微生物群在宿主防御中起着重要作用,在一个被称为定植抗性的过程中,它排除了致病物种。这种特性是难以捉摸的,不是由一两个物种单独赋予的。Spragge等人发现,定植抗性是由大肠杆菌等重要关键物种支撑的多种细菌群落的高阶效应(参见Radlinski和Bäumler的观点)。体外和体内实验表明,在适当的成分下,不同的微生物群将共同消耗外来物种所需的营养物质。
在人类肠道中定居的各种细菌物种统称为肠道微生物群,它们对健康有重要的益处。其中一个关键的好处是抗定植能力,即限制可能引发疾病的病原体在肠道定植的能力。已经发现多种机制影响微生物群提供定植抗性的能力,但这些机制通常是特定环境的,依赖于特定的菌株或细菌种类。因此,我们缺乏一般的原则来预测哪些微生物群将是有益的。
基本原理:
我们采用生态学方法研究了人类肠道共生体对肺炎克雷伯菌和伤寒沙门氏菌两种重要病原菌的定殖抗性。我们研究了由共生体提供的定植抗性,包括单独的和不断增加的多样性的组合,以确定定植抗性的一般模式,使用体外实验和与非生物小鼠的体内实验。
① 在体外和体内(悉生小鼠)研究人肠菌如何影响致病菌(肺炎克雷伯菌和伤寒沙门氏菌)的定植;
② 单个物种的定植抵抗作用有限,群落水平的定植抵抗是一种集体特性,取决于其生态多样性和组成(特定关键物种的存在);
③ 定植抵抗作用可归因于群落共同消耗的营养素与致病菌所需营养素的重叠,从而限制致病菌生长和定植;
④ 基于这种营养阻断原理建立预测模型(可用群落与靶标菌株的基因组重叠度作为替代指标),可指导构建抵抗靶标菌株的菌群。
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