Science：将微生物疫苗与竞争菌株组合使用可有效杀死肠道中的致病菌

肠道细菌的问题是一个复杂的问题。一方面，人们依赖肠道微生物，因为它们是消化食物的微生物。另一方面，肠道细菌中也存在许多病原体。

其中的一些病原体会引起腹泻，而另一些则取决于具体情况：它们可以在肠道中长时间不被注意地存活，但如果免疫系统减弱、肠壁受损或通过伤口进入血液，它们就会变得危险。这可能会导致血液中毒或危及生命的器官炎症。

长期以来，科学家们一直在研究针对肠道致病微生物的疫苗，特别是针对那些因耐药性而使得抗生素无效的肠道致病微生物。然而，这不是一项简单的任务，因为肠道的免疫系统与身体其他部位的免疫系统不同，人们尚未完全破译肠道免疫系统。

有效的组合

在一项新的研究中，苏黎世联邦理工学院和牛津大学病理学院的教授Emma Slack与巴塞尔大学生物中心教授Médéric Diard领导的一个国际研究团队展示了如何配制出针对肠道病原体的高效口服疫苗：即不仅要接种疫苗，还要将其与无害细菌结合，这些细菌与致病微生物竞争食物，从而饿死它们。他们在小鼠中证实了这一点。相关研究结果发表在Science杂志上。

通过他们的综合方法，该研究团队不仅能够防止沙门氏菌在小鼠体内定植，而且能够有效地对付已经建立的大肠杆菌。在这两种情况下，接种疫苗或单独使用无害细菌的影响都要小得多。

为了使竞争菌株成功地与致病微生物竞争，至关重要的是它们必须在尽可能相似的条件下生长，即它们必须生活在肠道的同一部分，能够应对相同的酸度和氧气水平，并使用相同的营养物。

该研究团队相应地选择或生产了合适的竞争菌株。在这项研究的框架内，他们在实验室证明，在基因工程的帮助下，有可能产生一种高效的沙门氏菌竞争菌株。不过，如果巧妙地选择和组合天然存在的菌株，这也可以在没有基因工程的情况下完成，正如他们用三种天然存在的大肠杆菌菌株的混合物所证明的那样。

“就像园艺”

Slack解释说，“尽管我们可以用疫苗消灭致病菌，但我们需要无害的微生物来填补肠道生态系统中由此产生的壁龛，以实现长期成功。这就像园艺。如果你想避免花园某个区域的杂草，你必须在除草后在那里种植其他植物。如果你让土壤空着，杂草就会重新生长。”

正如早期的研究所表明的那样，一些人的肠道菌群自然包括与致病菌竞争因而可以控制它们的细菌菌株。在这些人中，针对肠道病原体的疫苗接种在过去已经取得了良好的效果。通过将竞争菌株与疫苗接种作为新方法的一部分，即使在没有这种竞争菌株的人身上，也有可能实现有效的保护。

减少抗生素的使用

这种新方法的一个主要优点是，它可以在不需要抗生素的情况下取代致病菌。它还能有效对抗抗生素耐药细菌，毕竟这些细菌正成为一个日益严重的健康问题。

通过这种新方法，有可能在手术干预之前消除患者肠道中的致病菌甚至抗生素耐药菌。这在器官移植的情况下尤其重要，因为患者必须服用免疫抑制药物。该研究团队强调，这将为减少抗生素的使用铺平道路。

在前往遥远的国家旅行之前，这种方法也可能有用，因为那里有免疫系统没有做好准备的细菌菌株在传播。

Slack说，“总体来说，我们在清除人群中的有害菌株和抗生素耐药菌株方面越成功，对每个人的健康就越好。”

例如，有朝一日，人们可能能够吞下含有疫苗和竞争细菌的胶囊。然而，在将这种方法应用于人类之前，还需要进一步的研究。

在这项新的研究中，该研究团队使用模型病原体来证实有可能将它们从肠道中移除。如今，他们面临的重大任务是将他们的发现应用于临床相关的微生物菌株以及人类。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Verena Lentsch et al, Vaccine-enhanced competition permits rational bacterial strain replacement in the gut, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp5011.