益生菌和胃肠道感染

文摘

胃肠道感染是全球发病率和死亡率的主要原因,特别是在发展中国家。使用益生菌预防和治疗各种腹泻疾病近年来获得了支持。益生菌有积极影响的例子肠胃炎会高亮显示。但是,这些治疗的总体疗效和益生菌改善胃肠道感染的机制主要是未知的。我们将讨论可能的机制益生菌可以产生有益的影响加强腹泻等疾病的预防和治疗。

1。介绍

微生物群内个体细菌包含重要基因以不同的方式可能受益的主机。认为巨大的社区之一共生的微生物,这些生物可能的子集重要生理益处主机在人类营养和主持人:微生物相互作用。益生菌可能刺激免疫力,调节免疫信号通路,产生antipathogenic因素,或诱导宿主产生antipathogenic因素。益生菌可能产生分泌因素刺激或抑制细胞因子和细胞介导的免疫反应。这些因素也可能干扰等关键免疫信号通路和MAP激酶级联。益生菌可能产生抑制肠道共栖菌病原体和其他的因素,有效地使这些微生物养分的有效竞争复杂的社区。微生物生产antipathogenic因素可能代表小说类抗菌化合物的来源,和这些因素可能是由主监管基因在特定种类的细菌。微生物还可以调节免疫细胞信号通路,导致哺乳动物细胞生产抗菌因子,有效地导致肠道社区的改造和预防或治疗感染。

胃肠道感染是全球发病率和死亡率的主要原因。2006年的研究发现,在全球范围内,严重腹泻和脱水负责每年1575000 5岁以下儿童的死亡。这代表了15%的每年1050万人死亡的儿童在这个年龄段1]。根据最近的估计,急性肠胃炎造成多达770000人住院每年在美国(2]。肠病原体包括病毒(轮状病毒,诺瓦克病毒)和细菌等不同菌株的致病性大肠杆菌,产毒素的艰难梭状芽胞杆菌,空肠弯曲杆菌,霍乱弧菌。这些病原体产生不同类型的毒素可以引起严重或危及生命的脱水和腹泻。尽管医学诊断和治疗的进步,儿科住院患者的比例和数量小于5岁患有严重轮状病毒感染显著增加在最近的一个时期(2001 - 2003)与较早的时期(1993 - 1995)(3]。除了急性胃肠炎的典型模式,如致肠病的传染性病原体大肠杆菌(EPEC)可能导致持久,儿童慢性腹泻持续时间超过1周(4]。这样的持续性感染可能增加脱水的风险和长期障碍。重要的是,EPEC和其他细菌病原体的相对贡献疾病在某种程度上仍存在争议。最近的一项研究强调,增加儿童胃肠道疾病的相对风险只是显而易见的肠病毒(5]。

最近的研究强调长期发病率与肠胃炎。幼儿腹泻容易使孩子们持久的障碍,包括健康受损、发育不良、认知障碍和在学校的表现6]。随着这些数据,新的孕产妇和儿童营养不良的研究报道《柳叶刀》2008年1月链接营养不良儿童的肠道感染的风险增加。此外,肠易激综合症(IBS),昂贵和难以治疗的条件,影响了美国人口的20% (7),医疗费用高达每年300亿美元,不包括处方和非处方药物成本(8]。IBS由此引发急性胃肠炎的一集在多达30%的情况下,在先前的研究中(9]。因此,预防或治疗急性胃肠炎长期后遗症发展大大减少住院之前,残疾调整生命年,都直接或间接的医疗费用。

准确的诊断急性胃肠炎是一个持续的挑战,即使在复杂的学术医疗中心。在儿科病人的人口超过4700的孩子,只有不到50%的粪便样本,进行了完整的微生物学的评价产生了特定的诊断(10]。肠病毒代表急性胃肠炎的主要病因小于3岁的儿童,和细菌引起的急性肠胃炎的大多数情况下在3岁以上儿童10]。诊断与肠道病毒的挑战包括stool-based分子的相对缺乏或病毒抗原测试和无法轻易文化最肠病毒。细菌病原体可能很难确定(如大多数致病株大肠杆菌)因为缺乏这些感染的具体分析。stool-based毒素检测的相对不敏感的产毒素的检测梭状芽孢杆菌排除了准确的诊断。在儿童医院环境,结合毒素抗原检测在儿科患者产生敏感性低于40% (j . Versalovic未发表的数据)。引入新的分子检测实时PCR检测毒素基因直接在凳子上的能力有显著的提升诊断antimicrobial-associated由于产毒素的腹泻和结肠炎梭状芽孢杆菌(11]。此外,大约15 - 25%的病例antimicrobial-associated腹泻造成的梭状芽孢杆菌。antimicrobial-associated腹泻和胃肠疾病的流行亮点替代抗生素治疗策略的重要性。此外,抗生素治疗的效用有限肠胃炎。抗菌药物通常不推荐为预防战略,因为抗生素耐药性和antimicrobial-associated疾病的问题。因此,而不是抑制细菌种群用抗生素,益生菌可用于改造或改变微生物群落健康状态(12]?

