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有人的地方就有江湖,人体的共生菌就是江湖

前言:

不管是细胞数量,还是拥有的基因数量,共生于人体表面和内部的微生物都远超人体本身。人体并不是一座自给自足的世外小岛,它更像一个复杂的生态系统,一个庞大的社会,一个风起云涌的“江湖”,本期我们将起底菌群传说中的12大高手,揭开其电镜(美图?)真面目,描绘其独特(呆萌?)的生物性质。

1嗜黏蛋白阿克曼氏菌

姓名:Akkermansiamuciniphila

绰号:A.muciniphila

门派:疣微菌门

地盘:消化道中营养丰富的粘液层

简介:是一种可降解黏蛋白的革兰氏阴性厌氧菌,严格厌氧、不运动,无芽孢,椭圆形细菌。

技能:是人及小鼠肠道中唯一的疣微菌门成员,优先选择黏蛋白作为能量来源。

防御力:其丰度的降低与儿童自闭症、IBD、肥胖等相关。A.muciniphila的益生功能可能与一种外膜热稳定蛋白Amuc_有关。

破坏力:在缺乏膳食纤维时,A.muciniphila会通过过“吃掉”黏液屏障中高度糖基化的蛋白质——黏液素来生存(再饿也不能亏待此君)!

必杀技:减肥!

OR

Akkermansiamuciniphila

恩仇录:AnhêFF,MaretteA.Amicrobialproteinthatalleviatesmetabolicsyndrome[J].Naturemedicine,,23(1):11-12.

2幽门螺旋杆菌

姓名:Helicobacterpylori

绰号:H.pylori

门派:ε-变形菌纲、螺杆菌属;

地盘:胃粘膜;

简介:革兰氏阴性菌,是一种单极、多鞭毛、末端钝圆、螺旋形弯曲、微厌氧、对生长条件要求十分苛刻的细菌。

技能:是目前所知能够在人胃中生存的惟一微生物种类,也是第一个被确认可对人类致癌的原核生物(此君坚强的理由,)。

破坏力:引起胃炎、消化道溃疡、淋巴增生性胃淋巴瘤,幽门螺杆菌病的不良预后是胃癌。

必杀技:翻滚吧,肿瘤君!

OR

Helicobacterpylori

恩仇录:MegraudF,GisbertJP.TowardseffectiveempiricaltreatmentforHelicobacterpylorieradication[J].TheLancet,,():.

3肺炎链球菌

姓名:Streptococcuspneumoniae

门派:厚壁菌门、乳杆菌目、链球菌属;

地盘:人类上呼吸道;

简介:一种球状的革兰氏阳性菌,α溶血性,链球菌属下的一种菌,有一个多糖荚膜,是一种重要的致病因子,利用表面黏着素与上皮细胞的相互作用,紧贴在鼻咽细胞上。

技能:肺炎链球菌的携带者可能会因为本身免疫功能减低或同时感染呼吸道病毒性疾病等。

破坏力:致细菌从呼吸道或血液侵袭器官,进而引发中耳炎、败血症、菌血症、肺炎及脑膜炎。

必杀技:会呼吸的痛

OR

Streptococcuspneumoniae

恩仇录:KimL,McGeeL,TomczykS,etal.Biologicalandepidemiologicalfeaturesofantibiotic-resistantStreptococcuspneumoniaeinpre-andpost-conjugatevaccineeras:aUnitedStatesperspective[J].Clinicalmicrobiologyreviews,,29(3):-.

4粪肠球菌

姓名:Enterococcusfaecalis

绰号:E.faecalis

门派:厚壁菌门、乳杆菌目、肠杆菌科

地盘:口腔或肠道

简介:革兰氏阳性菌,过氧化氢阴性球菌,圆或椭圆,可顺链的方向延长,大多数成双或短链状排列,通常不运动。与人类有关的肠球菌属为粪肠球菌(E.faecalis)和屎肠球菌(E.faecium)(咱能不能好好起名字?!)

