PNAS：致病菌或能利用肠道粘液层中的唾液酸来感染宿主机体肠道

肠道细菌病原体对人类健康会构成重大威胁，然而，面对令人生畏的宿主防御系统以及成熟的微生物群落，其在感染哺乳动物肠道背后的机制，目前并未得到很好地定义。近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“Sialic acid plays a pivotal role in licensing Citrobacter rodentium's transition from the intestinal lumen to a mucosal adherent niche”的研究报告中，来自英属哥伦比亚大学等机构的科学家们通过研究发现，组成肠道粘液保护层一部分的糖类唾液酸或能助长肠道内的致病菌的生长和增殖。这一研究发现或能提供一种潜在的疗法靶点，帮助开发治疗细菌性感染和一系列与肠道细菌相关的慢性疾病（炎性肠病、乳糜泻、肠易激综合征和短肠综合征）的新型疗法。

研究者Bruce Vallance博士说道，细菌需要在肠道中找到一个地方来占据、建立并且扩张，随后需要克服正常情况下保护机体肠道的所有不同的防御屏障；未来，我们还能潜在地靶向作用这种糖分子或者阐明病原体如何感知它，从而预防临床上重要的疾病的发生。诸如炎性肠病等炎性疾病的发病如今在儿童中呈现上升趋势，由于儿童机体的免疫系统尚未成熟，其更易于遭受肠道细菌感染；于是在这项研究中研究者Vallance及同事就开始寻找理解到底是什么样的机制能促使这些细菌病原体得以生存并在机体肠道中发生扩张。

文章中，研究人员分析了鼠类柠檬酸杆菌(Citrobacter rodentium)，其是一种在小鼠体内的肠道病原体，常常能用来模拟人类大肠杆菌感染的模型；研究者发现，这种细菌携带能参与唾液酸消耗的基因，而当这些基因被移除时，细菌的生长就会受到影响。进一步调查显示，在消耗了这些糖类后，细菌就会产生两种特殊的毒力蛋白，从而帮助细菌跨越结肠粘液层并吸附在下面的上皮细胞上，本文研究也揭示了这些细菌如何随着时间的推移而发生变化，从而恶化疾病的进程。

致病菌或能利用肠道粘液层中的唾液酸来感染宿主机体肠道。

图片来源：Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI:10.1073/pnas.2301115120

研究者Vallance说道，当一开始就患上炎性肠病的时候机体中的微生物群落就会发生改变，其会开始挖掘进入到肠道内衬细胞的方式，并会引起更多的炎症，而这或许就是炎性肠病会转变成为慢性疾病的一个主要原因。诸如唾液酸或其它糖分子的特定营养物质就是致命的弱点，研究人员或能通过靶向作用这些分子来清除肠道中危险的细菌。目前研究人员正在分析肠道中其它糖类分子在“哺育”致病菌中所扮演的关键角色，而且他们也正在寻找能胜过危险细菌的常驻细菌（益生菌），这些危险细菌常常会从益生菌那里窃取走糖分子。

研究人员还计划深入探索常驻细菌和致病菌之间潜在的相互作用，致病菌并不能自身获取糖类分子，因此一些通常无害的常驻细菌有时就会充当致病菌的帮凶。基本上，这些帮凶会将糖分子从粘液层上“扯”下来，随后要么交给危险的细菌，要么危险的细菌想出一种能偷走这些糖分子的方法。而更好地理解其之间的相互作用或能提供阻断致病菌感染的新方法。研究者表示，过去我们的祖先不断受到危险细菌的攻击，而随着细菌中越来越多抗生素耐药性的出现，这些细菌的感染将会再次成为一种日益严重的问题，没有新的抗生素的话，研究人员就想想出新的法子来对抗这些耐药性细菌，比如饿死它们。

综上，本文研究结果表明，作为肠道粘液层的单糖分子，唾液酸或能作为一种重要的营养物质，以及细菌病原体逃离结肠肠腔并直接干扰其宿主肠道粘膜的关键信号来发挥作用。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Qiaochu Liang，Caixia Ma，Shauna M. Crowley, et al. Sialic acid plays a pivotal role in licensing Citrobacter rodentium's transition from the intestinal lumen to a mucosal adherent niche, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI:10.1073/pnas.2301115120