胃肠道健康

治疗沙门氏菌感染,低聚木糖递送抗生素系统效果出奇

图:沙门氏菌入侵人类细胞的彩色增强放大图
图源:WebMD-A Visual Guide To Salmonella

生活中处处藏着意外。这不!就在前不久,东莞市幼儿园发生的一起多名幼儿因食物而中毒的事件,在网络上持续发酵,引发了家长的担忧以及广大网友的关注。后经过相关部门的调查发现,这是一起疑似食源性疾病爆发的事件,可能的致病因子正是——沙门氏菌。那么沙门氏菌究竟是什么?

病从口入!警惕吃进去的“沙门氏菌”

提起沙门氏菌很多人较陌生,但生活中的不少疾病却都与它相关。沙门氏菌,又名副伤寒(paratyphoid),是引起人畜共患的食源性病原菌,现已发现的近一千种(或菌株)广泛分布于自然界中。相关研究显示,沙门氏菌是经“粪——口”途径传播,而禽类、生猪及其鲜肉制品的感染率最高,鸡蛋、牛奶、禽类肉制品和猪肉是人类感染沙门氏菌的主要渠道[1]。此外,食品也可能被已感染沙门氏菌的食品加工人员所污染。

据统计在世界各国的细菌性食物中毒中,沙门氏菌引起的食物中毒常列榜首。全球每年有超过1亿人感染沙门氏菌,其中大多数人会在短期内自行恢复,但也有大约15.5万人会死亡;美国疾病预防控制中心估计,沙门氏菌每年在美国造成约120万例疾病、23,000例住院治疗和450例死亡;在我国由沙门氏菌引起的食源性疾病同样位居细菌性食源性疾病的首位[2],而抵抗力低下的人群,5岁以下儿童、65岁以上老人或免疫力有缺陷者更易感染这种病菌。

沙门氏菌病的典型症状包括胃痉挛、恶心和急性腹泻,在食用受污染的食物或水后约6-72小时出现[3]。这种疾病通常持续4-7天,大多数人无需治疗即可康复,然而对于重病患者(例如,严重腹泻、高烧或肠道外感染的患者)和侵袭性疾病风险增加的患者(婴儿、老年人以及虚弱或免疫抑制患者),由于免疫功能低下,沙门氏菌感染后容易带来生命危险。

目前抗生素是治疗细菌感染的救命工具,但抗生素疗法并不是常规的推荐疗法[4]。因为抗生素治疗的一个常见副作用是对肠道微生物群的损害,可能导致机会致病菌的过度生长。因此,发现治疗沙门氏菌感染的新方法意义重大。

精准靶点!巧用益生元(低聚木糖)递送抗生素,高效清除沙门氏菌

图:一种高效治疗沙门氏菌感染的系统模型
图源:参考文献5

为了克服沙门氏菌病患者抗菌治疗的固有缺陷,2019年9月7日,来自西北农林科技大学段金友团队在《Nature Communications》上发表的最新研究成果,提出了一种能高效治疗沙门氏菌感染的新方法[5]。这项研究通过沙门氏菌能产生硫化氢(H2S)这一特性,构建了一种基于低聚木糖益生元的抗生素递送系统(AM),使其在硫化氢作用下释放抗生素,实现肠道内病原菌(沙门氏菌)的高效清除,从而迅速缓解病情。

这项研究使用鼠伤寒沙门氏菌建立急性肠道感染小鼠模型。研究发现,CIP(氟喹诺酮抗生素、盐酸环丙沙星)治疗可部分预防体重减轻(沙门氏菌感染导致体重不断下降)和增加食物摄入,而AM-CIP比CIP效果更显著;CIP可使胃肠道中沙门氏菌计数减少,但不会影响肝脏和脾脏等肠外部位的病原体。相反,AM-CIP可以有效地减少胃肠道中的鼠伤寒沙门氏菌感染,从而减轻其向肝脏和脾脏的传播。此外,在未治疗的感染小鼠的小肠和肠粘膜下观察到严重的组织破坏和炎性浸润。但在CIP-AM治疗后,上皮损伤和炎症大大减轻,且效果优于CIP。

图:沙门氏菌感染小鼠治疗后肠道微生物分析
图源:参考文献5

与此同时,这一抗生素递送系统还具有以下独特优势:

  • 能阻止抗生素快速进入血液;
  • 使抗生素在感染部位定点释放,减轻感染小鼠的病症;
  • 同时有效减少抗生素对肠道正常菌群的扰动;
  • 并通过释放益生元低聚木糖显著增加肠道内的乳杆菌等潜在有益菌。

这项研究提供了一种有望改变沙门氏菌病的治疗新方案,使原来疗效差的抗生素在该病中恢复疗效,拓宽在耐药菌感染时可供选择抗生素的种类,具有极大的医学价值和市场前景。

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益生元被誉为人体肠道的“健康卫士”,而低聚木糖作为益生元中功效性能最为显著的成员之一,可选择性地促进肠道内双歧杆菌的增殖活性,帮助建立有益菌占优势的健康肠道生态环境。此外,低聚木糖还具有防癌抗癌、缓解慢性肾病、提高免疫力、降低血压、血脂、血糖以及胆固醇等潜在功效。

不仅如此,低聚木糖对病原菌也有着较强的吸附力,比如大肠杆菌、肠炎沙门氏菌、肺炎克雷伯氏菌等均能吸附到低聚木糖上;且低聚木糖不被肠道中的消化酶所降解,因此可携带附着的病原菌通过肠道排出体外,防止疾病在肠道中集群、繁殖,从而达到防止腹泻的目的。

河南益常青生物科技有限公司是专业从事食品级低聚木糖生产、研发的企业。公司以玉米芯为原料,采用一系列先进技术生产低聚木糖,既增加了农产品废弃物的可回收利用资源,又创造了农产品的附加价值。不仅迎合了消费者回归大自然、崇尚绿色、追求健康的新潮流,还提供了天然、安全、高效的益生元,帮助营造健康的肠道生态。

参考文献:
[1]:黄玉柳,食品中沙门氏菌的污染状况及预防措施.广东农业科学,2010.6.
[2]:吴斌,秦成,石智等畜产品中沙门氏菌的风险评估[J]大连轻工业学院学报,2004.23(3):226-228.
[3]:Gordon, D., Victoria, J., Sophie, P. & Pietro, M. Immunity to salmonellosis. Immunol. Rev. 240, 196–210 (2015).
[4]:Endt, K. et al. Peroral ciprofloxacin therapy impairs the generation of a protective immune response in a mouse model for Salmonella enterica serovar Typhimurium diarrhea, while parenteral ceftriaxone therapy does not. Antimicrob. Agents Chemother. 56, 2295–2304 (2012).
[5]:Haibo Mu, Hu Bai, Feifei Sun, et al. Pathogen-targeting glycovesicles as a therapy for salmonellosis. Nature Communications volume 10, Article number: 4039 (2019)

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