2。益生菌

2.1。需要机械的益生菌行动的细节

使用益生菌预防和治疗各种各样的条件获得了在过去的十年。这是部分由于需要找到替代抗生素等传统疗法以及缺乏良好的治疗胃肠道疾病。虽然有越来越多的报道益生菌的功效在pouchitis[等疾病的治疗13,14),腹泻(15- - - - - -17),和肠易激综合症18),使用益生菌的科学依据是刚刚开始被理解。我们将关注的潜在应用益生菌治疗腹泻疾病。几个例子将强调如何选择和利用益生菌对病原体导致肠胃炎。

使用益生菌微生物的概念来预防和治疗各种人类疾病已经存在了超过100年(19]。的增加耐药病原体的识别作用,人类微生物群在健康和疾病中,最近的一次扩张对益生菌生成的兴趣。这种现象是明显的在这两种益生菌的数量出售给消费者的产品以及增加科学研究发生在益生菌的数量。虽然很多益生菌有利于人类的机制仍不清楚,正在利用益生菌治疗特定疾病的更普遍。

数的定义什么是“益生菌”在文献中已经制定。对于本文,我们使用定义派生于2001年由联合国粮食及农业组织(粮农组织)和世界卫生组织(世卫组织)——“益生菌是微生物生活在适量提供健康管理在主机中获益。“(20.]。这个定义是目前公认的国际科学协会定义的益生菌和益生元(ISAPP) (http://www.isapp.net/)。

2.2。Antipathogenic活动

也许最重要的科学问题关于益生菌在医学上使用的益生菌的鉴定机制影响人类健康。几种机制已经被牵连但大多数没有实验证明(图1)。在这里,我们将讨论可能的相关机制,治疗腹泻的疾病。我们将尽可能地突出研究的例子来支持这些假定的机制。

2.3。刺激宿主抗菌防御

许多益生菌可以产生antipathogenic化合物包括小分子生物活性抗菌肽。大多数的研究集中在体外敏感性产品由益生菌分泌的病原体。在大多数情况下,一种抗菌化合物分泌的能力通过益生菌生物体内抑制病原体的生长还没有被证明。从概念上讲,一种抗菌化合物产生的有机体需要产生足够高的水平,在正确的位置在肠道病原体在体内发挥强有力的作用。

一个优雅的证据原则的直接行动probiotic-produced抗菌素对病原体由Corr等人最近报道,他们证明了细菌素的生产Abp118唾液乳杆菌足以保护小鼠免受疾病感染单核细胞增多性李斯特氏菌(21]。证明细菌素的作用是直接负责的保护老鼠,他们产生了唾液l .应变,无法产生Abp118,表明这种突变是无法防止l . monocytogenes感染。值得注意的是,他们能够表达基因授予豁免权的Abp118细菌素l . monocytogenes现在表明,这一毒株对益生菌的影响唾液l .在鼠标。这项研究提供了明确的证据表明,一个probiotic-derived细菌素可以直接函数体内病原体。

2.4。病原体通过间接机制排斥

除了生产抗菌化合物直接作用在病原体,益生菌可能刺激宿主抗菌防御通路。肠道有许多机制抵抗病原体的影响包括生产defensins [22]。Defensins阳离子抗菌肽生产在许多细胞类型包括Paneth小肠隐窝细胞和肠道上皮细胞。缺乏alpha-defensin生产一直与回肠克罗恩氏病(23,24]。克罗恩病的患者的组织样本显示下级alpha-defensin生产和提取从这些样本表现出降低体外抑制细菌生长的能力。此外,一些病原菌进化机制来抑制生产或defensins(综述[的作用机制25])。

