近日，美国国立卫生研究院Yasmine BelkaidApollo Stacy等研究人员合作发现，感染可通过训练肠道菌群来提高宿主对于病原体的抵抗力。2021年1月15日，国际知名学术期刊《细胞》在线发表了这一成果。

研究人员表示，宿主体内微生物群为病原体的入侵提供了强大的屏障。抗生素治疗对微生物群造成的附带损害通常伴随着抗生素耐药病原体的扩增。在全球范围内，抗生素耐药病原体每年导致70多万人死亡，并且在接下来的几十年中，将继续成为全球死亡率的主要原因。因此，人们必须制定策略来维持或改善宿主的抗菌防御能力。

由于感染在整个进化过程中普遍存在，研究人员假设宿主能够采用各种策略通过感染引起的微生物群来获取自身益处，并更好地防御以后的感染。这一假设的推论是，定期接触病原体可能有益于微生物群产生最佳的抗菌能力。然而，在工业化社会中，人们通过改善的卫生条件来减少了对某些种类病原体的接触，从而导致了微生物群落多样性和有益功能的急剧下降。与此相吻合的是，野生小鼠比实验室小鼠能够抵抗更多的感染，这表明具有感染史的小鼠表现出免疫力的增强，并对肠道菌群扰动也具有更高的抵抗力。

研究人员发现，有感染史的肠道菌群能够为宿主提供更强的抗感染力。这种长期的功能重塑与胆汁酸代谢改变有关，从而导致利用牛磺酸的生物类群扩增。值得注意的是，仅供应外源性牛磺酸足以诱导微生物群功能的这种改变并增强抵抗力。从机制上讲，牛磺酸可增强微生物群中硫化物的产生，硫化物是细胞呼吸的抑制剂，这是宿主被多种病原体入侵的关键。因此，硫化物的药物螯合扰动了微生物群的组成并促进了病原体的入侵。总之，这项工作表明，在感染之后，宿主可以利用牛磺酸作为营养物来滋养和训练微生物群，从而增强其对随后感染的抵抗力。

附：英文原文

Title: Infection trains the host for microbiota-enhanced resistance to pathogens

Author: Apollo Stacy, Vinicius Andrade-Oliveira, John A. McCulloch, Benedikt Hild, Ji Hoon Oh, P. Juliana Perez-Chaparro, Choon K. Sim, Ai Ing Lim, Verena M. Link, Michel Enamorado, Giorgio Trinchieri, Julia A. Segre, Barbara Rehermann, Yasmine Belkaid

Issue&Volume: 2021-01-15

Abstract: The microbiota shields the host against infections in a process known as colonizationresistance. How infections themselves shape this fundamental process remains largelyunknown. Here, we show that gut microbiota from previously infected hosts displayenhanced resistance to infection. This long-term functional remodeling is associatedwith altered bile acid metabolism leading to the expansion of taxa that utilize thesulfonic acid taurine. Notably, supplying exogenous taurine alone is sufficient toinduce this alteration in microbiota function and enhance resistance. Mechanistically,taurine potentiates the microbiota’s production of sulfide, an inhibitor of cellularrespiration, which is key to host invasion by numerous pathogens. As such, pharmaceuticalsequestration of sulfide perturbs the microbiota’s composition and promotes pathogeninvasion. Together, this work reveals a process by which the host, triggered by infection,can deploy taurine as a nutrient to nourish and train the microbiota, promoting itsresistance to subsequent infection.

DOI: 10.1016/j.cell.2020.12.011

Source: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31681-0