细菌是如何感染宿主的？
细菌广泛存在于我们的生活环境中以及皮肤表面，为什么我们没有时刻处于细菌感染中？那是因为细菌要诱发感染。
第一步，需要先越过皮肤或黏膜屏障并侵入血液，当我们的皮肤、黏膜保持健康时，其屏障作用更强，能够抵挡绝大部分的细菌，从而避免细菌感染的出现。反之，皮肤或黏膜破损则是细菌感染的高发因素。第二步，侵入血液的细菌需要逃过白细胞的追杀。我们的血液中存在大量巡逻中的抗体，当细菌侵入血液后，抗体迅速识别并锁定，告诉白细胞“我抓住了入侵的敌人，快来杀灭它”。白细胞迅速跟进并将细菌吞噬，从而避免细菌利用血液中的营养物质增殖并诱发感染。
反之，免疫系统缺陷、抵抗力低下、免疫系统未遇见过的细菌（全新细菌或变异细菌）侵入血液，则更容易诱发细菌感染。那么，细菌感染能够严重到什么程度？
细菌在营养充足的环境下增殖速度非常快。当细菌成功侵入血液并逃过白细胞的追杀后，能快速利用血液中充足的营养物质增殖。通常在1~4个小时内，细菌体积增大、代谢活跃，开始为增殖储存充足的营养物质。营养物质储存完成后，细菌进入快速增殖阶段，数量成倍增长。细菌感染不但抢夺身体大量营养物质，在细菌增殖过程中也会排放大量外毒素（多为革兰氏阳性菌），以及细菌自溶或粘附于人体细胞时释放内毒素（多为革兰氏阴性菌）和其他对人体有害的代谢产物，引起乏力、疼痛（如关节痛）、痉挛、神经末梢麻痹、高烧等，甚至可引起败血症或脓毒血症，危及生命。
注意：常见的上呼吸道感染，如金黄色葡萄球菌感染诱发的上呼吸道感染也可能因细菌外毒素诱发败血症，严重引起多器官衰竭甚至危及生命。各种慢性疾病患者如营养不良、血液病、肾病综合征、糖尿病、恶性肿瘤等患者，长期使用免疫抑制药物如各种激素、抗代谢药、抗肿瘤药、放射治疗患者，长期使用抗菌药物患者更容易因细菌感染出现败血症，即便是普通感冒也不可掉以轻心。同时也应注意日常避免滥用激素、抗生素。
光电方法控制细菌感染行为
一些有害细菌引发的人体感染，严重威胁人类健康，掌握细菌感染宿主的感染行为有助探索新的治疗方法。日前，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所金帆团队与黄术强团队，关于细菌感染的研究成果以封面文章形式发表于国际学术期刊ACS Synthetic Biology。在这项成果里，研究团队开发了基于铜绿假单胞菌的新型光敏蛋白YGS24，实现了用光学方法控制细菌对宿主的感染行为。中国科学技术大学博士研究生承心怡、深圳先进院研究助理蒲璐、中国科学技术大学博士研究生付生伟为文章的共同第一作者，研究员金帆和助理研究员杨帅为共同通讯作者。
杨帅说，这一研究实现了对宿主体内细菌致病能力的定量和时间控制，揭示了其局部和系统对宿主健康和死亡的影响。新技术的建立，有望探索和发现致病菌新的致病机理，进而加速相关创新疗法的开发。
细菌的感染往往呈现急性和慢性两种感染模式。细菌的不同感染行为，往往会对宿主产生不同的影响。急性感染下，细菌会引起宿主急性的炎症反应，而慢性感染下，细菌往往会形成生物被膜，对抗生素和宿主的免疫系统具有更强的耐受性，往往不易根治。为此，研究团队选取了常见的机会性致病菌——铜绿假单胞菌作为研究模型，用来探索调控细菌感染行为的新方式。
有别于传统利用化学诱导物进行基因表达调控的细菌调控手段，研究团队利用光遗传学调控的方式，基于铜绿假单胞菌的GacS蛋白和GacA蛋白组成的双组分系统，开发了新型光敏蛋白YGS24。研究团队以YGS24蛋白取代细菌中原有的GacS蛋白，构建了YGS24-GacA光控系统，对铜绿假单胞菌的感染行为进行精确的光调控。借助YGS24-GacA光控系统，研究团队在 “致命麻痹”和“缓慢杀戮”的秀丽隐杆线虫-铜绿假单胞菌致病模型中，成功实现了细菌对线虫的致病能力的蓝光调控。此外，通过该光控系统，研究团队利用显微镜技术和微流控技术，成功实现了对秀丽隐杆线虫肠腔内铜绿假单胞菌致病调控回路的原位光诱导。
“YGS24光敏蛋白的研发，扩充了光遗传学的工具库，也是在铜绿假单胞菌中开发的第一个光敏蛋白。它将推动光遗传学在微生物研究领域的发展，还将在细菌感染行为的相关基础研究中发挥独特作用。”杨帅说。
白桦茸抑菌抗病毒的研究
大自然中存在大量细菌，也存在一些具有抗炎抑菌价值的天然生物，药食两用真菌白桦茸是其中之一。在科普专著《探秘白桦茸--来自西伯利亚的药用真菌》一书中，作者便系统梳理了近年来国内外公开发表的研究成果。
有学者发现不同浓度的白桦茸多糖保鲜液对苹果进行涂膜处理，5℃低温下贮藏，结果表明 2%-6%白桦茸多糖保鲜液能够降低苹果的失重率、腐烂率和呼吸强度，保持其硬度，抑制天然多酚氧化酶（PPO）活性和微生物繁殖。有研究报道白桦茸的菌核提取物：包括水、甲醇、丙酮、氯仿、石油醚提取物，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌活性，其中甲醇提取物在10 mg/mL浓度下对大肠杆菌抑菌效果最好，抑制率高达84.1%；浓度为2.5mg/mL的甲醇提取物和10mg/mL的石油醚提取物对金黄色葡萄球菌ATCC25923的抑菌作用较为明显。
弓形虫病是由刚地弓形虫（Toxoplasma gondii）寄生于人与动物体内有核细胞中引起的一种人兽共患病，人群中弓形虫的平均感染率可以高达50%，有人推算全世界约有25%的人感染弓形虫，给人类健康和畜牧业生产造成了不可估量的损失。有学者以存活率、平均存活时间、血清超氧化物歧化酶活性、主要脏器病变等指标，评价包括白桦茸在内的5种中药对急性感染弓形虫小鼠的治疗效果，结果表明白桦茸的抗弓形虫效果与阳性药物磺胺间甲氧嘧啶钠相近。
白桦茸同时具有较好的抗病毒活性。研究发现白桦茸水提取物可以针对HIV-1起到明显的抑制效果，而其中的关键活性成分已经确定，是一种水溶性的高相对分子质量的木质素衍生物，相对之下，低分子量的多酚肽以及单独存在的木质素并没有抑制效果。有效成分即大部分衍生物都存在于白桦茸水提取物片段23当中，其先选择吸附到蛋白酶之中，对HIV-1逆转录进行抑制，从而降低 HIV 繁殖速率。
此外，研究还证实，白桦茸具有提高免疫力的活性。通过深层培养的白桦茸产生的多糖可参与体液免疫反应，提高B淋巴细胞增殖率，提高免疫球蛋白M（IgM）水平刺激激活B淋巴细胞，辅助淋巴细胞转化。除白桦茸多糖以外，从白桦茸中分离出的木质素-碳水化合物也具有良好的免疫刺激活性和抗肿瘤作用，且其抗肿瘤作用可能是通过免疫调节间接发挥。
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