导致肠道感染的细菌通常会避开一种在高浓度下能杀死它们的、臭味化学物质——但当有丰富的食物作为回报时，它们实际上可能会向这种化学物质游去。
“想象你长途跋涉后饥肠辘辘。你寻找吃饭的地方，却发现那里人满为患，并且排队排到了门外。更糟的是，人群充满敌意而且非常臭。你面临一个难题：留下来吃饭值得吗？还是应该离开？”
阿登·贝林克，华盛顿州立大学助理教授
根据华盛顿州立大学贝林克实验室的新研究，像沙门氏菌这样的致病菌在穿越我们的消化道时就面临着这样的问题。这项发表在《eLife》上的研究阐明了病原细菌是如何做出这类决定的，并最终可能帮助科学家创造出新的药物来预防和治疗肠道感染。
这些细菌的“臭味”是一种叫做吲哚的化学物质，它有助于赋予粪便独特的气味。吲哚由生活在肠道中的有益菌群产生，在达到足够高的水平时能够杀死传染性细菌。
贝林克和贝林克实验室的博士候选人凯莉·弗朗哥着手利用定制显微镜记录游泳细菌的视频来了解这一现象。病原体具有一种内置的导航系统，称为趋化性，其作用类似于细菌的嗅觉，允许它们朝营养物游动并远离有害的化学物质，比如吲哚。
早期研究表明大肠杆菌利用趋化性远离吲哚，导致科学家认为这可能是微生物群保护人类的一种方式——通过释放排斥病原体的吲哚。然而，先前的研究只测试了纯吲哚，而非与肠道中存在的营养物质混合的吲哚，后者更能反映肠道内的条件。
贝林克和弗朗哥通过将细菌依赖以生存的营养物质（如氨基酸和糖）与不同浓度的吲哚结合，模拟了肠道环境。使用他们的专业显微镜，他们记录了细菌对这些混合物的反应。
“起初，我们看到了别人看到的东西。毫无疑问，沙门氏菌迅速远离纯吲哚，真的很快。在10秒内，细菌就消失了，”贝林克说。
但当吲哚与营养物质结合后，情况发生了变化，细菌被吸引了。
吸引的程度取决于存在多少吲哚。较少的吲哚意味着更强的吸引力，但在高水平下，细菌总是至少有些被吸引而从不被排斥。
这种模式在多种病原体中都成立，包括不同类型的肠炎沙门氏菌、大肠杆菌、科瑟枸橼酸杆菌和阴沟肠杆菌，这些细菌会引起危及生命的肠道感染，并且由于抗生素耐药性的上升，给医生带来了挑战。
该团队还测试了吲哚是否阻止沙门氏菌感染肠道组织，但发现它并没有起到阻止作用。
这项研究揭示了一种新的思维方式，即细菌如何在肠道中感染和引发疾病。吲哚不仅仅是细菌避免的东西——它还是一种信息。
“吲哚告诉它们竞争者，也就是微生物群的位置。细菌可以利用这一点游到竞争较弱、营养丰富的区域，”贝林克说。
这项研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）过敏与传染病研究所的资助，并包括了俄勒冈大学迈克尔·J·哈姆斯、齐隆·根特里-利尔和迈克尔·夏夫利克的合作。
这项研究最终可能导致针对耐药性细菌感染和败血症的新治疗方法，通过阻断细菌感知其环境的方式。“我们感谢纳税人支持我们的研究，使我们能够推进对细菌疾病的理解并开发新的治疗方法，”贝林克说。
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