益生菌可能通过至少两个刺激defensin活动机制。首先,益生菌可能刺激的合成defensin表达式。这已经证明了人类βdefensin 2 (hBD-2)表达的调节的几种益生菌通过转录因子(26,27]。这意味着与此功能将加强肠道益生菌菌株防御增加defensin水平。这种效应也观察到某些病原菌,因此不是一个特定的益生菌的属性。第二,许多生产defensins前肽形式必须通过激活蛋白酶的作用。一个良好的例子是激活小鼠defensin cryptdin(一个由Paneth alpha-defensin细胞)的作用矩阵metalloprotease 7 (MMP-7) [28]。老鼠MMP-7更容易造成的缺陷沙门氏菌。证据表明,细菌可以刺激生产MMP-7在小肠29日]。因此,一种机制中益生菌可以参与激活defensins是通过刺激肠道中基质金属蛋白酶的生产。此外,益生菌能产生蛋白酶激活defensins在肠道内腔的。虽然没有证据来支持这种机制,一个子集的乳酸杆菌和链球菌MMP-like编码蛋白质基因(r·布里顿,未发表的观察)。这些基质金属蛋白酶中没有任何其他细菌,因此这将是有趣的,以确定什么影响他们对宿主细胞的功能。

2.5。免疫调节

而不是直接抑制病原体的生长或生存能力,益生菌可能争夺一个生态位,否则,创造条件不利的病原体在肠道。有许多可能的病原体是如何排除可能发生的机制。首先,一些益生菌已经被证明改变病原体的能力遵守或入侵结肠上皮细胞体外,例如,看到30.,31日]。第二,益生菌可以隔离基本营养素从殖民入侵的病原体,损害了他们的能力。第三,益生菌可能改变病原体的基因表达程序等方式抑制毒性函数的表达式(32]。最后,益生菌可能会创建一个不利的环境病原体殖民通过改变pH值,黏液层,当地环境和其他因素。重要的是要注意,虽然这些可能的影响已经演示了体外,体内益生菌排除病原体的能力仍有待证明。

2.6。增强肠道屏障功能

益生菌可能strain-dependent对免疫系统的影响。不同菌株代表不同乳酸菌物种证明对比效应对促炎细胞因子生产小鼠骨骨髓来源树突状细胞(33]。特定的益生菌菌株中和其他毒株的免疫刺激性作用,益生菌有潜力产生添加剂或敌对的结果。有趣的是,在这项研究中,抗炎细胞因子il - 10是保持在同样的水平(31日]。不同的益生菌乳酸菌菌株相同的物种也可能产生对比效应对免疫调节。人类乳房含牛奶提取这种乳酸菌压力刺激促炎细胞因子的关键,人类肿瘤坏死因子(TNF),由人类髓细胞或抑制其生产(34]。行动的机制可能是由于,不令人惊讶的是,对比对哺乳动物细胞的关键信号通路的影响。益生菌菌株,如乳杆菌GG (LGG)可能激活和转录的信号传感器和催化剂(STAT)信号通路在人类巨噬细胞(35]。相比之下,益生菌乳酸菌压力可能会抑制信号(36,37)或MAP激酶- / c-Jun-mediated信号(34]。关键信号通路的刺激和增强促炎细胞因子的生产可能是重要的“主要”免疫系统防御胃肠道感染。相反,抑制免疫信号可能是一个重要的机制,促进体内平衡和宽容与许多潜在的抗原微生物群落,而这些可以促进愈合或解决感染免疫抑制功能。

2.7。为什么理解机制是重要?

上皮屏障功能的破坏和损失的肠上皮细胞紧密连接的形成可能有助于病理生理学和腹泻症状观察到在某些病原体感染38,39]。紧密连接的丢失会导致增加paracellular运输会导致流体损失和病原体入侵的黏膜下层。病原体可能分泌肠毒素等因素,可以促进肠道上皮细胞过度凋亡或坏死,从而破坏了肠道屏障。肠病原体也可能导致消除病变在粘膜表面由于直接粘附肠道上皮细胞(如EPEC)。相比之下,已报告益生菌促进紧密连接形成和肠道屏障功能(40,41]。尽管促进屏障完整性的机制并不清楚,益生菌可能抵消肠上皮屏障的破坏尽管病原体的存在。益生菌也可能抑制毒素生产或干扰特定病原体的能力遵守直接肠道表面。因此,病原体可能减少肠道屏障功能破坏的能力。

