大腸桿菌引起的食物中毒可導致出血性腹瀉和腎臟損傷,可謂最嚴重的食物中毒類型之一。但美國研究者指出,這些可怕的後果可能只是感染後的外在表現。他們發現了特定大腸桿菌入侵免疫系統的新機制,而其中的關鍵是志賀毒素,相關研究發表于《科學—免疫學》。

大腸桿菌生活在多種動物的腸道中,其中少部分會在特定條件下引發疾病,比如胃腸道感染。一些大腸桿菌還可能引起尿路感染甚至敗血症。

其中能産生志賀毒素的大腸桿菌毒性嚴重,其引發的感染會導致腹瀉、發熱,嚴重感染者可能死亡。幼兒感染後會引起急性中毒,大約15%的幼兒患者因此患腎臟疾病,還有一部分幼兒的腎臟可能會受到長期損傷。

在産生志賀毒素的大腸桿菌中,有一類亞型被稱為腸出血性大腸桿菌(EHEC)。這種亞型常見於反芻動物的腸道中,比如牛。未經合格衛生處理的牛肉含有的EHEC很可能導致人體感染。

近年來,通過嚴格限制屠宰場的處理流程,此類情況有所改善,但危險仍然存在,比如含有牛糞便的液體流經的屠宰場附近的田地,以牛糞為肥料澆灌的蔬菜都有可能出現EHEC。

對人類而言,感染EHEC後往往難以治療,如果抗生素使用不當,反而會讓這些瀕死的細菌産生更多志賀毒素。感染EHEC早期,人體免疫系統的相應部分會做出反應,但EHEC非常擅長攻擊這部分免疫系統,抑制其發出信號,從而在人的腸道中不受控制地生長。因此,關鍵在於如何阻止這種細菌進入體內。

康涅狄格大學健康中心免疫學家Shivapriya Vanja與其課題組博士後研究員Morena Havira等人在論文中揭示了EHEC對抗免疫系統的機制。

在人體免疫系統中,通過感知胞質脂多糖(LPS)並與之結合,炎性細胞凋亡蛋白酶可以啟動相應的分子功能並觸發細胞凋亡,讓外來細菌受損,這一流程是免疫系統防禦後者入侵的重要機制。

但當EHEC入侵時,這一防禦機制被破壞了。為了弄清EHEC如何破壞免疫防線,研究小組從細菌庫中提取了許多不同種類的EHEC,並讓其感染免疫細胞。

研究小組發現,EHEC在感染宿主期間,其表達的志賀毒素會抑制消皮素D的活性,進而抑制由受體蛋白酶Caspase-11(一種非經典炎症小體)介導的胞質LPS感知機制。此外,多種志賀毒素變體都會抑制小鼠及人體細胞中的胞質LPS感知機制。

除了發現新的作用機制外,這是科學家首次發現志賀毒素可以破壞炎性小體。為了進一步找到志賀毒素産生抑製作用的具體原因、尋找抵抗這種抑製作用的藥物,研究小組正在開展後續研究。(袁柳)