常見的腸道益生菌,可幫助消除金黃色葡萄球菌

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 11 日 0:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

美國國立衛生研究院(NIH)過敏和傳染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases,NIAID)研究團隊意外發現,益生菌消化補品常見的好菌──芽孢桿菌屬(Bacillus)的細菌,可以防止金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)在健康人體的腸道和鼻腔黏膜增生。



金黃色葡萄球菌屬於壞菌,會對抗生素產生抗藥性,引起強烈的發炎反應。研究人員使用小鼠為研究對象,想了解其中機制。這項研究由來自泰國瑪希敦大學(Mahidol University)和泰國皇家理工學院(Rajamangala University of Technology)的研究人員共同完成。

NIAID 的 Anthony S. Fauci 博士說:「益生菌在日常生活中用來當作改善腸胃的保健食品,而首次有研究精確描述益生菌如何為身體健康帶來益處。在某些條件下,口服芽孢桿菌可以替代抗生素,因此這個研究絕對值得更進一步探索。」

每年全球約有數萬人因被金黃色葡萄球菌感染死亡,最為人熟知的就是「超級細菌」,也就是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)。但鮮為人知的是金黃色葡萄球菌可在人體的鼻腔和腸道生存,卻不會危害健康。然而,一旦皮膚黏膜屏障被破壞或免疫力降低時,細菌便會大量增生,造成嚴重感染。

▲ 金黃色葡萄球菌的菌落成金黃色。(Source:By HansN. [CC BY-SA 3.0 ], from Wikimedia Commons

預防被金黃色葡萄球菌感染的其中一個方法是消除菌落,但有些方法有爭議,因為使用大量抗生素結果不一定成功。除此之外,也有部分原因是這個方法僅針對鼻腔,而金黃色葡萄球菌仍可能在腸道大量增生。

研究人員在泰國農村招募了 200 名自願受試者進行研究,他們認為與生活在都市的人群相比,農村地區受試者比較不會受到滅菌食物或抗生素影響。他們首先分析這群受試者的糞便檢體,發現檢體完全不存在與金黃色葡萄球菌相關的任何細菌。

其中有 101 個檢體對芽孢桿菌屬的檢測呈陽性,表示含有芽孢桿菌屬的細菌,而且主要是枯草桿菌(Bacillus subtilis)。這種細菌常和其他好菌混合,做成益生菌的產品。當芽孢桿菌屬的細菌形成孢子,便可以在惡劣環境生存,它們通常會與蔬果一起被攝食進入人體,且會在腸道暫時生長。

研究人員接著對受試者的腸道和鼻腔進行金黃色葡萄球菌採樣,發現腸道和鼻腔中分別有 25 名和 26 名受試者的檢測結果呈陽性。分析這些樣品後,驚訝發現當樣品中有芽孢桿菌屬細菌存在時,便不會有金黃色葡萄球菌。

在小鼠研究中,研究人員發現金黃色葡萄球菌的群體感應系統(quorum-sensing system)必須有足夠功能才能使細菌在腸道生長。有趣的是,研究人員從糞便檢體分離出 100 多種芽孢桿菌屬的細菌,都可以有效抑制這個系統。

他們利用層析(chromatography)和質譜(mass spectrometry)技術檢測出豐原素(fengycin),這是一種特殊類型的脂肽,由芽孢桿菌分泌,可抑制金黃色葡萄球菌的感應系統。進一步試驗結果顯示,豐原素對數種不同株的金黃色葡萄球菌都有相同作用,其中包含具高危險性的 USA300 MRSA,它在美國已成為社區型 MRSA,這也是造成 MRSA 感染擴大的原因之一。

為了驗證研究人員的推測,他們將金黃色葡萄球菌感染小鼠腸道,每兩天以和益生菌含量相當的芽孢桿菌孢子餵食小鼠,試驗結果確認會產生豐原素的枯草桿菌有殺菌效果,但實驗組小鼠腸道的金黃色葡萄球菌依然大量增生。

NIAID 和泰國研究人員接下來會用僅含枯草桿菌的益生菌進行試驗,並且在泰國招募更多自願受試者。NIAID 首席研究員 Michael Otto 博士表示:「我們的最終目的是希望利用簡單的益生菌,便能有效降低醫院內 MRSA 的感染率。」

(首圖為電子顯微鏡下的金黃色葡萄球菌;來源:By Content Providers(s): CDC/ Matthew J. Arduino, DRPHPhoto Credit: Janice Haney Carr [Public domain], via Wikimedia Commons