2.8。重要的考虑使用益生菌:应变选择和微生物生理学

益生菌领域的一个重要挑战是基因的识别和机制负责这些微生物施加有益的功能。成功识别的机械细节益生菌功能将如何至少有三个重要的好处。首先,了解作用机制提供科学依据提供的有利影响特定的微生物。这些突破性的调查将有助于把益生菌从膳食补充剂来治疗的状态。第二,理解probiosis机制和益生菌产生的基因产物将允许识别的益生菌或生物工程的发展疗法更有效。作为一个例子,假设抗炎细胞因子il - 10是一个潜在的治疗炎症性肠病的治疗。为了验证这个假说,应变Lactococcus lactis设计生产和分泌il - 10是构造和证明减少结肠炎小鼠模型(42]。炎症性肠病的患者早期临床试验表明一些减轻症状当接受il - 10高产菌株。第三,基因产物的鉴定,负责改善疾病将允许研究人员,工业,和临床医生遵循生产这些产品的重要生物标志物在益生菌制剂。正如下面所讨论的,微生物的生理状态,可以对益生菌的功能至关重要。因此,这将是重要的是能够按照生产的重要生物活性分子在益生菌培养和处理应用在动物和人类。

2.9。益生菌和腹泻

益生菌被认为是生活或可行的微生物的定义。与小分子是稳定的实体,益生菌是动态的微生物也会改变基因表达模式暴露在不同的环境条件。这一现实有两个重要的意义,对于那些选择使用这些生物对抗人类或动物的疾病。首先,probiosis是一种毒株特异性现象。定义一个细菌物种是挑战在这个全基因组测序的时代,很明显,益生菌效果观察体外和体内应变具体。例如,调制的肿瘤坏死因子生产的菌株这种乳酸菌确定菌株免疫刺激性,immunoneutral,免疫抑制TNF生产(34,43]。这些发现强调了益生菌毒株特异性的本质由细菌产生的影响。因此,它是重要的工业和研究小组小心包含正确的应变处理和跟踪验证菌株在临床试验前政府。

第二个关键点是益生菌的生理应变是一个重要的考虑。活微生物、蛋白质和次生代谢物的产生将会改变取决于增长阶段。这个特性提出了许多重要的益生菌菌株的稳定性和有效性问题。首先,益生菌是在生产过程中受到许多环境压力和摄入后主机。最值得注意的是,益生菌用于治疗肠道疾病或其作用方式被认为是对肠道中必须能够生存酸和胆汁通过肠道压力在运输途中。微生物的生理状态是一个重要的特点,决定了细胞是否会受到不同类型的环境压力(44,45]。例如,指数增长的细胞这种l .更容易造成胆汁盐比细胞在固定相(45]。因此,重要的是要考虑细胞的生理状态的压力适应不仅生存的主机还在生产。其次,生物活性分子的表达,通常负责健康的好处发挥益生菌,通常是phase-dependent增长。例如,我们的团体一直在调查免疫调节化合物的生产菌株的抗菌药物这种l .。在这两种情况下,这些化合物更进入中高度表达,在固定相(未发表的观察)。

3所示。益生菌和Gastroenteritis-Examples的预防和治疗

Commensal-derived益生菌牵扯治疗各种消化系统疾病,包括antibiotic-associated结肠炎,幽门螺杆菌胃炎,旅行者腹泻(46]。益生菌菌株的配方可能包括单一品种或组合。这种l .土著人类胃肠道,广泛存在于哺乳动物,从未引起疾病。在人体试验中,益生菌的治疗这种l .在小儿童轮状病毒肠胃炎的持续时间减少疾病和促进患者恢复(15,16),而在另一项研究中,它在阻止腹泻婴儿(17]。尽管有前途的临床试验数据,主antipathogenic性质的分子机制这种l .仍然未知。

