细菌相互作用如何使得感染恶化且难以治愈

近年来，科学家发现：快速出现并产生治疗耐受性的严重感染通常是由多种微生物相互作用引起的。目前我们对这些所谓的微生物感染知之甚少，而传统的诊断方法经常将它们误认为是单独某种微生物感染。

最近，来自马里兰大学和德克萨斯大学医学分校的研究人员进行的一项新研究中，他们利用遗传分析揭示了同一类“食肉细菌”的两种不同菌株如何协同作用，从而产生更加危险的致病力。相关结果发表在《PNAS》杂志上。

文章作者，马里兰大学高级计算机研究所的教授Rita Colwell说：“这项研究提供了明确的证据，证明由天然细菌引起的严重感染实际上存在两种菌株。其中一种菌株产生的毒素会破坏肌肉组织，并使另一种菌株迁移到血液系统中并感染器官。”

这种感染的致病菌最初是从患有“坏死性筋膜炎”患者体内培养得到的，此前该疾病一直被诊断为单微生物疾病。传统的诊断方法发现感染是由一种称为嗜水气单胞菌的细菌引起的。但是当这种疾病迅速产生致命性时，临床医生给患者截肢以挽救生命。通过对培养物进行遗传分析，Colwell和她的团队发现了各个细菌培养物之间的重要差异，而这些差异无法通过标准诊断方法检测到。

在之前的两篇论文中，Colwell和她的同事们分离并鉴定了导致感染的两种遗传上不同的细菌菌株。标记为坏死性筋膜炎1（NF1）和坏死性筋膜炎2（NF2）。在实验室研究中，两种菌株都不会对宿主产生致命的感染。但是，当将这些菌株组合在一起时，最终的感染将变得致命。

在当前的研究中，研究人员修改了每个菌株的遗传成分。当他们交换遗传成分时，研究小组能够使NF1表现得更像NF2，反之亦然。通过在小鼠中测试突变株，研究小组确定了遗传变异如何影响每种株引起感染并与另一株相互作用的能力。

这三项研究相结合，清晰地描绘了NF1和NF2在单独的感染以及组合感染时产生的后果。在单株感染中，NF1保持局部感染特征，不会扩散到血液或器官，并且会有效地被宿主免疫系统清除。但是，NF2产生的毒素会分解肌肉组织，并使其扩散到血液或器官。

“我们现在已经能够通过宏基因组学来确定与微生物感染有关的单个传染原。借助这些强大的新方法，我们可以确定微生物如何协同工作，无论它们是细菌，病毒还是寄生虫。”

仅治疗一种微生物感染中的一种生物可能是许多继发性感染或细菌产生耐药性的原因。根据Colwell的说法，可能需要使用抗生素以及药物的组合来治疗微生物感染。使用本研究中开发的基因组方法来分析感染模式，可能会更有效地针对由微生物感染引起的疾病进行靶向治疗。