技能:在肠黏膜具有较强的耐受和定植能力。

防御力:能产生天然抗生素,有利于机体健,同时还能产生细菌素等抑菌物质,抑制大肠杆菌和沙门氏菌等病原菌的生长,抑制肠道内产尿素酶细菌和腐败菌的繁殖,减少肠道尿素酶和内毒素的含量,降低血液中氨和内毒素的含量。

破坏力:粪肠球菌能产生有害化学物质,破坏DNA,进而引起促发直肠癌的基因活动,能引起心内膜炎、败血症、尿路感染、脑膜炎等。必杀技:超杀…菌

OR

Enterococcusfaecalis

恩仇录:KeoghD,TayWH,HoYY,etal.Enterococcalmetabolitecuesfacilitateinterspeciesnichemodulationandpolymicrobialinfection[J].Cellhostmicrobe,,20(4):-.

5普雷沃菌属(普氏菌)

姓名:Prevotella

门派:拟杆菌门、拟杆菌科;

地盘:口腔、阴道、肠道;

简介:革兰氏阴性菌,多形态杆菌,不产芽孢。不运动,严格厌氧。

技能:普雷沃菌属是口腔中的优势菌,普雷沃菌属在肠道中与拟杆菌属是拮抗关系(难兄难弟),条件致病菌。

防御力:能降解糖分,发酵产物是乙酸和琥珀酸及少量的异丁酸、异戊酸和乳酸,与植物饮食有关。

破坏力:可引起结肠炎,内源性感染,加剧炎症,被报道与多种疾病有关,如细菌性阴道炎、哮喘、儿童自闭症、风湿性关节炎、腹泻型IBS等,其感染呼吸道引起吸入性肺炎、肺脓疡、肺积脓症和慢性中耳炎,鼻窦炎。

必杀技:促炎小能手

OR

Prevotella

恩仇录:LukensJR,GurungP,VogelP,etal.Dietarymodulationofthemicrobiomeaffectsautoinflammatorydisease[J].Nature,,():.

6脆弱拟杆菌

姓名:Bacteroidesfragilis

绰号:B.fragilis

门派:拟杆菌门、拟杆菌属

地盘:主要在人类结肠、口腔中,在上呼吸道及泌尿生殖道也有发现。

简介:革兰氏阴性菌,无芽胞,是拟杆菌的模式种,专性厌氧,无动力,脆弱拟杆菌单个存在或两端相连,呈多形性,有长丝状出现。

技能:可释放消炎物质,维持免疫系统平衡,当机体某一部位受损或预先有病理改变时,脆弱拟杆菌易位成为机会致病菌。

防御力:代谢类型为化能异养菌,有调整菌群、增强免疫、促进儿童生长发育、防止肠道和呼吸道疾病、增强食欲、改善睡眠等众多功效,对于肥胖、糖尿病以及免疫性缺陷疾病有着良好的治疗前景,甚至发现改善了其交际、及焦虑和感觉运动行为的缺陷,益生菌疗法可以逆转小鼠的自闭症行为。

破坏力:特定情况引起感染,腹腔、女性生殖系统、盆腔、颅内感染及菌血症等,致病力较强且对许多常用的抗生素耐药(哪里脆弱了?)。

必杀技:我很丑,但我很温柔!

OR

Bacteroidesfragilis

恩仇录:Chatzidaki-LivanisM,Geva-ZatorskyN,ComstockLE.BacteroidesfragilistypeVIsecretionsystemsusenoveleffectorandimmunityproteinstoantagonizehumangutBacteroidalesspecies[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,,(13):-.

7产丁酸菌、丁酸梭菌

姓名:Clostridiumbutyricum

绰号:C.butyricum

门派:厚壁菌门、梭菌科、梭菌属

地盘:人体肠道

简介:革兰氏阳性厌氧杆菌,有芽孢,孢子卵圆,偏心或次端生,两端钝圆,中间部分轻度膨胀,细菌呈直杆状或稍有弯曲,单个或成对,短链,偶见有丝状菌体,周身鞭毛,能运动。可抵抗不良环境。

技能:具有极强的整肠作用,它可抑制肠道中的致病菌,促进肠道中有益菌如双歧杆菌和乳杆菌的生长。产生大量的丁酸、乳酸、抗菌小肽、B族维生素、VE、消化酶帮助消化,丁酸梭菌能产生大量丁酸,其为肠道上皮细胞发育、成熟、再生以及修复的重要物质,保持肠道粘膜淋巴滤泡的完整性,增强粘膜免疫IgA的分泌;丁酸能够逆转肠道通透性,促进肠道对水和钠的重新吸收,促进胃肠道细胞增殖及蛋白质合成,在治疗肠炎中发挥重要作用。丁酸梭菌具有氨基酸载体的作用,它能转运所有的氨基酸,但不分解氨基酸,所以它有利于促进动物生长。

防御力:益生菌,妥妥的!

