葡萄球菌如何在生物环境之间传播

密歇根州立大学微生物学、遗传学和免疫学系教授Gemma Reguera说：“我们大多数人都乐于忽视一个令人不快的事实：我们的口腔是传染性和抗生素抗性细菌的天然家园。”好消息是，我们的鼻和口腔环境通常有能力控制这些细菌

当这些微生物，如金黄色葡萄球菌及其抗生素耐药变种MRSA，深入呼吸道或心脏等其他身体部位时，它们可能会导致严重甚至致命的感染

Reguera和她的同事们现在已经证明，我们的身体可以在不知不觉中创造条件，将包括MRSA在内的葡萄球菌直接带入这些危险区域

Reguera的团队在《mBio》杂志上发表了这项新研究，他说：“你知道那些在机场挥舞棍棒指挥飞机的人吗？就是这样。”另一方面，这份报告也提供了新的见解和技术，可以帮助研究人员防止我们的自然居民传播到他们不应该传播的地方。Reguera说：“这些是我们庇护的生物。”。“这就像有你不喜欢的邻居。我们需要学会和他们一起生活。”

葡萄球菌滑动

了解这些细菌如何进入身体的不同部位是一个复杂的难题，由两个简单的事实强调

第一，微生物显然会四处移动，使人生病。第二，它们没有很好的装备来做到这一点。葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌及其同类缺乏帮助其他类型细菌四处传播的附属物，如尾巴状鞭毛

面对这两个看似矛盾的事实，对雷盖拉的团队来说是一个新问题

她和她的团队可能最出名的是他们对土壤细菌的广泛研究，他们已经证明这些细菌可以吸收放射性元素。但是，在海军研究办公室的支持下，研究人员为葡萄球菌（葡萄球菌的复数）和其他栖息在我们鼻子、嘴巴和中耳的细菌的研究带来了独特的生态学视角

Reguera说：“口周环境让我着迷的是它的环境多样性，以及它的化学成分在如此小的空间内可以发生多大的变化。”。“这对我来说是一个新的领域，也是一项巨大的智力努力，因为关于人类相关细菌的文献令人印象深刻。但我们做了我们最擅长的事情：我们通过微生物生态学的视角来研究这些微生物。”Kristin Jacob作为博士生参与了这个项目，Santiago Hernandez Villamizar是哥伦比亚安第斯大学的访问博士生，他们帮助实验室进入了这个新领域

研究小组首先发现，由我们的粘膜产生的某些称为粘蛋白的蛋白质充当了葡萄球菌菌落的润滑剂。这些粘蛋白使微生物更容易传播，但这仍不足以解释它们在最坏情况下的传播情况

Reguera说：“我们发现，当有足够的润滑时，菌落可以被动地扩张。”。“但你需要的不仅仅是被动的东西来引发感染。这要主动和协调得多。”

通过培养从健康人类志愿者中分离出的各种葡萄球菌的不同菌株，该团队系统地培养了一批具有不同基因的参赛者，以观察哪些菌株可以在模拟的生物环境中积极传播

他们发现，在适当的条件下，获胜的是金黄色葡萄球菌和一种名为表皮葡萄球菌的物种。当这些细菌的菌落长得足够大时，拥挤的外围的微生物会互相发出信号，表明是时候自己制造润滑剂并快速溜走了

为了更深入地挖掘，该小组与密歇根州立大学副教授、葡萄球菌专家Neal Hammer合作。该团队研究了MRSA菌株，这些菌株的人群感应系统的某些部分被停用。在这样做的过程中，他们确定了细菌产生的肽，这些肽也可以作为润滑剂来帮助它们的运动

粘蛋白和分泌肽的正确组合几乎从字面上打开了细菌传播的大门。

Reguera说：“我们的粘液表面基本上有化学物质，就像铺开的红地毯，让这些细菌流向我们最脆弱的部位。”。“突然之间，细菌开始制造自己的肽，它们势不可挡。它们可以在新的区域定居并生长。”

尽管这一发现引发了许多新的问题，需要在提供新的治疗思路之前得到回答，但它也提供了新的测试和技术来帮助研究人员进行这一探索

Reguera说：“这项工作的临床和治疗方面将真正推动我们如何看待这一现象。”

与此同时，Reguera正在享受个人和职业成就感，她的实验室正在成长为一个新的研究领域。她将这一成功归功于勤奋无畏的研究生的团队合作，以及Hammer中慷慨协作的联合调查员

她说：“我这辈子从没想过要和葡萄球菌打交道。”。“我为我的学生感到骄傲，并感谢我的同事、现在的合作者尼尔·哈默的专业见解。”