摘要：圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Washington University School of Medicine)的研究人員發(fā)現(xiàn)，給小鼠接種一種由導(dǎo)致腹瀉的細(xì)菌產(chǎn)生的毒素疫苗，可以防止腸道損傷，這一發(fā)現(xiàn)為預(yù)防兒童營養(yǎng)不良和發(fā)育遲緩提供了新方法。
腹瀉不再像20世紀(jì)中期那樣是致命的疾病，當(dāng)時估計每年有450萬5歲以下的兒童死于腹瀉。雖然挽救生命的口服補液療法扭轉(zhuǎn)了局勢，但它并不能預(yù)防感染。低收入和中等收入國家的數(shù)百萬兒童仍在忍受反復(fù)發(fā)作的腹瀉，這削弱了他們的身體，使他們?nèi)菀谞I養(yǎng)不良和發(fā)育遲緩，并無法抵御各種感染。
圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員通過對人類細(xì)胞和小鼠的研究，確定了某些類型的腹瀉是如何引起的，大腸桿菌會破壞腸道，導(dǎo)致營養(yǎng)不良和發(fā)育不良。他們已經(jīng)證明，接種疫苗可以對抗一種毒素，保護(hù)幼鼠免受腸道損傷。
研究結(jié)果表明，針對這種疾病的疫苗可以促進(jìn)全球努力，確保所有兒童不僅能活到5歲，而且能茁壯成長。這項研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上。
圖1 研究發(fā)現(xiàn)大腸桿菌會破壞腸道，導(dǎo)致營養(yǎng)不良和發(fā)育不良 圖源：[1]）
“理想情況下，我們希望有一種疫苗可以預(yù)防急性腹瀉，每年仍有50萬兒童死于急性腹瀉，而且還可以預(yù)防營養(yǎng)不良等長期影響，這可能是目前問題的更大部分，”資深作者James M. Fleckenstein博士說，“當(dāng)孩子們營養(yǎng)不良時，他們死于任何原因的風(fēng)險都會上升。世界衛(wèi)生組織正在決定如何優(yōu)先為低收入和中等收入國家的孩子接種疫苗，我認(rèn)為這些數(shù)據(jù)表明，給孩子接種疫苗是為了預(yù)防大腸桿菌腹瀉。”
弗萊肯斯坦研究了一種來自大腸桿菌，被稱為腸毒素的成分——因其產(chǎn)生的兩種毒素而得名——以及它對生活在細(xì)菌猖獗地區(qū)的兒童的影響。在世界范圍內(nèi)，沙門氏菌是導(dǎo)致腹瀉的常見原因，但在美國和其他高收入國家發(fā)現(xiàn)的菌株通常不攜帶與低收入和中等收入國家相同的毒素。這可能會讓一切都不一樣。
圖2 熱不穩(wěn)定毒素調(diào)節(jié)腸上皮中多種基因的表達(dá)（圖源：[1]）
Alaullah Sheikh博士在2020年的一項研究表明，ETEC的兩種毒素之一：heat-labile toxin（熱不穩(wěn)定細(xì)菌毒素，生物通注）不僅會引發(fā)反應(yīng)，而且還會影響腸道中的基因表達(dá)，增加幫助細(xì)菌粘附在腸壁上的基因。
作為最新研究的一部分，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種毒素抑制了與腸道內(nèi)壁有關(guān)的一整套基因，而腸道內(nèi)壁是吸收營養(yǎng)物質(zhì)的地方。所謂的腸道刷狀邊界是由微小的手指狀突起組成的，稱為微絨毛，它們緊緊地包裹在腸道表面，就像刷子上的剛毛一樣。當(dāng)研究人員將毒素應(yīng)用于人類腸道細(xì)胞簇時，這個邊界分解了。