必杀技:产丁酸喔!(敲黑板,SCFAs)

OR

Clostridiumbutyricum

恩仇录:CananiRB,SangwanN,StefkaAT,etal.LactobacillusrhamnosusGG-supplementedformulaexpandsbutyrate-producingbacterialstrainsinfoodallergicinfants[J].TheISMEjournal,,10(3):.

8克雷伯菌

姓名:Klebsiella

绰号:K.peneumoniae

门派:γ-变形菌纲、肠杆菌科

地盘:人体肠道、呼吸道

简介:革兰氏阴性杆菌。短粗杆壮,单独、成双或短链状排列。无芽胞,无鞭毛,有较厚的荚膜,多数有菌毛。形成较大的灰白色粘液菌落,以接种环挑之,易拉成丝。

技能:主要有肺炎克雷伯氏菌(K.peneumoniae)、臭鼻克雷伯氏菌(K.ozaenae)和鼻硬结克雷伯氏菌(K.rhinoscleromatis)。其中肺炎克雷伯氏菌对人致病性较强,是重要的条件致病菌和医源性感染菌之一。

破坏力:可引起支气管炎、肺炎,泌尿系和创伤感染,甚至败血症、脑膜炎、腹膜炎等。年荷兰鹿特丹发生超级细菌感染事件,近两个月造成27人死亡,所有死亡病例均感染一种超级细菌,具有抗性的克雷伯氏菌(?凶手就是)。

长得太邪恶,小猪拒绝给它画漫画肖像。。。

Klebsiellapeneumoniae

必杀技:超级细菌!

恩仇录:DormanMJ,ShortFL.Genomewatch:Klebsiellapneumoniae:whenacolonizerturnsbad[J].NatureReviewsMicrobiology,,15(7):-.

9艰难梭菌

姓名:Clostridiumdifficile

绰号:C-diff

门派:后壁菌门梭菌目、梭菌属;

地盘:人的肠道

简介:革兰氏阳性菌,粗长杆菌,能运动或不能运动,运动性菌株为周毛菌。芽胞为卵圆形,位于菌体次极端,无荚膜,专性厌氧、对氧气非常敏感,婴幼儿肠道中较多。

技能:耐药的艰难梭菌被药物选择出后大量繁殖而致病,产生大量的外毒素A和B,外毒素A由肠道毒素和细胞毒素组成。

破坏力:外毒素A可绑定黏膜细胞从而导致出血。而外毒素B是一种细胞毒素,导致抗生素相关性腹泻、伪膜性肠炎,通过手,器材和染菌杂物传播,是住院病人最常见的肠道感染的病因。没错,黑科技——粪菌移植治疗是治疗复发性艰难梭菌感染的有效手段!

必杀技:以艰难之名!

OR

Clostridiumdifficile

恩仇录:BartlettJG.Bezlotoxumab—ANewAgentforClostridiumdifficileInfection[J]..

10产甲烷菌(甲烷短杆菌)

姓名:Methanobrevibacter

代表:archaeaMethanobrevibactersmithii

门派:古生菌门、甲烷杆菌目(古墓派)

地盘:胃肠道

简介:椭圆或球到短杆,通常成对或链,不产芽孢,革兰氏染色阳性,细胞壁组成与真细菌不同,由假胞壁酸组成,不运动,极端严格厌氧,史氏甲烷短杆菌菌株细胞形态为短杆状,偶见链状细胞。

技能:能量代谢来源于CO2还原为CH4;电子供体只有H2、甲酸盐和CO,氨或N2作为氮源,硫化物或元素硫可作为硫源,要求一种或多种B族维生素。一个Pi大约由59%的氮、21%的氢、9%的二氧化碳、7%的甲烷以及4%的氧气组成,绝大部分是由肠道微生物产生的。。。

防御力:肠道内产甲烷的作用可以减少肠道气体的累积,增强肠道蠕动功能,维持肠道厌氧环境,与其他微生物互利共生,促进营养素代谢,增强机体对短链脂肪酸的吸收。甲烷菌的减少被认为是导致IBS肠道胀气的原因。

必杀技:终极杀器——Pi!

