一项新的研究表明，传统的基于培养的实验室检测可能会误诊多达一半的儿童腹泻的微生物原因。

 

此外，这项使用厄瓜多尔儿童样本的研究还发现，沐鸣注册一种常见的大肠杆菌菌株的毒性可能比之前认为的更强。

 

这项研究使用了多种证据来确定在腹泻发作期间引起肠道菌群变化的微生物，这可能对应用新的诊断技术具有重要意义，这种技术可能使肠道疾病的个性化治疗成为可能。

 

该项目是一项研究的一部分，该研究整合了流行病学、分子和宏基因组数据，以了解在厄瓜多尔城乡梯度地区，肠道(食物和水传播的)病原体和肠道微生物是如何变化的。频繁的疾病会影响儿童在关键的早期的生长和发育。

 

这项新发现发表在《应用与环境微生物学》杂志上。

 

什么时候微生物不是病原体?

 

“我们想知道这些疾病从何而来，对孩子们的发展有什么影响，”佐治亚理工学院土木与环境工程学院的教授Kostas Konstantinidis说。

 

“更多地了解病原体可以帮助我们预防感染。这不仅关系到发展中国家，而且关系到世界各地的儿童。”

 

埃默里罗林斯公共卫生学院(Emory Rollins School of Public Health)副教授凯伦•列维(Karen Levy)表示，有关肠道疾病可能病原体的发现，对长期以来对病原体的定义提出了质疑。

 

她指出，许多所谓的“致病性大肠杆菌”感染是无症状的，不会引起腹泻。如果卫生专家在粪便样本中发现一种被认为是病原体的微生物，但这种微生物不会导致疾病，那么它是病原体吗?

 

Levy说:“我们在这项分析中使用的方法不仅有助于检测致病性大肠杆菌是否存在于粪便中，而且还有助于确定它是否是研究对象所经历的腹泻的可能原因。”

 

“这给我们带来了希望，在未来，我们不仅可以用宏基因组的方法来诊断所谓的‘致病性大肠杆菌’的存在，还可以诊断这些有机体的实际致病性。”

 

大肠杆菌与腹泻

 

儿童的肠道感染通常未被确诊，但在某些情况下可能是致命的。在这项研究中，研究人员从厄瓜多尔受感染的儿童中收集了1000多个样本，并使用传统的基于培养的方法进行分析。科学家们将样本置于选择性的细胞培养基上，让它们生长，然后研究它们以确定病原体的存在。

 

研究人员将30个样本中的一部分送到了佐治亚理工学院的康斯坦丁尼迪斯实验室，他的团队在那里开发了新的与培养无关的基因组测试，可以识别标准培养技术可能检测不到的微生物。研究人员检测了总肠道菌群及其在腹泻感染期间的变化，以评估三种特定致病性大肠杆菌基因型对本地肠道菌群的影响。

 

“我们使用与培养无关的基因组技术研究粪便样本中的微生物，”康斯坦丁尼迪斯说，他也在生物科学学院担任教职。

 

“我们从样本中提取DNA，对其进行测序，并使用生物信息学工具来观察微生物。通过观察整个微生物群落，我们可以获得关于引起疾病的病原体及其对胃肠道共生微生物的影响的更精确的信息:微生物群落。我们发现，不同的大肠杆菌病原体的作用是不同的，这对诊断和区分它们是很重要的。”

 

一个主要的发现是宏基因组学技术与基于文化的研究不一致。康斯坦德尼迪斯说:“在50%的病例中，沐鸣注册实验室认为大肠杆菌是病原体，但我们没有从宏基因组学中找到证据。”“我们发现了其他的证据，可能是肠道病毒。”

 

对生长发育的影响

 

研究人员将不同的诊断方法结合在一起，提供了一个更完整的微生物群落的图像，创造了可能识别疾病病原体的特征。

 

康斯坦德尼迪斯说:“与传统方法相比，我们的技术使用了多种证据，包括相对病原体丰富度、群体克隆水平和毒性因子检测，以及对肠道天然微生物群落的影响，这些都是以前没有同时使用过的。”

 

研究人员还发现，在粪便样本中，大量混合洗脱的人类DNA伴随着一种被称为弥散附着大肠杆菌(DAEC)的菌株。虽然科学家通常不认为DAEC是一种特别致命的毒株，但人类DNA的存在表明，DAEC可能破坏了胃肠道的上皮细胞。