌毒力基因的表达；⑤ 肠道菌群中胆盐水解酶的水平会影响霍乱患者的疾病结局。

Interpersonal Gut Microbiome Variation Drives Susceptibility and Resistance to Cholera Infection
06-16, doi: 10.1016/j.cell.2020.05.036

【主编评语】过去的研究比较了霍乱患者和其未发生疾病症状的家庭成员的肠道菌群的差异，但是关于肠道菌群组成差异是否会影响宿主对霍乱弧菌等病原体的抵抗力和敏感性的研究很少，而《Cell》发表的这项研究为我们带来了新的见解。这一研究说明，我们肠道菌群的组成或会通过胆汁代谢影响宿主对肠道病原体的易感性，为未来通过微生物组疗法预防霍乱等疾病带来了新希望。（@元气少女617(ꈍᴗꈍ)）

Cell：牙周炎“坏细菌”加剧肠道炎症的双重机制

Cell[IF:36.216]

① 牙周炎症可加剧小鼠的肠道炎症；② 牙周炎导致口腔中的致病共生菌增多，包括多种克雷伯菌属和肠杆菌属细菌；③ 这些大量积累的致病共生菌可被摄入并在发炎的肠道内异位定植，激活结肠单核吞噬细胞的炎性体介导的IL-1β生成，增加炎症反应；④ 另一方面，牙周炎可诱导在口腔中产生与口腔致病共生菌反应的Th17细胞；⑤ 结肠炎期间，这些Th17细胞可迁移至发炎的肠道，被移位至肠道的口腔致病共生菌激活，加重肠道炎症。

The Intermucosal Connection between the Mouth and Gut in Commensal Pathobiont-Driven Colitis
06-16, doi: 10.1016/j.cell.2020.05.048

【主编评语】越来越多的研究显示，口腔中的致病共生菌可能是一些疾病（特别是肠道疾病）的重要诱因和帮凶。《Cell》最新发表的一项研究发现，牙周炎导致的口腔致病共生菌增多，能加剧结肠炎。一方面，这些“坏细菌”在口腔炎症时大量积累，可移位到发炎的肠道中定植下来，直接增加肠道的炎症反应；另一方面，牙周炎发生时，这些菌还能通过诱导能迁移至肠道的致病性Th17细胞，来间接加剧肠道炎症。这些发现说明，口腔和肠道在菌群和免疫两个层面上都是紧密相连的，保护肠道健康一定不能忽视口腔健康。（@mildbreeze）

Cell子刊：肠道5-羟色胺降低肠道病原体的毒性

Cell Host and Microbe[IF:15.753]

① 神经递质5-羟色胺降低肠出血性大肠杆菌（EHEC）和鼠柠檬酸杆菌（小鼠EHEC模型）的毒力基因表达；② 膜结合组氨酸感受器激酶CpxA是细菌的5-羟色胺受体；③ 5-羟色胺诱导CpxA去磷酸化，导致转录因子CpxR失活，从而调控毒力基因，特别是肠细胞脱落位点（LEE）的基因；④ 增加肠道5-羟色胺可减少LEE表达，减少小鼠的柠檬酸杆菌负荷，而抑制5-羟色胺合成则增加发病率，降低宿主存活率；⑤ 其他肠道细菌也含有CpxA，该信号或参与调节其他病原体感染。

The Serotonin Neurotransmitter Modulates Virulence of Enteric Pathogens
06-09, doi: 10.1016/j.chom.2020.05.004

【主编评语】神经递质5-羟色胺主要在胃肠道中合成并分泌到肠腔，随后被5-羟色胺转运体SERT清除，5-羟色胺如何影响肠道菌群目前尚不清楚。《Cell Host & Microbe》最近发表的文章，发现肠道5-羟色胺降低肠出血性大肠杆菌（EHEC）的毒力基因表达，减少发病率，提高宿主的生存率。这表明5-羟色胺激动剂或是治疗干预肠道细菌疾病的潜在策略。（@爱的抉择）

外源精氨酸调控肠道致病菌的毒力

PNAS[IF:9.58]

