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细菌战甲:青蛙疫苗如何改变微生物群对抗致命真菌

新的研究表明,一些疫苗可以诱导与宿主生物共存的微生物发生保护性转变。

人类或动物的微生物组——生活在宿主生物体上或体内的通常有益的微生物的集合,包括细菌和真菌——可以在宿主的整体免疫反应中发挥重要作用,但目前尚不清楚针对有害病原体的疫苗如何影响微生物组。宾夕法尼亚州立大学研究人员领导的一项新研究发现,一种针对青蛙致命壶菌的新疫苗可以改变微生物群的组成,使青蛙对未来接触真菌的能力更强。该研究于 6 月 12 日发表在《英国皇家学会哲学学报 B》杂志的特刊上,表明微生物组反应可能是疫苗功效中一个重要但被忽视的部分。

宾夕法尼亚州立大学生物学副教授兼该研究负责人 Gui Becker 表示:“构成动物微生物组的微生物通常可以帮助抵御病原体,例如通过产生有益物质或与病原体竞争空间或营养物质。”团队。“但是,当您接种疫苗(例如新冠疫苗、流感疫苗或黄热病疫苗等减毒活疫苗)时,您的微生物群会发生什么变化?在这项研究中,我们使用青蛙作为模型系统来开始探索这个问题。”

青蛙和其他两栖动物受到壶菌的威胁,这导致了几大洲一些物种的灭绝和数百种其他物种的数量严重下降。在易感物种中,这种真菌有时会引起致命的皮肤病。

“壶菌是近年来野生动物保护中最糟糕的病原体之一,而且迫切需要开发控制其传播的工具,”One Health 微生物组中心成员贝克尔说。和宾夕法尼亚州立大学传染病动力学中心。“我们发现,在某些情况下,疫苗可以诱导微生物组发生保护性转变,这表明仔细操纵微生物组可以作为更广泛策略的一部分,帮助两栖动物,也许还有其他脊椎动物,应对新出现的病原体。”

研究人员对蝌蚪应用了疫苗,即壶菌产生的非致死剂量的代谢产物。五周后,他们观察了微生物组的组成如何变化,识别了细菌的个体种类及其相对比例。研究人员还在实验室中培养了每种细菌,并测试了细菌特异性产品是否促进、抑制或对壶菌生长没有影响,将结果添加到大型数据库中并与该信息进行比较。

“增加接触壶菌产品预防的浓度和持续时间会显着改变微生物组的组成,从而产生抗壶菌物质的细菌比例更高,”该大学贝克尔实验室的硕士生 Samantha Siomko 说阿拉巴马州的研究人员和该论文的第一作者。“这种保护性转变表明,如果动物再次接触同一种真菌,其微生物组将更有能力对抗病原体。”

先前诱导微生物组发生保护性变化的尝试依赖于添加一种或多种已知可产生有效抗真菌代谢物(即益生菌)的细菌。然而,研究人员表示,细菌必须与微生物组中的其他物种竞争,并且并不总是成功地将自己确立为微生物组的永久成员。

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