益生菌可以有效的预防或治疗传染性肠胃炎。在疾病预防的背景下,与不同的益生菌菌株有几项研究证明,这些细菌可能会减少急性腹泻的发病率根据研究[15 - 75%17,47- - - - - -50]。虽然相对对发病率的影响取决于特定的益生菌菌株和患者人群,一致的好处疾病预防在多个临床研究已经证明了。在疾病预防的一项研究[49),补充双歧杆菌lactis显著降低急性腹泻的发病率和轮状病毒在婴儿脱落。研究了益生菌预防的潜在益处antimicrobial-associated腹泻都取得了好坏参半的结果(51- - - - - -54]。预防的一项研究报道减少婴儿antimicrobial-associated腹泻的发生率48% (52]。

益生菌也可以纳入传染性胃肠炎的治疗方案。几个不同益生菌大量临床试验的荟萃分析记录减少疾病的肠胃炎,从17岁到30小时不等49,50,55]。检查了另一种方式,益生菌用于临床试验的荟萃分析肠胃炎指出显著减少腹泻的发病率持续超过3天(长期腹泻)。长期腹泻的发病率减少30%或60%,分别根据研究[50,56)(总结(55])。益生菌剂、LGG导致显著减少轮状病毒腹泻治疗3天当管理孩子的口服补液疗法(57]。最近的数据编译的大型系列益生菌试验由Cochrane系统评价的数据库(http://www.cochrane.org/),取得了有价值的结论。截至2008年,益生菌似乎是有效的防止儿童急性肠胃炎,可能减少疾病的急性期。此外,益生菌是有前途的代理人为预防和治疗antimicrobial-associated腹泻,虽然没有意向处理分析了福利。

3.1。艰难梭状芽胞杆菌和Antibiotic-Associated腹泻

在下面,我们将重点介绍一些可能的机制益生菌可以用来改善肠胃炎。因为许多传染性病原体导致腹泻、结肠炎,肠胃炎,我们将只关注几个例子的想法,许多讨论的机制可以扩展到其他细菌或病毒引起的腹泻。

3.1.1。益生菌治疗CDAD的潜在作用

估计有500000 - 3000000例——梭状芽胞杆菌相关的腹泻(CDAD)每年发生与相关医疗费用超过每年10亿美元(58- - - - - -60]。CDAD主要发生在病人接受抗生素治疗在医疗环境中,表明改变肠道微生物群对CDAD的开始很重要。在少数但越来越多的情况下,会发生更严重的并发症包括pseudomembranous结肠炎和中毒性巨结肠。此外,metronidazole-resistant株的出现梭状芽孢杆菌减少了甲硝哒唑的疗效,万古霉素和metronidazole-induced盲肠炎强化了需要的新疗法治疗和预防CDAD [61年,62年]。

大约10 - 40%的患者治疗最初一轮CDAD将显示复发性疾病,通常与多个事件(63年]。这种复发常常是耐火材料现有的治疗包括抗生素治疗。复发患者CDAD显著减少生物的多样性在粪便微生物群,复发性疾病的患者是免费的正常微生物群(64年]。因此,治疗恢复正常微生物群或抑制梭状芽孢杆菌增长,同时允许重新与良好的肠道微生物群可能是重要的解决感染和维护肠道健康。

3.1.2。根除梭状芽孢杆菌通过生产的抗菌化合物

益生菌生物被用于治疗复发性梭状芽孢杆菌在过去,在少数情况下显示适度效应改善复发性疾病(63年]。这个应用程序已经有些争议,这个时候使用益生菌改善CDAD不推荐(65年]。然而,生物测试没有专门CDAD的隔离治疗,因此,可能没有合适的菌株用于预防CDAD复发。接下来,我们概述潜在机制,精心挑选或工程益生菌可用于治疗梭状芽孢杆菌和根除这种病原体。

3.1.3。竞争排斥梭状芽孢杆菌使用益生菌

CDAD目前治疗有效预防使用抗菌药物梭状芽孢杆菌通常,万古霉素或metranidazole。因为这些药物是广谱抗生素,他们可能在复发性疾病中发挥作用,抑制正常的肠道微生物群。使用抗菌化合物这一目标梭状芽孢杆菌同时允许居民生物修复是一个可能的机制来预防CDAD复发。