① 外源精氨酸对出血性大肠杆菌（EHEC）的生长是非必需的，但通过转录因子ArgR上调毒力基因的表达，缺失精氨酸转运蛋白ArtP则降低毒力基因的表达；② ArgR同样介导柠檬酸杆菌毒力基因的表达，这对柠檬酸杆菌感染小鼠非常重要；③ 柠檬酸杆菌感知的精氨酸并不来源于食物；④ 柠檬酸感染的高峰期，结肠中精氨酸浓度的增加与宿主的SLC7A2精氨酸转运体的下调相关，结肠精氨酸浓度的增加促进柠檬酸杆菌毒力基因的表达；

l-Arginine sensing regulates virulence gene expression and disease progression in enteric pathogens
05-14, doi: 10.1073/pnas.1919683117

【主编评语】微生物、宿主和食物源性代谢物/信号可显著影响肠道致病菌的毒力。PNAS最近发表的文章，发现外源精氨酸通过感知蛋白ArgR上调肠道致病菌EHEC和柠檬酸杆菌的毒力基因表达，调控肠道相关感染疾病进程。该发现揭示出精氨酸不仅是宿主对病原体免疫响应的重要调节因子，而且直接影响细菌的毒力。（@爱的抉择）

Cell子刊：艰难梭菌感染的新机制

Cell Host and Microbe[IF:15.753]

① 艰难梭菌（C. difficile） 中，hsmRA操纵子受血红素诱导表达，并降低血红素对C. difficile的毒性；② 转录因子HsmR可1:1比例结合血红素，结合关键位点为His50；③ HsmA可结合血红素，并能回复金黄色葡萄球菌血红素外排蛋白（hstB）突变体对血红素的抗性；④ HsmR通过结合自身编码基因的5'UTR发挥转录激活作用，且HsmR只调控hsmRA；⑤ HsmA利用血红素赋予细菌抗氧化应激能力；⑥ 小鼠感染模型中，HsmR和HsmA促进艰难梭菌定植和对万古霉素的抗性。

Clostridioides difficile Senses and Hijacks Host Heme for Incorporation into an Oxidative Stress Defense System
06-10, doi: 10.1016/j.chom.2020.05.015

【主编评语】艰难梭菌感染（Clostridioides difficile infection，CDI）可导致严重炎症和胃肠道损伤，这种炎性组织损伤导致感染部位宿主来源的血红素浓度增高。因其高氧化还原活性，血红素对专性厌氧的C. difficile具有一定毒性。C. difficile可通过HatRT外排系统减少其毒性，但HatRT对C. difficile定殖和肠道内维持并不起作用，表明存在另外的血红素应对机制。发表在《Cell Host and Microbe》上的一项研究发现了一个血红素感应系统，其中HsmR通过结合血红素激活HsmA表达，后者可降低血红素毒性并利用血红素降低氧化应激压力，从而实现在肠道内定植并赋予艰难梭菌对常用CDI治疗药物万古霉素的抗性，表明靶向HsmR或HsmA的药物开发或可用于CDI治疗。（@EADGBE）

Nature子刊：祸不单行！腹泻可导致艰难梭菌感染

Nature Microbiology[IF:14.3]

① 胃肠道感染（食物中毒和霍乱弧菌感染）恢复期间艰难梭菌在人体肠道内大量繁殖，且长期定植期间的反复大量繁殖可能与继发性腹泻事件有关；② 对无近期腹泻病史的成人肠道微生物进行一年研究发现，艰难梭菌在其肠道中很少见；③ 泻药可促进艰难梭菌在小鼠肠道中的定植和大量繁殖；④ 人体和小鼠实验表明腹泻后的几天（恢复期）艰难梭菌定植的可能性最高，这可能是中断传播并降低感染发生率的重要窗口期。

Diarrhoeal events can trigger long-term Clostridium difficile colonization with recurrent blooms
02-10, doi: 10.1038/s41564-020-0668-2

【主编评语】艰难梭菌感染（CDI）是全球住院患者腹泻的主要原因。尽管针对CDI的治疗和预防（如粪菌移植和使用抗生素）已初见成效，但对艰难梭菌定植的机制和及其发展进程并不十分清楚。《Nature Microbiology》上的一项研究表明，腹泻可导致艰难梭菌在患者肠道内定植并大量繁殖，治愈后则成为无症状的病菌携带者。该研究确定了影响艰难梭菌定植的历史事件及其在宿主体内随时间变化的数量动态，指出在胃肠道紊乱后针对此时期阻断艰难梭菌传播的重要性。（@EADGBE）

关于肠道沙门氏菌的一些事实（综述）

Trends in Microbiology[IF:11.974]

