細(xì)菌是如何感染宿主的？
細(xì)菌廣泛存在于我們的生活環(huán)境中以及皮膚表面，為什么我們沒有時(shí)刻處于細(xì)菌感染中？那是因?yàn)榧?xì)菌要誘發(fā)感染。
第一步，需要先越過皮膚或黏膜屏障并侵入血液，當(dāng)我們的皮膚、黏膜保持健康時(shí)，其屏障作用更強(qiáng)，能夠抵擋絕大部分的細(xì)菌，從而避免細(xì)菌感染的出現(xiàn)。反之，皮膚或黏膜破損則是細(xì)菌感染的高發(fā)因素。第二步，侵入血液的細(xì)菌需要逃過白細(xì)胞的追殺。我們的血液中存在大量巡邏中的抗體，當(dāng)細(xì)菌侵入血液后，抗體迅速識別并鎖定，告訴白細(xì)胞“我抓住了入侵的敵人，快來殺滅它”。白細(xì)胞迅速跟進(jìn)并將細(xì)菌吞噬，從而避免細(xì)菌利用血液中的營養(yǎng)物質(zhì)增殖并誘發(fā)感染。
反之，免疫系統(tǒng)缺陷、抵抗力低下、免疫系統(tǒng)未遇見過的細(xì)菌（全新細(xì)菌或變異細(xì)菌）侵入血液，則更容易誘發(fā)細(xì)菌感染。那么，細(xì)菌感染能夠嚴(yán)重到什么程度？
細(xì)菌在營養(yǎng)充足的環(huán)境下增殖速度非?？?。當(dāng)細(xì)菌成功侵入血液并逃過白細(xì)胞的追殺后，能快速利用血液中充足的營養(yǎng)物質(zhì)增殖。通常在1~4個(gè)小時(shí)內(nèi)，細(xì)菌體積增大、代謝活躍，開始為增殖儲存充足的營養(yǎng)物質(zhì)。營養(yǎng)物質(zhì)儲存完成后，細(xì)菌進(jìn)入快速增殖階段，數(shù)量成倍增長。細(xì)菌感染不但搶奪身體大量營養(yǎng)物質(zhì)，在細(xì)菌增殖過程中也會(huì)排放大量外毒素（多為革蘭氏陽性菌），以及細(xì)菌自溶或粘附于人體細(xì)胞時(shí)釋放內(nèi)毒素（多為革蘭氏陰性菌）和其他對人體有害的代謝產(chǎn)物，引起乏力、疼痛（如關(guān)節(jié)痛）、痙攣、神經(jīng)末梢麻痹、高燒等，甚至可引起敗血癥或膿毒血癥，危及生命。
注意：常見的上呼吸道感染，如金黃色葡萄球菌感染誘發(fā)的上呼吸道感染也可能因細(xì)菌外毒素誘發(fā)敗血癥，嚴(yán)重引起多器官衰竭甚至危及生命。各種慢性疾病患者如營養(yǎng)不良、血液病、腎病綜合征、糖尿病、惡性腫瘤等患者，長期使用免疫抑制藥物如各種激素、抗代謝藥、抗腫瘤藥、放射治療患者，長期使用抗菌藥物患者更容易因細(xì)菌感染出現(xiàn)敗血癥，即便是普通感冒也不可掉以輕心。同時(shí)也應(yīng)注意日常避免濫用激素、抗生素。
光電方法控制細(xì)菌感染行為
一些有害細(xì)菌引發(fā)的人體感染，嚴(yán)重威脅人類健康，掌握細(xì)菌感染宿主的感染行為有助探索新的治療方法。日前，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所金帆團(tuán)隊(duì)與黃術(shù)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)，關(guān)于細(xì)菌感染的研究成果以封面文章形式發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊ACS Synthetic Biology。在這項(xiàng)成果里，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了基于銅綠假單胞菌的新型光敏蛋白YGS24，實(shí)現(xiàn)了用光學(xué)方法控制細(xì)菌對宿主的感染行為。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士研究生承心怡、深圳先進(jìn)院研究助理蒲璐、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士研究生付生偉為文章的共同第一作者，研究員金帆和助理研究員楊帥為共同通訊作者。
楊帥說，這一研究實(shí)現(xiàn)了對宿主體內(nèi)細(xì)菌致病能力的定量和時(shí)間控制，揭示了其局部和系統(tǒng)對宿主健康和死亡的影響。新技術(shù)的建立，有望探索和發(fā)現(xiàn)致病菌新的致病機(jī)理，進(jìn)而加速相關(guān)創(chuàng)新療法的開發(fā)。
細(xì)菌的感染往往呈現(xiàn)急性和慢性兩種感染模式。細(xì)菌的不同感染行為，往往會(huì)對宿主產(chǎn)生不同的影響。急性感染下，細(xì)菌會(huì)引起宿主急性的炎癥反應(yīng)，而慢性感染下，細(xì)菌往往會(huì)形成生物被膜，對抗生素和宿主的免疫系統(tǒng)具有更強(qiáng)的耐受性，往往不易根治。為此，研究團(tuán)隊(duì)選取了常見的機(jī)會(huì)性致病菌——銅綠假單胞菌作為研究模型，用來探索調(diào)控細(xì)菌感染行為的新方式。