“每個細(xì)胞有數(shù)千個微絨毛，它們的形狀短、松軟、稀疏，有點像如果你拔掉了大部分鬃毛，剩下的東西有點破爛。”“僅這一點就會對身體吸收營養(yǎng)的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。但除此之外，我們發(fā)現(xiàn)與吸收特定維生素和礦物質(zhì)有關(guān)的基因——尤其是維生素B1和鋅——也被下調(diào)了。這可以解釋我們在反復(fù)接觸這些細(xì)菌的兒童中看到的一些微量營養(yǎng)素缺乏。”
圖3 熱不穩(wěn)定毒素?fù)p害小腸微絨毛的有效形成（圖源：[1]）
低收入和中等收入國家的兒童往往會反復(fù)腹瀉，營養(yǎng)不良和發(fā)育遲緩的風(fēng)險會隨著每次腹瀉而增加。通過研究幼鼠，研究人員發(fā)現(xiàn)單次感染就會產(chǎn)生毒素足以破壞邊界，而反復(fù)感染導(dǎo)致廣泛的腸道損傷和生長遲緩。幼崽感染了一種沒有這種毒素的人沒有出現(xiàn)腸道損傷或發(fā)育不良。
研究人員推斷，如果問題出在毒素上，免疫反應(yīng)中和毒素可能會防止長期影響。為了找到答案，他們給哺乳期的母鼠注射了這種毒素。乳鼠還太小，不能自己接種疫苗，但它們接種了疫苗的母親會產(chǎn)生抗體，通過母乳傳給幼鼠。研究人員發(fā)現(xiàn)，來自接種疫苗的母鼠的幼鼠腸道看起來健康，這表明接種疫苗可以防止腸道損傷導(dǎo)致營養(yǎng)不良。
“這是為這種疾病開發(fā)疫苗的一個論點。在童年時期反復(fù)感染會產(chǎn)生終生的后果。疫苗接種與改善衛(wèi)生條件和獲得清潔水的努力相結(jié)合，可以保護(hù)兒童免受長期影響，并使他們有更好的機(jī)會過上健康長壽的生活。”
參考資料：
[1] Enterotoxigenic Escherichia coli heat-labile toxin drives enteropathic changes in small intestinal epithelia.
摘要：圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Washington University School of Medicine)的研究人員發(fā)現(xiàn)，給小鼠接種一種由導(dǎo)致腹瀉的細(xì)菌產(chǎn)生的毒素疫苗，可以防止腸道損傷，這一發(fā)現(xiàn)為預(yù)防兒童營養(yǎng)不良和發(fā)育遲緩提供了新方法。
腹瀉不再像20世紀(jì)中期那樣是致命的疾病，當(dāng)時估計每年有450萬5歲以下的兒童死于腹瀉。雖然挽救生命的口服補液療法扭轉(zhuǎn)了局勢，但它并不能預(yù)防感染。低收入和中等收入國家的數(shù)百萬兒童仍在忍受反復(fù)發(fā)作的腹瀉，這削弱了他們的身體，使他們?nèi)菀谞I養(yǎng)不良和發(fā)育遲緩，并無法抵御各種感染。
圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員通過對人類細(xì)胞和小鼠的研究，確定了某些類型的腹瀉是如何引起的，大腸桿菌會破壞腸道，導(dǎo)致營養(yǎng)不良和發(fā)育不良。他們已經(jīng)證明，接種疫苗可以對抗一種毒素，保護(hù)幼鼠免受腸道損傷。
研究結(jié)果表明，針對這種疾病的疫苗可以促進(jìn)全球努力，確保所有兒童不僅能活到5歲，而且能茁壯成長。這項研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上。
圖1 研究發(fā)現(xiàn)大腸桿菌會破壞腸道，導(dǎo)致營養(yǎng)不良和發(fā)育不良 圖源：[1]）