OR

archaeaMethanobrevibactersmithii

恩仇录:LiZP,LiuHL,JinCA,etal.Differencesinthemethanogenpopulationexistinsikadeer(Cervusnippon)feddifferentdietsinChina[J].Microbialecology,,66(4):-.

11双歧杆菌属

姓名:Bifidobacterium

门派:放线菌门、双歧杆菌目、双歧杆菌科

地盘:广泛存在于消化道、阴道、口腔中,

简介:革兰氏阳性、细胞形态多样,包括短杆状、近球状、长弯杆状、分叉杆状、棍棒状或匙状。细胞单个或排列成V形、栅栏状、星状。不抗酸、不形成芽孢,不运动。专性厌氧。菌落较小、光滑、凸圆、边缘完整,呈乳脂色至白色。

技能:非常重要的益生菌,对人体健康具有生物屏障、营养作用、抗肿瘤作用、免疫增强作用、改善胃肠道功能、抗衰老等多种重要的生理功能,糖代谢经独特异型乳酸发酵的双歧杆菌途径进行,特点是利用葡萄糖产乙酸和乳酸,其中果糖-6-磷酸盐磷酸转酮酶是关键酶。常见的有B.adolescentis(青春双歧杆菌)、B.breve(短双歧杆菌)、B.longum(长双歧杆菌)等(好菌名字起得都好听)。

防御力:双歧杆菌能抑制有害细菌的生长,抵抗病原菌的感染,合成人体需要的维生素,促进人体对矿物质的吸收,产生醋酸、丙酸、丁酸和乳酸等有机酸刺激肠道蠕动,促进排便,防止便秘以及抑制肠道腐败作用、净化肠道环境、分解致癌物质、刺激人体免疫系统,从而提高抗病能力等方面有着重要作用。

OR

Bifidobacteriumsp

12噬菌体

姓名:Phage

门派:病毒界、噬菌体门

地盘:广泛存在与哺乳动物肠道中

简介:以细菌为宿主的病毒,个体微小;不具有完整细胞结构;只含有单一核酸。噬菌体自身不能进行增殖,但能通过感染细菌后,利用自身的DNA遗传信息进行DNA复制、进行噬菌体蛋白质合成,除了寄生于大肠杆菌T的是烈性噬菌体(virulentphage)外,还有以λ噬菌体为代表的温和噬菌体(temperatephage)。

技能:一个典型的噬菌体的侵染细菌的过程,可以分为三个阶段:感染阶段、增殖阶段和成熟阶段。一旦离开了宿主细胞,噬菌体既不能生长,也不能复制。噬菌体分布广泛,可能有数万亿个病毒生活在你的肠道里。

防御与破坏力:这货超脱“三界之外”,认识有限,有时有益有时有害,值得注意的是,噬菌体可能应用于靶向调节菌群。

必杀技:终极杀手——弑菌者

OR

Phage

恩仇录:ModiSR,LeeHH,SpinaC,etal.AntibioticTreatmentExpandstheResistanceReservoirandEcologicalNetworkofthePhageMetagenome[J].Nature,,():-.

小结:

在每一个人的身体中大概有-种不同种类的细菌,他们在成人体内可繁殖出大约万亿个体细胞——大约是一个人全部体细胞的10倍。细菌的数量占到了人体所有活细胞(既包括组成人体本身的所有活细胞,也包括生活在人体中的所有微生物)的90%,年最新的一项研究认为细菌和细胞数量的差异并没有那么悬殊,总体数量接近1:1,菌群与人体的关系毫无疑问是十分密切的。人体是一个“江湖”,具有独特功能与特性、与人类将康与疾病紧密相关的微生物远不止以上这些,人体共生微生物的研究任重道远!

图片素材来源:sciencephotolibrary

非常感谢小猪——叶SS的漫画供图

有背景色的内容要删掉。。。

微生命









































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