西方世界的大部分地区似乎都肩负着将细菌拒之门外的使命。抗菌肥皂和清洁溶液的使用增加，导致了一个价值数十亿美元的产业，鼓励消费者消灭居住在家庭和工作场所的微生物敌人，以防止疾病和疾病的传播。人们经常忽略的一个事实是，人体是大约100万亿个微生物的家园，它们生活在皮肤、嘴巴、鼻子和肠道里，并不是所有的微生物都是有害的。

几十年来，科学家们已经很清楚这些微生物群落，它们协助许多重要的生理过程，从消化到合成维生素。这些群落统称为“微生物群”，包括居住在人体内部或表面的所有微生物——细菌、真菌和病毒。

在过去的10年里，几个实验室已经发现了证据，表明微生物群的长期变化会增加感染和慢性疾病的易感性。一些人认为抗生素是这种变化的关键来源，因为它们不区分有益细菌和它们所针对的致病细菌。美国各地的科学家正在探索微生物群和与之相关的数百万个基因(被称为“微生物组”)。有些专门关注于了解破坏或耗尽这些微生物群落的后果。

为了帮助美国国立卫生研究院(NIH)深入了解微生物群，琳达·曼斯菲尔德密歇BOB体育根州立大学(密歇根州立大学) AgBiobob体育登录Research微生物学家和兽医，正在探索抗生素在使人类更容易受到空肠弯曲杆菌(一种严重的细菌威胁)感染方面的作用。她认为，抗生素的使用、微生物群的改变和由细菌引发的自身免疫性疾病的发作之间存在联系。

双刃剑

在20世纪，抗生素彻底改变了传染病的治疗方式，并帮助工业化国家将预期寿命提高了55%以上。如果使用得当，它们通常是安全有效的，可以挽救生命。然而，疾病控制和预防中心(CDC)报告称，这些药物经常被错误地开出，从而损害了全球人民的健康。

据美国疾病控制与预防中心称，研究表明，给人们开的所有抗生素中，高达50%是不必要的，或者没有达到处方的最佳效果。他们报告说，住院的成年患者使用的抗生素中有30%是不必要的，2007年处方的抗生素中有58%是给患有急性病毒性呼吸道感染的儿童使用的，这些疾病是抗生素无法治愈的。

曼斯菲尔德说，这些做法以及在其他行业中滥用抗生素，例如促进食用动物的生长(见第8页相关报道)，导致了传染性细菌的进化，这些细菌对目前市场上的每一种抗生素都表现出耐药性。此外，每当一个人服用抗生素时，他或她就会暴露在药物的副作用中。最常见的是由艰难梭菌引起的过敏反应、药物不良反应和可能致命的腹泻。

“抗生素治疗会使人们更容易受到某些病原体的感染;艰难梭菌就是其中之一，”曼斯菲尔德解释道。“微生物群有帮助抵御病原体和预防感染的功能。我们假设，某些抗生素可以耗尽微生物群落，并清除一些健康的防御性细菌。”

当抗生素杀死有益细菌时，艰难梭菌等致病细菌就会不受控制。它在胃肠道中定植，并释放毒素，引起大肠炎症，导致腹泻、发烧、腹部绞痛，在某些情况下，甚至死亡。

艰难梭菌是抗生素相关性腹泻的最常见原因;它也是医院获得性感染的最常见原因。一旦感染，许多患者会反复经历艰难梭菌感染，一年发作多达25次。打破这些反复感染的最有效的治疗方法是粪便移植，这包括将粪便从健康的，通常有亲属关系的供体转移到受感染个体的胃肠道。

“在接受抗生素治疗之前，你基本上对艰难梭菌有抵抗力，”她说。“我的同事,罗伯特·布里顿他一直在研究这种病原体bob体育登录，这是我们工作的一部分密歇根州立大学肠道研究调查网络(bob体育登录ERIN)正在努力[开发一个提供生物治疗药物的平台]。”

曼斯菲尔德教授说密歇根州立大学兽医学院微生物学和分子遗传学系联合任命，是ERIN的首席研究员。她与两位共同研究人员合作:布里顿，密歇根州立大学AgBiobob体育登录Research微生物学家香农曼宁，密歇根州立大学AgBiobob体育登录Research分子流行病学家。这三人共同研究了胃肠道微生物群，以及食源性病原体如何影响它。NIH资助这项多学科研究，以支持其人类微生物组项目。bob体育登录

正如有证据表明抗生素暴露与艰难梭菌易感性之间存在关系一样，抗生素暴露与Guillain-Barré综合征(GBS)的发展之间存在联系，这是一种攻击神经细胞的自身免疫性疾病。

“我们正在研究另一种与艰难梭菌有相同表现的病原体:空肠弯曲杆菌，”她说。“这是一种非常常见的病原体，通常来自鸡肉。我们有证据表明，抗生素治疗会影响易感性。”

过去的抗生素药物治疗并不是这种疾病的唯一诱因，但它们已经成为最常见的。

空肠弯曲杆菌(C. jejuni)是一种耐药细菌家族的一部分，CDC将其定性为对全球健康的严重威胁。美国每年约有130万弯曲杆菌感染病例，导致1.3万人住院治疗，120人死亡。随着感染数量的增加，了解疾病机制及其与人类微生物组的关系变得越来越重要，与格林-巴氏综合征的联系也变得清晰。