3.1.4。益生菌和梭状芽孢杆菌孢子萌发

如前所述,CDAD通常是感染在医院或其他卫生保健设置。

因此,益生菌竞争排除梭状芽孢杆菌可以管理之前进入医院。不幸的是,不知道如何和在哪里梭状芽孢杆菌在小肠。一旦这些信息是已知的,与益生菌可以开发策略阻止殖民。

尽管如此,一个有前途的使用non-toxigenic益生菌的方法梭状芽孢杆菌被描述。使用的仓鼠模型梭状芽孢杆菌感染,gerd等人表现出保护作用的填充与菌株的仓鼠梭状芽孢杆菌挑战之前,无法产生毒素的毒性产毒菌株(66年]。殖民的肠道艾紧张似乎需要保护。目前,这个益生菌的方法正在调查中用于人类(http://www.viropharma.com/)。

3.2。肠出血性大肠杆菌

一个可能的因素很难根除梭状芽孢杆菌从肠生物发展压力孢子的能力。益生菌菌株的鉴定,可以防止孢子的形成在肠道或孢子的萌发提供了应对CDAD的通途。最近的工作在孢子萌发提供了益生菌的抑制活性在体外实验中可以进行测试(67年]。

孢子萌发的实验室需要胆汁酸的存在,牛磺胆酸盐和胆盐展示最好的活动(67年]。因此,胆汁酸可以在信号中发挥作用梭状芽孢杆菌孢子在肠道内发芽的正确的位置。Sorg和Sonenshein最近提出了一种机制,通过这种机制减少肠道菌群可能导致有效的孢子萌发和生长梭状芽孢杆菌(67年]。他们发现胆汁酸脱氧胆酸盐(DOC)能够诱导孢子萌发,但随后的增长抑制由于有毒的医生对营养的影响梭状芽孢杆菌。减少他们的工作表明模型在肠道中的DOC浓度,由于干扰的正常微生物群,会删除这个关键的抑制剂梭状芽孢杆菌增长。医生是一个二次胆汁酸产生脱羟基胆盐的酶-dehydroxylase,一个活动是由肠道菌群的成员。虽然目前还不清楚是否抗生素疗法降低了肠道的医生水平,人们很容易推测提供益生菌生产的能力-dehydroxylase可以预防肠道过度生长梭状芽孢杆菌而正常微生物群正在重建。

3.2.1之上。毒素封存和删除

肠出血性大肠杆菌(肠出血性大肠杆菌)感染导致世界各地零星爆发出血性结肠炎(在美国每年100000例)[68年]。大多数感染导致腹泻带血的发展但一个子集(5 - 10%)的肠出血性大肠杆菌感染患者(大部分是儿童)将出现危及生命的状况溶血性尿毒症综合征(HUS) (69年,70年]。溶血尿毒综合症的儿童肾功能衰竭的主要原因。肠出血性大肠杆菌感染,这可能是从一个EPEC应变(71年),还会产生附加和消除病变在宿主上皮细胞,减少肠上皮屏障功能。此外,肠出血性大肠杆菌菌株的特点是志贺毒素(Stx)基因的表达,从而他们可以被贴上Shiga-toxin-producing大肠杆菌(STEC)。目前,只有支持治疗感染肠出血性大肠杆菌可自抗生素治疗可能会增加患溶血性尿毒综合征的风险,因此,必须开发新的治疗方法。一个有前途的替代治疗可能是使用益生菌治疗肠出血性大肠杆菌感染。

3.2.2。抑制毒素生产EHEC-Identification压制λ的裂解功能的菌株

志贺毒素ribosome-inactivating蛋白质抑制蛋白质合成通过删除一个特定的腺嘌呤残留的28 s rRNA大核糖体亚基(72年]。志贺毒素溶血尿毒综合症的发展需要和最近的研究表明,肠出血性大肠杆菌菌株变异志贺毒素生产未能引起疾病在一个无菌的小鼠模型(73年]。事实上,注入志贺毒素与LPS直接进入老鼠足以产生一个HUS-like小鼠的肾脏疾病(74年]。因此,志贺毒素溶血尿毒综合症的一个重要中介和疗法旨在中和其活动预计将减少或消除这种威胁生命的并发症虽然目前尝试志贺毒素中和一直不成功(75年]。

作为治疗肠出血性大肠杆菌感染疾病的可能机制和减少溶血尿毒综合症的发病率情况下,佩顿等人产生“设计益生菌”的寡糖受体(Gb₃Stx)是在细胞表面表达的大肠杆菌应变(76年- - - - - -78年]。这种益生菌菌株被证明能够中和Stx体外。作为一个概念验证,老鼠挑战STEC应变是受政府保护的益生菌表达Gb₃受体(79年]。的保护作用是观察到即使菌株formalin-killed之前使用,支持假设毒素封存和删除是老鼠保护的机制。取得了类似的结果使用bacteria-expressing受体与其他腹泻病原菌包括产肠毒素的产生的毒素大肠杆菌(旅行者的腹泻最常见的原因)霍乱弧菌。

