为什么有些大肠杆菌菌株会致命,而另一些则在我们的身体里和平共处?

你的肠道内有多种大肠杆菌菌株,包括一种正在忙于制造抗氧化剂维生素K的菌株,这对你和它的生存至关重要

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以下文章经The Conversation许可转载,这是一个报道最新研究的在线出版物。

大肠杆菌爆发几乎每年都会导致美国民众住院和食品召回。今年也不例外

显然,某些大肠杆菌对人类可能是致命的。但并非所有这些细菌菌株都会使你生病。事实上,你的肠道现在就有多种大肠杆菌菌株——包括一种正在忙于制造抗氧化剂维生素K的菌株,这对你和它的生存至关重要。


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我这样的科学家经常根据大肠杆菌在其细胞表面展示的糖衣来对其进行表征。一种叫做脂多糖的分子是将一系列糖展示给其环境的锚。

这些糖有助于细菌粘附到表面,并向你的免疫系统揭示它们的身份。人类细胞也会这样做——例如,你的血型就是由血细胞上显示的糖定义的。

大肠杆菌展示的糖因菌株而异。一些糖衣与共生生活在你胃中的菌株有关——大肠杆菌HS、UTI89 和 CFT073 是最常见的有益菌株。另一些则与疾病有关——例如大肠杆菌O104:H4,也称为肠出血性大肠杆菌 (EHEC),它在2011 年在欧洲引起了一次重大疫情。根据 CDC 的说法,最近的这次疫情是由大肠杆菌O157:H7 引起的——自 2006 年以来,该菌株每年至少在美国引起一次食源性疫情。

细菌细胞壁外部的脂多糖糖。来源:Jeff Dahl Wikimedia(CC BY-SA 4.0)

命名菌株的字母和数字充当表示存在哪些糖的密码。虽然细菌展示的糖不是让你生病的原因,但它们可以快速且容易地检测到,并帮助科学家和医生区分当前菌株是否会产生可能使你生病的毒素。

细菌依赖于研究人员所称的毒力因子:这些分子有助于它们生存,同时破坏你的免疫系统。EHEC 和 O157 菌株的大肠杆菌都能够产生一种称为志贺毒素的毒力因子。志贺毒素最初是在痢疾志贺菌中发现的,这种细菌会导致痢疾。后来的研究人员发现,EHEC 和 O157 菌株的大肠杆菌通过一种称为水平基因转移的过程,从痢疾细菌中获得了志贺毒素的基因

当你食用受污染的食物后,细菌在你的体内达到临界质量时,它们会分泌这些毒素,作为它们寻找新宿主策略的一部分。这些毒素进入你肠道的细胞,引起包括低烧、胃痉挛、腹泻(通常带血)和呕吐在内的症状。

正是这些毒力因子导致了人类疾病,并使大肠杆菌背负了坏名声——即使并非所有菌株都应如此。

本文最初发表于The Conversation。阅读原文

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