曼斯菲尔德决心进一步了解这一点。

事关生死

作为他们与ERIN合作的一部分，曼斯菲尔德和曼宁着手确定密歇根州腹泻感染高发的根源。曼宁假设食源性致病菌肠出血性大肠杆菌(EHEC)是罪魁祸首，但他们一起发现空肠梭菌是罪魁祸首。

空肠杆菌感染是密歇根州细菌性肠胃炎的最常见原因，最常在人们食用生的或未煮熟的家禽、未经巴氏消毒的牛奶或受污染的水时感染。像艰难梭菌一样，空肠梭菌在胃肠道中定植，引起肠道炎症，导致呕吐和腹泻，对一些人来说，还会出现与GBS相关的长期并发症。

“人们一开始是空肠杆菌感染，然后从胃肠疾病中康复;然后，一些人开始感到手脚逐渐刺痛——这就是GBS。”“它倾向于上升，从腿部的神经开始，然后向上移动到胸部，最终导致一些人瘫痪。”

她解释说，有一部分患者只是四肢瘫痪;在另一些患者中，瘫痪症状会加重，直到他们无法自主呼吸，不得不依靠铁肺或呼吸器来支撑。

她解释说:“对人们来说，这是一种非常可怕的疾病，因为他们永远不知道自己是否会好转。”“好消息是，许多人确实有所好转，但也有一些人留下了永久性残疾。”

空肠梭菌引发了这种疾病，因为它表面的一些成分看起来像人类的神经。当这种情况发生时，免疫系统会被诱导产生抗体，攻击并破坏周围神经系统。

曼斯菲尔德和她的研究团队是第一个使用bob体育登录小鼠模型来证明空肠杆菌使用这种分子拟制的人。他们的目标是更多地了解促进这种细菌引起的肠道炎症和破坏性自身免疫反应的因素。

她说:“在我们的小鼠模型中，我们发现在感染期间控制空肠假单胞菌表面皮毛的基因发生了重大变化。”“当基因复制时，它们可能会有一点偏差，所以匹配并不总是完美的。当这种情况发生时，它会改变基因的阅读框架，影响哪些基因被表达，哪些基因不被表达。我们认为这是改变空肠球菌表面涂层的机制之一，这样它就可以产生导致GBS的分子拟态。”

她还发现了关于空肠梭菌的第二个重要发现:这种细菌可以在宿主体内实时进化。

人们普遍认为，病原体通过突变和选择的进化过程改变它们表达的基因来适应环境，从而保留有利于生物体生存的有利基因变化。然而，人们对细菌在感染过程中是如何适应的知之甚少。

她和她的实验室在探索这一微生物学领域取得了进展，证明空肠梭菌在宿主体内迅速从一种可遗传的遗传状态转变为另一种遗传状态。

她解释说:“这项研究的结果告诉我们，很难开发出一种疫苗来预防空肠弯曲杆菌这样的细菌，所以传统的疫苗策略可能没用。”“这可以解释为什么那么多针对这种细菌在人和动物身上开发的疫苗都没有起作用。”

此外，这一发现警告研究人员和医疗保健专业人员，每当有人被感染时，空bob体育登录肠梭菌就会发生变化，增加了它发生变化以刺激自身免疫反应的几率。

她总结道:“我们希望防止人们被感染，因为总会有一些人会有不良的免疫反应。”“目前，唯一的治疗形式是血浆置换，它涉及‘清洁’血液，但它只对少数患者有效。因为没有其他的治疗方法，在侵袭性格林巴利综合征病例中，治疗变成了给病人提供他们所需的呼吸支持，直到他们康复或去世。bob是什么平台我们迫切需要一种治疗方法。”

扮演一个角色

科学家们认为，人类出生时基本上没有细菌，在生命的头三年里获得了大量的微生物群落，这些微生物群落将成为人类的永久伴侣，随着宿主的变化和成长。bob体育登录研究表明，这些共生群落已经与人类一起进化了数千年，对生存至关重要。

根据这一认识，以及通过全国各地的研究工作得出的所有新发现，人们被敦促要注意他们的小盟友。bob体育登录尽管在媒体上听到了有说服力的信息，但一些细菌对人类是有益的，采取一些小的预防措施，如采用基本的手部卫生和良好的食品安全做法，以及使用抗生素安全(见对面页)将对保护有很大帮助。

曼斯菲尔德指出，尽管在农业和医疗行业仍有很多工作要做，但消费者对自己与潜在有害细菌的接触有更多的控制，并最终控制他们长期健康的方向，而不是他们可能意识到的。许多威胁健康的腹泻感染是由食源性病原体引起的。作为一名兽医，曼斯菲尔德在了解病原体的病理机制的同时，也同样致力于降低食物来源的病原体暴露的风险。

她总结道:“知道你的食物来自哪里，并采取简单的步骤是非常重要的，比如把肉和蔬菜分开，彻底煮熟食物，食用前清洗农产品，这些都是我们完全可以控制的另一种重要保护。”“知道通过执行这些简单的操作可以消除多少风险是很有启发性的。”

关于居住在人体内部和表面的微生物群落，还有很多东西需要了解，但有一件事是明确的:面对抗生素耐药性这个令人生畏的问题以及围绕它的所有并发症，即使是一小步——以及生命形式——也会产生重大影响。

抗生素耐药性小册子