“理想情況下，我們希望有一種疫苗可以預(yù)防急性腹瀉，每年仍有50萬兒童死于急性腹瀉，而且還可以預(yù)防營養(yǎng)不良等長期影響，這可能是目前問題的更大部分，”資深作者James M. Fleckenstein博士說，“當(dāng)孩子們營養(yǎng)不良時，他們死于任何原因的風(fēng)險都會上升。世界衛(wèi)生組織正在決定如何優(yōu)先為低收入和中等收入國家的孩子接種疫苗，我認(rèn)為這些數(shù)據(jù)表明，給孩子接種疫苗是為了預(yù)防大腸桿菌腹瀉。”
弗萊肯斯坦研究了一種來自大腸桿菌，被稱為腸毒素的成分——因其產(chǎn)生的兩種毒素而得名——以及它對生活在細(xì)菌猖獗地區(qū)的兒童的影響。在世界范圍內(nèi)，沙門氏菌是導(dǎo)致腹瀉的常見原因，但在美國和其他高收入國家發(fā)現(xiàn)的菌株通常不攜帶與低收入和中等收入國家相同的毒素。這可能會讓一切都不一樣。
圖2 熱不穩(wěn)定毒素調(diào)節(jié)腸上皮中多種基因的表達(dá)（圖源：[1]）
Alaullah Sheikh博士在2020年的一項研究表明，ETEC的兩種毒素之一：heat-labile toxin（熱不穩(wěn)定細(xì)菌毒素，生物通注）不僅會引發(fā)反應(yīng)，而且還會影響腸道中的基因表達(dá)，增加幫助細(xì)菌粘附在腸壁上的基因。
作為最新研究的一部分，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種毒素抑制了與腸道內(nèi)壁有關(guān)的一整套基因，而腸道內(nèi)壁是吸收營養(yǎng)物質(zhì)的地方。所謂的腸道刷狀邊界是由微小的手指狀突起組成的，稱為微絨毛，它們緊緊地包裹在腸道表面，就像刷子上的剛毛一樣。當(dāng)研究人員將毒素應(yīng)用于人類腸道細(xì)胞簇時，這個邊界分解了。
“每個細(xì)胞有數(shù)千個微絨毛，它們的形狀短、松軟、稀疏，有點像如果你拔掉了大部分鬃毛，剩下的東西有點破爛。”“僅這一點就會對身體吸收營養(yǎng)的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。但除此之外，我們發(fā)現(xiàn)與吸收特定維生素和礦物質(zhì)有關(guān)的基因——尤其是維生素B1和鋅——也被下調(diào)了。這可以解釋我們在反復(fù)接觸這些細(xì)菌的兒童中看到的一些微量營養(yǎng)素缺乏。”
圖3 熱不穩(wěn)定毒素?fù)p害小腸微絨毛的有效形成（圖源：[1]）
低收入和中等收入國家的兒童往往會反復(fù)腹瀉，營養(yǎng)不良和發(fā)育遲緩的風(fēng)險會隨著每次腹瀉而增加。通過研究幼鼠，研究人員發(fā)現(xiàn)單次感染就會產(chǎn)生毒素足以破壞邊界，而反復(fù)感染導(dǎo)致廣泛的腸道損傷和生長遲緩。幼崽感染了一種沒有這種毒素的人沒有出現(xiàn)腸道損傷或發(fā)育不良。
研究人員推斷，如果問題出在毒素上，免疫反應(yīng)中和毒素可能會防止長期影響。為了找到答案，他們給哺乳期的母鼠注射了這種毒素。乳鼠還太小，不能自己接種疫苗，但它們接種了疫苗的母親會產(chǎn)生抗體，通過母乳傳給幼鼠。研究人員發(fā)現(xiàn)，來自接種疫苗的母鼠的幼鼠腸道看起來健康，這表明接種疫苗可以防止腸道損傷導(dǎo)致營養(yǎng)不良。
“這是為這種疾病開發(fā)疫苗的一個論點。在童年時期反復(fù)感染會產(chǎn)生終生的后果。疫苗接種與改善衛(wèi)生條件和獲得清潔水的努力相結(jié)合，可以保護(hù)兒童免受長期影響，并使他們有更好的機(jī)會過上健康長壽的生活。”
參考資料：
[1] Enterotoxigenic Escherichia coli heat-labile toxin drives enteropathic changes in small intestinal epithelia.