有別于傳統(tǒng)利用化學(xué)誘導(dǎo)物進(jìn)行基因表達(dá)調(diào)控的細(xì)菌調(diào)控手段，研究團(tuán)隊(duì)利用光遺傳學(xué)調(diào)控的方式，基于銅綠假單胞菌的GacS蛋白和GacA蛋白組成的雙組分系統(tǒng)，開發(fā)了新型光敏蛋白YGS24。研究團(tuán)隊(duì)以YGS24蛋白取代細(xì)菌中原有的GacS蛋白，構(gòu)建了YGS24-GacA光控系統(tǒng)，對銅綠假單胞菌的感染行為進(jìn)行精確的光調(diào)控。借助YGS24-GacA光控系統(tǒng)，研究團(tuán)隊(duì)在 “致命麻痹”和“緩慢殺戮”的秀麗隱桿線蟲-銅綠假單胞菌致病模型中，成功實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌對線蟲的致病能力的藍(lán)光調(diào)控。此外，通過該光控系統(tǒng)，研究團(tuán)隊(duì)利用顯微鏡技術(shù)和微流控技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了對秀麗隱桿線蟲腸腔內(nèi)銅綠假單胞菌致病調(diào)控回路的原位光誘導(dǎo)。
“YGS24光敏蛋白的研發(fā)，擴(kuò)充了光遺傳學(xué)的工具庫，也是在銅綠假單胞菌中開發(fā)的第一個(gè)光敏蛋白。它將推動(dòng)光遺傳學(xué)在微生物研究領(lǐng)域的發(fā)展，還將在細(xì)菌感染行為的相關(guān)基礎(chǔ)研究中發(fā)揮獨(dú)特作用。”楊帥說。
白樺茸抑菌抗病毒的研究
大自然中存在大量細(xì)菌，也存在一些具有抗炎抑菌價(jià)值的天然生物，藥食兩用真菌白樺茸是其中之一。在科普專著《探秘白樺茸--來自西伯利亞的藥用真菌》一書中，作者便系統(tǒng)梳理了近年來國內(nèi)外公開發(fā)表的研究成果。
有學(xué)者發(fā)現(xiàn)不同濃度的白樺茸多糖保鮮液對蘋果進(jìn)行涂膜處理，5℃低溫下貯藏，結(jié)果表明 2%-6%白樺茸多糖保鮮液能夠降低蘋果的失重率、腐爛率和呼吸強(qiáng)度，保持其硬度，抑制天然多酚氧化酶（PPO）活性和微生物繁殖。有研究報(bào)道白樺茸的菌核提取物：包括水、甲醇、丙酮、氯仿、石油醚提取物，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有良好的抑菌活性，其中甲醇提取物在10 mg/mL濃度下對大腸桿菌抑菌效果最好，抑制率高達(dá)84.1%；濃度為2.5mg/mL的甲醇提取物和10mg/mL的石油醚提取物對金黃色葡萄球菌ATCC25923的抑菌作用較為明顯。
弓形蟲病是由剛地弓形蟲（Toxoplasma gondii）寄生于人與動(dòng)物體內(nèi)有核細(xì)胞中引起的一種人獸共患病，人群中弓形蟲的平均感染率可以高達(dá)50%，有人推算全世界約有25%的人感染弓形蟲，給人類健康和畜牧業(yè)生產(chǎn)造成了不可估量的損失。有學(xué)者以存活率、平均存活時(shí)間、血清超氧化物歧化酶活性、主要臟器病變等指標(biāo)，評價(jià)包括白樺茸在內(nèi)的5種中藥對急性感染弓形蟲小鼠的治療效果，結(jié)果表明白樺茸的抗弓形蟲效果與陽性藥物磺胺間甲氧嘧啶鈉相近。
白樺茸同時(shí)具有較好的抗病毒活性。研究發(fā)現(xiàn)白樺茸水提取物可以針對HIV-1起到明顯的抑制效果，而其中的關(guān)鍵活性成分已經(jīng)確定，是一種水溶性的高相對分子質(zhì)量的木質(zhì)素衍生物，相對之下，低分子量的多酚肽以及單獨(dú)存在的木質(zhì)素并沒有抑制效果。有效成分即大部分衍生物都存在于白樺茸水提取物片段23當(dāng)中，其先選擇吸附到蛋白酶之中，對HIV-1逆轉(zhuǎn)錄進(jìn)行抑制，從而降低 HIV 繁殖速率。
此外，研究還證實(shí)，白樺茸具有提高免疫力的活性。通過深層培養(yǎng)的白樺茸產(chǎn)生的多糖可參與體液免疫反應(yīng)，提高B淋巴細(xì)胞增殖率，提高免疫球蛋白M（IgM）水平刺激激活B淋巴細(xì)胞，輔助淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化。除白樺茸多糖以外，從白樺茸中分離出的木質(zhì)素-碳水化合物也具有良好的免疫刺激活性和抗腫瘤作用，且其抗腫瘤作用可能是通過免疫調(diào)節(jié)間接發(fā)揮。
特別聲明：本文來源為人民網(wǎng)、騰訊網(wǎng)等媒體及科普專著《探秘白樺茸--來自西伯利亞的藥用真菌》一書；本文圖片引用自網(wǎng)絡(luò)圖片，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。
