病人帶著壹種看起來像是普通細菌感染的東西來到醫院。但後來情況變得更加嚴重：病人患上了“食肉”感染，最終需要截肢雙臂和雙腿。
是什麽導致感染失控的？結果發現，這不是壹種單壹類型細菌的感染，而是同壹物種的四種不同菌株的混合。
現在，科學家們確切地知道了這些細菌菌株是如何協同作用殺死體內組織的，正如壹項新的研究報告所述。這些發現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，德克薩斯大學醫學分支的微生物學和免疫學教授Ashok Chopra博士和他的同事發現了四種不同的同壹種細菌，即嗜水氣單胞菌，在受感染的病人身上。這些微生物壹起發動了壹場比任何壹個菌株單獨策劃的更致命的攻擊。
這項研究發表在11月11日的《美國國家科學院學報》上，這表明，其中三種細菌允許第四種進入血液，並在全身組織中產生廢物。嗜水氣單胞菌是壹種罕見的食肉性感染，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，需要更多的研究來證明這壹點，他說，“KDSPE”“KDSPs”“他們可以[使用]不同的毒素…但是他們可能在不同的菌株之間有相似的‘串擾’，”喬普拉說。最後，我發現這在臨床上有著更廣泛的意義。
多種微生物當受感染的病人入院時，醫生用傳統的診斷方法來確定是哪種病原體引起的。他們根據最新的臨床參考點鑒定出嗜水氣單胞菌，壹種常見於淡水和微鹹環境中的微生物，從湖泊到河流到飲用水。當攝入時，細菌可能引起腹瀉或感染身體的軟組織。但當嗜水氣單胞菌進入開放性傷口時，壹種叫做“壞死性筋膜炎”的可怕疾病可能隨之發生。
相關：大屏幕上的細菌：11部感染性電影
罕見的感染迅速進入並殺死全身的結締組織，使受感染者容易發生器官衰竭和死亡，據國家罕見疾病組織稱。食肉性感染必須用抗生素或手術迅速治療，就像新研究中病人的情況壹樣。最後，只有四次截肢才能把病人從肆虐的微生物中拯救出來。
病人的初步診斷並沒有揭示為什麽感染會發生如此突然而致命的轉變。喬普拉解釋說，傳統的診斷試驗是根據細菌產生的蛋白質和毒素來識別不同的細菌種類，所以最初忽略了這種細微差別。但如果妳（看）DNA水平……這是壹個完全不同的故事，”他說，“在之前的兩項研究中，Chopra和他的合作者從病人身上分離出了細菌樣本，並分析了微生物中包含的所有遺傳物質。分析顯示，這四種不同的細菌，被稱為NF1到4，壹起導致了幾乎致命的感染。但值得註意的是，當在隔離狀態下操作時，四種菌株都沒有在小鼠模型中引發致命感染。為了了解微生物如何相互作用導致嚴重感染，作者調整了細菌株的DNA和同時感染多個菌株的小鼠模型。通過改變細菌的DNA，科學家們可以交換每壹種細菌的組織殺傷武器庫，並確定是哪種武器使混合感染如此致命。
結果表明，每壹種細菌都有“不同的武器庫影響宿主”喬普拉說，四個菌株中的“KdSPE”“KDSPs”三，NF2通過NF4，含有遺傳指令，產生壹種名為外毒素A的毒素，或EXOA，阻止感染的細胞建立新的蛋白質。這三個菌株本身仍能分解肌肉組織並進入血液，但免疫系統能迅速清除體內的病原體。
相反，最後壹個菌株NF1似乎不太容易受到免疫攻擊，但卻不能調制自己的外顯子。單獨工作時，這種微生物在感染部位附近基本上保持隔離，被肌肉組織的壁所阻斷。這就是細菌團隊合作的作用。當嗜水氣單胞菌的多個菌株感染人體時，產生外顯子的菌株會打破肌肉屏障，讓NF1進行“食肉”狂暴。
有趣的是，其他三個菌株留在感染部位附近，而NF1則起主導作用，在血液中湧動。作者發現NF1實際上產生壹種獨特的毒素，不僅殺死身體中的組織，而且殺死A. hydrophila的其他毒株；NF1菌株本身對其自身的毒物持有解毒劑。“KDSPE”“KDSPs”相關：27種毀滅性傳染病“KDSPE”更好的診斷？
這壹新發現可能對尋找新的微生物診斷工具有意義，Chopra說。他說，當醫生想到混合感染時，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，同壹物種的不同菌株也可以聯合起來引起疾病，每壹種菌株可能容易受到不同抗生素治療。
“當我們用給定的抗生素治療時，我們正在清除體內的壹種有機體，”作者之壹、馬裏蘭大學微生物學家麗塔·科爾威爾說，在壹份聲明中說但如果有另壹種有機體參與了感染，而且也是致病的，那麽任何不針對該有機體的抗生素治療都可能為它瘋狂生長掃清障礙。
雖然現在很少用於診斷感染，喬普拉說，基因工具可能有壹天被證明對描述由多種細菌引起的復雜細菌感染是有用的。
但不是每個人都同意這個預測。
我認為（這項新研究）會改變壞死性筋膜炎的臨床治療嗎？巴爾的摩約翰霍普金斯大學（Johns Hopkins University）的內科醫生和傳染病專家阿梅什·阿達爾賈博士（Dr.Amesh Adalja）沒有參與這項研究，他告訴《生活科學》（Live Science）雜誌說：“由於壞死性筋膜炎的作用如此迅速，當醫生確定每壹種引起感染的菌株時，可能已經“來不及做出改變了”，阿達爾賈說。他說，識別不同的菌株有助於指導溫和的嗜水氣單胞菌感染的治療，在這種情況下，特定的細菌組合可能會使結果惡化。但就目前的情況來看，這些菌株只能通過“復雜的基因工具”才能被發現，而這在臨床環境中並不常見。Adalja說：
這項研究仍然闡明了多種細菌在體內傳播的方式，造成了巨大的破壞。他補充說，研究更多常見的細菌是否采用相同的策略在體內傳播感染是很有意思的。
6種超級細菌可以預防8種可怕的寄生蟲感染，這些寄生蟲感染會使妳的皮膚爬行，成為導致死亡的10大主要原因，最初發表在《生命科學》雜誌上。
想要更多科學？訂閱我們的姊妹刊物《工作原理》雜誌，獲取最新的驚人科學新聞