3.2.3。抑制病原体的坚持和加强肠道屏障功能

Stx基因进行人字形噬菌体原,通常位于一个病毒的转录区域,附近的裂解基因(80年]。因为没有确定了毒素分泌机制,Stx附近的位置表明,噬菌体裂解基因活化和细胞裂解负责Stx生产和释放。这种基因并列显示,治疗,抑制λ体内的溶解性决定将大大减少或消除并发症引起的系统性Stx的释放。

3.3。轮状病毒

肠出血性大肠杆菌感染的关键作用,以及EPEC、肠上皮细胞是附加的形成和消除病灶表面的上皮细胞(81年]。因素所带来的这种交互是直接从细菌分泌进入宿主细胞,肌动蛋白细胞骨架发生的再分配。肠出血性大肠杆菌和EPEC感染也产生一种紧密连接形成的损失和减少诱导肠上皮屏障的关键紧密连接蛋白包括occludin的重排82年,83年]。治疗,要么会破坏这种交互的肠出血性大肠杆菌与肠上皮细胞或抑制/ EPEC屏障功能的损失应该改善疾病。

益生菌显示一些成功抑制粘附,A / E病变形成和加强应对障碍函数体外肠出血性大肠杆菌感染。Johnson-Henry等人的能力进行测试乳杆菌GG防止亏损形成屏障完整性和/ E病变引起的肠出血性大肠杆菌感染的体外细胞培养40]。他们发现预处理的肠上皮细胞在体外的LGG足以减少/ E病变,防止损失的障碍函数以transepithelial阻力,紧密连接蛋白的定位,屏障渗透检测。重要的是,生活LGG所需的这些影响是heat-killed细菌没有有效预防肠出血性大肠杆菌对上皮细胞的影响。

肠病毒包括诺瓦克病毒和轮状病毒胃肠炎的主要原因,特别是在儿童。轮状病毒感染导致急性肠胃炎伴随脱水和呕吐主要在3-24月龄儿童。人类轮状病毒主要感染远端小肠肠道上皮细胞,导致enterotoxin-mediated肠道屏障功能受损。最近的研究表明,益生菌可能减少疾病持续时间和改善由于轮状病毒感染([84年];g . Preidis和j . Versalovic未公开的数据)。益生菌促进肠道免疫球蛋白生产和似乎减少肠道病变的严重程度由轮状病毒感染小鼠模型。这些发现和相关调查表明,益生菌可能减少胃肠道感染的严重程度和持续时间直接对抗病原体的机制独立。益生菌也可能通过调节细胞因子促进愈合和体内平衡生产和促进肠道屏障功能。

4所示。结束语

益生菌可以提供一个重要的胃肠道感染的预防和治疗策略。特定的细菌来自人类微生物群可能关键特性,建立这些微生物作为益生菌疗法的主要候选人。这些有益微生物中可能有不同的影响宿主病原体扩散和预防等功能。益生菌也可能刺激宿主的免疫功能和粘膜屏障的完整性。probiosis工作通过不同的机制,益生菌在不同步骤的过程中可能产生的影响。益生菌可以预防疾病的发生时采取预防性管理。益生菌还可以抑制或减少疾病的严重性或持续时间的治疗。随着我们人类微生物组的知识的进步,理性的选择基于已知的益生菌的作用机理和机制的疾病在治疗微生物将促进优化策略。最终,我们希望益生菌有助于促进稳定,多样化,和有益的微生物群落,提高人类健康和预防疾病。

确认

在布里顿的研究实验室是Gerber基金会提供资助,密歇根州立大学中心微生物发病机理,密歇根州立大学可再生能源中心的有机资源,和微生物学研究单位在密歇根州立合同由美国国立卫生研究院(NIH n01 - ai - 30058)。j . Versalovic支持资金来自美国国立卫生研究院(NIDDK R01 DK065075;它一下R21 AT003482;它R01 AT004326;NIDDK P30 DK56338,基金德州医学中心消化系统疾病研究中心),美国海军研究办公室,国防高级研究计划局(DARPA)。

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