危险大肠杆菌新机制揭示:阻断肠道“自我清除”防御,助力细菌扩散
当有害细菌如大肠杆菌经食物进入人体消化系统时,肠道细胞通常会迅速反应:受感染的细胞会“牺牲自己”,主动被挤出肠道内壁,以防止感染扩散。然而,基因泰克(Genentech)与俄勒冈健康与科学大学(OHSU)的联合研究发现,一种能引发血性腹泻的高危大肠杆菌菌株竟能阻断这一防御过程,让细菌在人体内“潜伏繁殖”。
该研究成果近日发表在权威期刊《自然(Nature)》上,为人类了解病原菌的感染策略揭开了新篇章。

关键蛋白NleL:肠道防御的“拦路者”
研究人员发现,这种大肠杆菌通过注入一种名为NleL的特殊蛋白,精准破坏了肠道细胞中的两种关键酶——ROCK1与ROCK2。
这两种酶是肠道细胞完成“自我推出”过程所必需的,当它们被NleL分解后,受感染细胞无法及时脱离肠壁,只能继续滞留并成为细菌繁殖的“温床”。
正如研究通讯作者、OHSU分子微生物学与免疫学副教授Isabella Rauch博士所指出:“这种致病菌采用了与以往完全不同的策略。它不是躲藏,而是直接阻断细胞的逃生通道,让感染更易扩散。”
肠道内壁:主动防御的“智慧屏障”
Rauch博士长期研究人体屏障组织(如肠道上皮)与微生物的互动。她强调:“肠道内壁并非被动的防线,而是能够主动识别威胁并迅速反应的活性组织。”
在正常情况下,肠道细胞能在免疫系统全面介入之前,就识别感染并启动自我清除机制。但这项研究显示,某些致病菌能利用分子机制切断这一早期防御信号,大大提高其感染效率。
多方科研协作揭示感染机制
该研究由Genentech的生物化学专家与Rauch实验室密切合作完成。Genentech团队解析了NleL蛋白的生化功能,而OHSU研究人员则在肠道组织模型中验证了这一机制。
实验表明,当大肠杆菌携带NleL蛋白时,其在肠道细胞中的感染能力显著增强。Rauch指出:“这种蛋白延缓了受感染细胞被排出的速度,为细菌繁殖赢得了宝贵时间。”
为“非抗生素疗法”铺平道路
这一发现为开发新型抗感染策略提供了方向。与传统抗生素不同,研究者希望通过抑制细菌致病机制而非直接杀死细菌的方式进行治疗。
Rauch表示:“理解细菌如何突破身体防线,将帮助我们设计出抗毒力疗法(anti-virulence therapy)。这种疗法不会促进耐药性产生,这一点对抗生素危机而言尤为关键。”
全球健康与疾病研究的双重意义
该类型的大肠杆菌感染对婴幼儿尤其危险,他们更容易因腹泻造成严重脱水。随着气候变化和食品安全体系削弱,专家警告这种感染可能在全球范围内更为普遍。
此外,这项研究的意义不仅限于传染病领域。Rauch指出,肠道细胞的“过度脱落”也与炎症性肠病(IBD)和胃肠道癌症等疾病密切相关。了解细胞挤出机制的双重作用,有助于科学家同时探索肠道保护与病理机制的平衡。
结语:揭示“隐形攻防战”的科学突破
这项发表于《自然》的研究,不仅揭开了致病性大肠杆菌如何躲避人体防御的秘密,也为未来非抗生素疗法的研发提供了重要思路。随着全球公共卫生风险的上升,这类研究为防控食源性疾病与肠道炎症性疾病提供了新的科学支撑。