固有微生物群落的組成決定了入侵的病原體是否能找到合適的生境用於定植並引發感染或被消滅。近日，一篇發表在國際雜誌Cell Host & Microbe上題為“E。 coli enhance colonization resistance against Salmonella Typhimurium by competing for galactitol， a context-dependent limiting carbon source”的研究報告中，來自慕尼黑大學等機構的科學家們透過研究發現，
依據微生物組的組成，大腸桿菌或能預防沙門氏菌的感染。
圖片來源：https：//www。sciencedirect。com/science/article/abs/pii/S1931312821004200？via%3Dihub
每個人機體中都擁有特殊的微生物組，這與任何人或許都不相同。每個人都由多種多樣的細菌、真菌和病毒物種所填充，其存在於機體所有的表面，比如面板、粘膜，尤其是胃腸道中。此外，微生物組對機體免疫系統、內分泌系統和宿主機體的代謝都有著非常明顯的影響。
這篇研究報告中，研究人員重點對腸道微生物組在控制感染方面所扮演的關鍵角色進行了相關研。他們著手定義了一個健康的微生物組需要什麼東西才能有效抵禦外來入侵的病原體，在這種情況下，研究人員就想知道是否大腸桿菌能為機體提供保護抵禦沙門氏菌的感染。
很多人都熟知大腸桿菌的負面影響，比如其會引發腹瀉、敗血症甚至癌症等；但同時也存在很多大腸桿菌良性菌株，這些菌株大多數會在個體出生時或出生後不久就在宿主體內定植，並在建立平衡的宿主=微生物相互作用方面扮演著關鍵角色，如今研究人員透過研究調查了這些細菌是否能保護宿主抵禦沙門氏菌的感染。
事實證明，關鍵因素是種間對資源的競爭，研究者發現，尤其是對胃腸道中多種糖類的競爭或許就能說明沙門氏菌無法在腸道中進行定植，為了能引起感染，致病菌就必須在腸道中找到一個合適的生境，併為其複製提供必要的碳源（比如特定的糖類）。然而，腸道中對碳源的競爭是非常激烈的，如果共生的大腸桿菌消耗掉了所有糖底物，並沒有給沙門氏菌留下任何東西，那麼宿主感染的風險就會大大降低。
然而，為了有效排除山門氏菌，大腸桿菌通常就需要幫助。最新研究結果表明，如果微生物組的複雜性太低，那麼其成員就無法消耗掉沙門氏菌賴以生存的糖類物質，這就為病原體的建立提供了一定的結論。隨後研究人員識別出了毛螺菌科（Lachnospiraceae）的物種，這組厭氧菌經常存在於人類腸道中，其成員也能代謝多種糖類。
研究者Stecher說道，利用合成性的細菌群，我們就能構建一種模型微生物組；這種微生物組是由12種細菌群落所組成，所有細菌都能在健康的小鼠腸道中被發現；研究者將這種物種的組合引入到了無菌小鼠體內，隨後利用沙門氏菌感染這些小鼠。結果發現，當缺失毛螺菌科細菌時，大腸桿菌就無法預防沙門氏菌的感染，這就增強了研究人員的結論，即對碳源競爭以及細菌物種之間複雜的相互作用的組合或能幫助宿主抵禦細菌的感染。
氏菌引起的宿主機體感染。
圖片來源：Claudia Eberl，et al。 Cell Host & Microbe （2021）。 DOI： 10。1016/j。chom。2021。09。004
為了將這些研究結果轉化到人類機體中，下一步研究者計劃對人類腸道微生物組中的細菌聯合體進行深入研究，在某些時候，研究者的研究還能幫助開發新型療法，比如能支援機體健康微生物組的益生菌混合製劑。
綜上，本文研究結果表明，當在一個善於從腸道中移除單糖的微生物群落中，大腸桿菌或能透過剔除有限的碳源來提供定植的抗性。
原始出處：
Claudia Eberl，Anna S。Weiss，Lara M。Jochum， et al。 E。 coli enhance colonization resistance against Salmonella Typhimurium by competing for galactitol， a context-dependent limiting carbon source， Cell Host & Microbe （2021）。 DOI： 10。1016/j。chom。2021。09。004