這個實驗室製造了益生菌來抵禦不友好細菌的感染

隨著科學家們繼續探索生活在我們體內的數千種生物，一項新的研究顯示，一種“好”細菌究竟能在多大程度上為宿主帶來好處。科學家們能夠設計這種細菌來發現並攻擊老鼠和蠕蟲體內的有害病原體，從而防止和阻止感染。...

隨著科學家們繼續探索生活在我們體內的數千種生物，一項新的研究顯示，一種“好”細菌究竟能在多大程度上為宿主帶來好處。科學家們能夠設計這種細菌來發現並攻擊老鼠和蠕蟲體內的有害病原體，從而防止和阻止感染。

生活在我們體內的成千上萬的細菌和真菌被稱為微生物組，而“好”的細菌和酵母通常被稱為益生菌。因為老鼠和蠕蟲與人不同——它們的微生物組也相應不同——現在就知道這種實驗室**的細菌是否能在人類身上發揮作用還為時過早。但是今天發表在《自然通訊》雜誌上的這項研究，是一個很好的例子，說明瞭我們如何能夠對人體的微生物進行重新程式設計，從而精確地攻擊病原體。希望這些基因工程的益生菌有朝一日能幫助我們預防感染，甚至提供抗生素的替代品，從而導致細菌產生耐藥性。

康奈爾大學生物與環境工程系教授約翰·馬奇（John March）在給《邊緣》（the Verge）的一封電子郵件中寫道：“從動物研究來看，這似乎是可行的。”。但“既然我們還不能在人身上測試，就很難知道它的表現。”

研究中使用的益生菌被稱為大腸桿菌Nissle 1917。你可能知道E。大腸桿菌可引起腹瀉、尿路感染和肺炎，但大多數菌株實際上是無害的。coli Nissle 1917就是其中之一。它首先是從一個幸運的第一次世界大戰士兵的糞便中分離出來的，他不像戰壕裡的其他士兵，沒有受到由細菌性痢疾引起的嚴重血性腹瀉的影響。益生菌菌株已被證明對某些腸道疾病有有益的作用，今天，它常常被作為補充物。

研究人員此前對一株E進行了重新程式設計。大腸桿菌檢測並殺死銅綠假單胞菌。這種細菌因在醫院病人和免疫系統較弱的人中引起嚴重感染而聞名。然而，在這項研究中，病原體是在實驗室中被殺死的，而不是在動物體內，因此還不清楚該系統是否真的能在活體內工作。

在今天的研究中，研究人員設計了益生菌E。大腸桿菌Nissle 1917攻擊相同的病原體，P。銅綠假單胞菌，在兩種動物模型中。這種微生物被設計成不穩定的粘性，席狀菌落，使P。銅綠假單胞菌相互配合，稱為生物膜。這些生物膜使免疫系統或抗生素很難抵抗P。銅綠假單胞菌感染。馬奇說，這種益生菌基本上被重新程式設計，以檢測病原體，打破其保護屏障，並殺死它。在蛔蟲和小鼠中，工程化的E。coli-Nissle 1917能夠抑制P。腸道感染時的銅綠假單胞菌。研究表明，這種益生菌在預防感染方面尤其有效，而不是在對抗預先確定的感染方面。

例如，在老鼠的腸道中，E。大腸桿菌菌株停留了三個星期。這表明，單劑量的工程抗生素可以提供保護，從P。銅綠假單胞菌感染數周。因此，新加坡國立大學的首席作者Matthew Chang說，在未來，它可以用來預防高危患者的感染。或者它甚至可以作為抗生素的替代品。當然，不可避免的是，細菌會適應我們的抗生素，產生抗藥性——這是從第一種藥物青黴素開始出現的。自20世紀80年代以來，沒有新的抗生素被引入，所以我們開始用盡大多數現代醫學所依賴的救命藥。這使得今天的發現不僅僅是一種好奇：任何有助於保持抗生素儲備的東西都可能有助於減緩耐藥性危機。

馬奇說：“我預計，對抗生素的耐藥性將一直存在。”。但他說，這種微生物可能被證明比標準抗生素更有效，因為它沿著幾條耐藥線進行攻擊。

不過，目前實驗室生產的益生菌只在動物身上進行了測試，因此尚不清楚它是否能在人體中發揮作用。當這種工程微生物在人類身上進行試驗時，許多事情都可能出錯。”可以想象主人不會接受這種益生菌，儘管這種情況非常罕見宿主可能會產生過敏反應，就像任何藥物一樣。”

因此，我們還有很多工作要做——但今天的研究結果表明，我們的微生物群中隱藏著巨大的潛力。