病人到達醫(yī)院時，看起來像是普通的細菌感染。但后來，情況變得嚴重得多:病人患上了“食肉”感染，最終需要截肢。

是什么導致感染失控?結(jié)果證明，這不是一種單一類型的細菌感染，而是同一物種的四種不同菌株的混合。

據(jù)一項新的研究報道，現(xiàn)在科學家們確切地知道這些菌株是如何協(xié)同工作來破壞人體組織的。這些發(fā)現(xiàn)可能對治療這些所謂的“多微生物”感染有意義。

在最近的病例中，德克薩斯大學醫(yī)學分部(University of Texas Medical Branch)的微生物學和免疫學教授阿肖克?這些微生物一起發(fā)動了一場攻擊，其致命性超過了任何單個菌株單獨策劃的程度。

這項研究發(fā)表在11月11日的《美國國家科學院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)雜志上。研究表明，其中三種細菌允許第四種細菌進入血液，將廢物排入全身組織。嗜水是食肉性感染的罕見原因，但Chopra推測其他食肉性細菌，如大腸桿菌，也可能采用類似的攻擊策略。然而，他說，還需要更多的研究來證明這一點。

“它們可以使用不同的毒素……但它們可能在不同菌株之間有類似的‘串音’，”喬普拉說。“最終，我認為這將對臨床環(huán)境產(chǎn)生更廣泛的影響。”

多個microbes 

當被感染的病人被送進醫(yī)院時，醫(yī)生們用傳統(tǒng)的診斷法來確定是哪個病原體引起了感染。根據(jù)臨床參考站點UpToDate，他們鑒定出了a . hydrophila，一種在淡水和半咸水環(huán)境中常見的微生物，從湖泊到河流再到飲用水。當被攝入時，這種細菌可能會引起腹瀉或感染體內(nèi)的軟組織。但是，當嗜水桿菌進入一個開放的傷口，一種可怕的疾病稱為“壞死性筋膜炎”可能隨之而來。

根據(jù)國家罕見病組織的說法，這種罕見的感染會迅速進入并殺死全身的結(jié)締組織，使患者容易出現(xiàn)器官衰竭和死亡。這種食肉感染必須用抗生素或手術迅速治療，就像這項新研究中的病人一樣。最后，只有截肢才能把病人從狂暴的微生物中拯救出來。

病人最初的診斷并沒有揭示為什么感染會突然變得如此致命。Chopra解釋說，傳統(tǒng)的診斷測試是根據(jù)細菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)和毒素來識別不同的細菌種類，所以這個案例的細微差別最初被忽略了。他表示:“但如果你(從DNA層面)看……情況就完全不同了。”

在之前的兩項研究中，Chopra和他的合著者從病人身上分離出細菌樣本，并分析了細菌中包含的所有遺傳物質(zhì)。分析結(jié)果顯示，這四種不同的菌株，稱為NF1到4，共同導致了接近致命的感染。但值得注意的是，在隔離操作時，這四種毒株都沒有在小鼠模型中引發(fā)致命感染。為了了解這些微生物是如何相互作用導致嚴重感染的，作者們調(diào)整了這些細菌的DNA，同時用多種細菌感染小鼠模型。通過改變細菌的DNA，科學家們可以替換掉每個細菌的組織殺傷武器，并確定是哪些武器使得這種混合感染如此致命。

事實證明，每一種細菌都有“不同的武庫來影響宿主，”Chopra說。

這四種菌株中的三種，從NF2到NF4，都含有產(chǎn)生一種叫做外毒素a的基因指令，這種外毒素可以阻止感染細胞生成新的蛋白質(zhì)。這三種菌株本身仍能分解肌肉組織，進入血液，但免疫系統(tǒng)能迅速清除體內(nèi)的病原體。

相比之下，四種菌株中的最后一種，NF1，似乎不太容易受到免疫攻擊，但卻不能自己合成ExoA。當單獨工作時，這種微生物在感染部位附近被肌肉組織壁所阻擋，在很大程度上仍然是隔離的。這就是細菌團隊合作發(fā)揮作用的地方。當嗜水a(chǎn) .的多個菌株感染身體時，產(chǎn)生系外的菌株會破壞肌肉障礙，使NF1得以“食肉”。

有趣的是，其他三種毒株停留在感染部位附近，而NF1起主導作用，通過血流激增。作者發(fā)現(xiàn)，NF1實際上會產(chǎn)生一種獨特的毒素，不僅會殺死體內(nèi)的組織，還會殺死a .親水性的其他菌株;NF1菌株本身就有自制毒藥的解毒劑。

更好的診斷

Chopra說，這項新發(fā)現(xiàn)可能會對尋找新的微生物診斷工具有所啟示。他說，當醫(yī)生想到混合感染時，他們通常會想到由兩種或兩種以上完全不同的細菌引起的感染。但目前的情況表明，同一物種的不同菌株也會導致疾病，而且每個菌株都可能容易受到不同的抗生素治療。

馬里蘭大學的微生物學家麗塔·科爾韋爾是研究報告的合著者，她在一份聲明中說:“當我們使用給定的抗生素治療時，我們是在清除體內(nèi)的微生物。”“但如果有另一種生物也參與了感染，而且也具有致病性，那么任何不針對該生物的抗生素治療可能只是為它瘋狂生長掃清障礙。”

喬普拉說，盡管現(xiàn)在很少被用于診斷感染，但有一天，基因工具可能會被證明在描述由多種細菌引起的復雜細菌感染方面很有用。

但并非所有人都同意這一預測。

“我認為[新研究]會改變壞死性筋膜炎的臨床治療嗎?”不一定。”巴爾的摩約翰霍普金斯大學的內(nèi)科醫(yī)生和傳染病專家Amesh Adalja博士沒有參與這項研究，他告訴Live Science。

Adalja說，由于壞死性筋膜炎的發(fā)生非常迅速，當醫(yī)生確定每一種導致感染的菌株時，可能已經(jīng)“太晚了”。他說，識別不同的菌株可能有助于指導治療輕度a .親水性感染，其中一種特定的細菌組合可能會使結(jié)果惡化。但就目前的情況來看，這些菌株只能通過“復雜的基因工具”來發(fā)現(xiàn)，而這種工具通常在臨床環(huán)境中是找不到的。

Adalja說，盡管如此，這項研究還是闡明了多種菌株聚集在一起在體內(nèi)傳播，造成嚴重破壞的方式。他補充說，研究更多常見的細菌是否會使用相同的策略在體內(nèi)傳播感染，這將是一件有趣的事情。