Cell Host & Microbe：新发现！鼠伤寒沙门菌或能利用肠道上皮细胞在宿主肠道中定植

2021年5月31日 讯 /生物谷BIOON/ --持续性或间歇性的腹泻（排便）是沙门氏菌感染的特征，其对于疾病的粪口途径传播非常重要；在肠道中，鼠伤寒沙门菌能积极侵入肠道上皮细胞（IECs，intestinal epithelial cells）并在含有沙门菌的空泡和细胞胞质中生存；细胞质中的鼠伤寒沙门菌能快速复制并表达入侵因子，从而诱导被感染的上皮细胞挤压到肠腔中。日前，一篇发表在国际杂志Cell Host & Microbe上题为“Cytosolic replication in epithelial cells fuels intestinal expansion and chronic fecal shedding of Salmonella Typhimurium”的研究报告中，来自美国国立卫生研究院等机构的科学家们通过研究发现，宿主机体免疫系统会试图从肠道中消除沙门菌感染，但反而却会促进其在肠道中定植以及促进腹泻等疾病表现。

图片来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1931312821001931?via%3Dihub

鼠伤寒沙门菌会定植在肠道中，通常会诱发人群发生胃肠炎；美国CDC数据显示，沙门菌每年在美国大约会引发135万人感染、26500人入院治疗以及420人死亡。被污染的食物是大多数疾病发生的主要来源；大多数因沙门菌感染的患者会出现腹泻、发烧和胃痉挛，但这种感染是自限性的，并不需要特殊的治疗就能得以恢复，而抗生素通常只用于治疗患有严重疾病或存在患病风险的人群。

沙门菌会感染多种动物，包括牛、猪和鸡等；尽管临床表现或疾病通常会在几天内得到控制甚至治愈，但沙门菌会在动物肠道中存活更长时间；而粪便中所携带的沙门菌则会促进其传播给新的宿主，尤其是通过“超级脱落者”（super shedders）来传播，其能在粪便中释放大量的细菌。文章中，研究人员分析了鼠伤寒沙门菌是如何在哺乳动物的肠道中建立并维持一定的立足点的，肠道中的第一道防线之一就是单层肠道上皮细胞所提供的物理屏障，这些特化的细胞能吸收营养物质，且是预防病原体扩散到机体深层组织中的关键重要屏障。当细菌侵入到肠道上皮细胞中时，这些细胞就会被排入肠腔中，即肠道中的中空部分。然而，在此前研究中，研究人员观察到，某些沙门菌能在肠道上皮细胞的细胞质（液体部分）中快速复制，这或许就提出了一个有意思的问题，即排出受感染的细胞到底是放大了感染还是消灭了细菌？

上皮细胞的胞质内复制或能促进鼠伤寒沙门菌的肠内扩展和腹泻的发生。

图片来源：Audrey Chong，et al. Cell Host & Microbe (2021). DOI:10.1016/j.chom.2021.04.017

为了解决这一问题，科学家们对沙门菌进行了遗传工程化修饰，当其暴露于上皮细胞的细胞质中时就会自我破坏，但在其它环境中却会正常生长，包括肠腔。随后他们利用自我破坏的沙门菌来感染实验室小鼠，结果发现，小鼠肠道上皮细胞细胞质中细菌的复制对于其在肠道中的定植以及促进宿主腹泻和粪便脱落至关重要；于是研究人员就假设，通过拦截上皮细胞的反应，沙门菌就能扩大其入侵到附近细胞的能力，并在肠道中“播种”来促进腹泻。

研究者表示，本文研究揭示了宿主机体免疫反应所施加的压力或能驱动病原体的进化，反之亦然。相关研究结果或为后期科学家们开发新型干预措施来降低重要致病菌所带来的负担提供了新的线索和思路。综上，研究人员提出了一种模型，即病原体的反复入侵、细胞质复制以及入侵的鼠伤寒沙门菌从肠道上皮细胞中被释放或能促进病毒的增殖以及腹泻等病症的发生。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Audrey Chong，Kendal G.Cooper，Laszlo Kari, et al. Cytosolic replication in epithelial cells fuels intestinal expansion and chronic fecal shedding of Salmonella Typhimurium, Cell Host & Microbe (2021). DOI: 10.1016/j.chom.2021.04.017