① 肠道沙门氏菌（Salmonella enterica）是人畜共患的杆状革兰氏阴性兼性细胞内病原菌；② 鞭毛、菌毛、III型分泌系统（T3SSs）、毒素、双组分调节系统和Vi荚膜抗原（仅伤寒沙门氏菌和副伤寒沙门氏菌）是其毒性的决定因素；③ 肠道沙门氏菌会侵入回肠和结肠的肠上皮，引起嗜中粒细胞性胃肠炎，通常引起发烧、腹痛、呕吐和腹泻，或进入血液扩散至全身引起败血症；④ 5岁以下儿童、老年人和免疫力低下的成年人存在全身扩散风险，需进行抗菌治疗。

Salmonella enterica
2019-05-31, doi: 10.1016/j.tim.2019.05.002

【主编评语】肠道沙门氏菌（Salmonella enterica）在分类学上属于细菌界、变形菌门、γ变形菌纲、肠杆菌目、肠杆菌科、沙门氏菌属，为革兰氏阴性肠道杆菌，是引起急性胃肠炎的主要病原菌，可通过食物或接触传播。沙门氏菌病是公共卫生学上具有重要意义的人畜共患病之一。发表在《Trends in Microbiology》上的一篇综述文章对S.enterica致病的分子基础及其相关疾病特征进行了概括性的描述，供相关人士参考。（@EADGBE）

Nature Reviews：鼠柠檬酸杆菌——肠道感染的研究模型（综述）

Nature Reviews Microbiology[IF:34.648]

① 鼠柠檬酸杆菌向肠上皮细胞（IEC）注射III型分泌系统效应物，以靶向炎症、代谢和细胞存活通路来建立感染；② 宿主对感染的反应是激活固有免疫和适应性免疫，IEC的反应是迅速将生物能转换为需氧糖酵解，从而导致上皮氧化，粘膜相关的肠杆菌科共生菌扩张、专性厌氧菌减少；③ 受感染的IEC重组胞内代谢途径，同时激活胆固醇的生物合成、输入和流出，导致血清和粪便胆固醇水平升高；④ 饮食可影响宿主免疫和菌群，调节鼠柠檬酸杆菌的致病性。

Citrobacter rodentium–host–microbiota interactions: immunity, bioenergetics and metabolism
2019-09-20, doi: 10.1038/s41579-019-0252-z

【主编评语】鼠柠檬酸杆菌感染的小鼠模型，是研究肠道感染以及炎症性肠病生物学机制等的重要模型。《Nature Reviews Microbiology》发表的这篇综述文章，详细介绍了与鼠柠檬酸杆菌感染相关的免疫、代谢、菌群等机制的研究进展，推荐专业人士参考。（@mildbreeze）

高蛋白饮食帮助昆虫对抗血液寄生虫

Current Biology[IF:9.193]

① 使用宿主-病原体模型系统（棉贪夜蛾幼虫和嗜线虫致病杆菌），探究宿主饮食中的宏量营养素平衡对病原体生长速率的影响；② 在体内，摄入高蛋白可降低细菌培植率并减慢其生长速度，同时提高宿主存活率和延缓宿主死亡，而总能量和碳水化合物产生的影响不大；③ 在体外，饮食中蛋白质含量与宿主血液渗透压（溶质浓度）正相关，在高渗透压的血淋巴中细菌的生长缓慢；④ 高蛋白饮食通过改变宿主血淋巴内渗透压水平，来影响病原体生长和宿主健康。

Osmolality as a Novel Mechanism Explaining Diet Effects on the Outcome of Infection with a Blood Parasite
06-04, doi: 10.1016/j.cub.2020.04.058

【主编评语】饮食可影响机体对抗感染的能力，目前的研究聚焦于“自上而下”的作用机制，宿主的营养状态可改善机体的免疫反应，从而控制寄生虫扩增，改善机体健康。近期发表在《Current Biology》的文章，显示高蛋白饮食通过调控宿主血液渗透压，抑制血液寄生虫的生长和增殖，控制感染。揭示出一种全新的“自下而上（bottom-up）”的作用机制，即宿主的营养状态可直接影响寄生虫的适应性。（@爱的抉择）

感谢本期日报的创作者：元气少女617(ꈍᴗꈍ)，mildbreeze，爱的抉择，EADGBE，orchid，林天泉，Sophia，大力

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