斯坦福大学医学院的研究人员发现了一种分子，可以作为最常见的肠道病原体之一的天然保护剂。

据研究人员称，丙酸盐是一组被称为拟杆菌(Bacteroides)的细菌代谢的副产物，可抑制小鼠肠道中沙门氏菌的生长。这一发现可能有助于解释为什么有些人能够更好地抵抗沙门氏菌和其他肠道病原体的感染，并导致更好的治疗策略的发展。

描述这项工作的论文于7月26日在Cell Host和Microbe上发表。

研究人员确定丙酸盐不会引发免疫反应以阻止病原体。相反，该分子通过增加其内部酸度来延长病原体开始分裂所需的时间。

沙门氏菌感染经常引起腹泻，发烧和腹部绞痛。大多数人在四到七天内恢复。然而，这种疾病可能严重到足以要求某些患者住院治疗。根据美国疾病控制和预防中心的数据，沙门氏菌每年导致约120万例疾病，23,000例住院治疗和450例死亡。大多数病例是由受污染的食物引起的

对暴露的不同反应

“人类对接触细菌感染的反应不同。有些人被感染，有些人没有，有些人生病，有些人保持健康，有些人传播感染，而其他人则清除感染，“微生物学和免疫学教授，该论文的高级作者Denise Monack博士说。“了解为什么我们看到人们之间存在这些差异，这真是一个谜。我们的发现可能会对这一现象有所启发。“

多年来，科学家一直在使用不同的小鼠品系来确定各种基因如何影响肠道病原体感染的易感性。但这是研究人员第一次研究这些小鼠肠道细菌的变异性如何影响他们对病原体的不同反应。

“肠道微生物群是一个非常复杂的生态系统。数万亿的细菌，病毒和真菌在密集的异质环境中与宿主和彼此形成复杂的相互作用，“该论文的第一作者，微生物学和免疫学研究生Amanda Jacobson说。“正因为如此，很难从肠道中的特定细菌中识别出独特的分子，这些细菌负责特定的特性，如对病原体的抵抗力。”

从老鼠到男人

科学家开始时已经在该领域多年来一直认可的观察结果：两只近交系小鼠在被病原体感染后，其肠道中含有不同水平的沙门氏菌。“最大的挑战是确定为什么会发生这种情况，”雅各布森说。

首先，他们确定沙门氏菌生长的差异可归因于每种小鼠肠道中细菌的天然组成。他们通过进行粪便移植来做到这一点，其中包括给予小鼠抗生素以杀死其通常的肠道细菌成分，然后用其他小鼠的粪便取代微生物群落，其中一些小鼠对沙门氏菌感染具有抗性。然后，研究人员通过机器学习工具确定哪些微生物对沙门氏菌感染的抵抗力增加，以确定菌株之间哪些细菌群体不同。

他们确定了一组特定的细菌，即拟杆菌(Bacteroides)，这种细菌在移植了对沙门氏菌具有保护作用的微生物群的小鼠中更为丰富。拟杆菌在代谢过程中产生短链脂肪酸，如甲酸盐，乙酸盐，丁酸盐和丙酸盐，并且在保护沙门氏菌生长的小鼠中丙酸盐含量高三倍。然后，研究人员试图通过像其他短链脂肪酸一样增强免疫系统来弄清丙酸盐是否能够抵抗沙门氏菌。

科学家们检查了他们的沙门氏菌模型中丙酸对免疫系统的潜在影响，但发现该分子对沙门氏菌的生长有更直接的影响。研究发现，丙酸盐通过显着降低其细胞内pH值，从而增加细菌开始分裂和生长所需的时间，从而对沙门氏菌起作用。

“总的来说，我们的研究结果表明，当拟杆菌产生的丙酸盐浓度很高时，沙门氏菌不能提高其内部pH值，以促进生长所需的细胞功能，”雅各布森说。“当然，我们想知道这对人类是多么可以翻译。”