深度拆解沙门氏菌的入侵路径:从肠道信号到预防应对

深度拆解沙门氏菌的入侵路径:从肠道信号到预防应对

谷禾健康

在日常肠道菌群检测中,我们注意到一个值得讨论的现象:进入夏季以后,样本中沙门氏菌的检出有所增加。

看到报告上的沙门氏菌时,很多人的第一反应往往是:我是不是感染了?为什么没有腹泻、发热,也会检出?需要用药吗?…

沙门氏菌进入消化道后,可能只是短暂经过,也可能在肠道中停留;只有部分细菌能够进一步靠近并黏附肠上皮,启动侵袭过程或引起宿主免疫反应,这时才更接近感染。

而感染是否进一步发展为腹泻、腹痛、发热等症状,还受到细菌数量和菌株特征、肠道屏障、原有菌群状态以及个人免疫功能等多种因素影响。因此,同样是检出沙门氏菌,不同人的实际意义可能并不相同。

本文将带大家沿着沙门氏菌进入人体后的路径,了解它需要闯过哪些屏障,肠道菌群如何阻止它留下,它又怎样侵入上皮、利用炎症环境并躲避宿主防御。最后,我们再回到检测报告本身,讨论应该如何理解和应对沙门氏菌的检出。

01
检出沙门氏菌,意味着什么?

什么是沙门氏菌?

沙门氏菌是一种杆状、革兰氏阴性、有鞭毛、兼性厌氧的细菌,属于肠杆菌目。沙门氏菌属包含 约 2600 多种血清型(这些血清型通过 Kauffman–White 分型方案进行鉴定)。

沙门氏菌的显微照片

编辑​

来源:Sherris医学微生物学(第4版),麦格劳-希尔出版社(2003)

沙门氏菌并不是一种单一细菌,而是包含大量血清型的细菌类群。根据人类沙门氏菌病的临床表现,可以分为伤寒型沙门氏菌和非伤寒沙门氏菌。

沙门氏菌分类概述

编辑​

doi.org/10.1080/1040841X.2026.2668055

注:几乎所有沙门氏菌都能够在其致病性和毒力武器的帮助下感染、繁殖和在人体宿主细胞中存活,这使其成为致命且重要的公共卫生病原体。

其中,肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌是较常见的非伤寒沙门氏菌。非伤寒沙门氏菌是一种常见的肠道细菌感染,表现为腹泻、呕吐、腹痛以及其他临床体征 (WHO, 2018)。

鼠伤寒沙门氏菌血清型可以感染多种动物,例如牛、羊、山羊、猪、马等。

编辑​

本文后文讨论的食物暴露、肠道菌群竞争、定植、侵袭和炎症机制,主要针对非伤寒沙门氏菌,尤其是鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌。

编辑​

<来源:谷禾肠道菌群检测数据库>

检出 = 感染 ?

在粪便样本中检出沙门氏菌,是否就代表已经感染?

答案是:不一定。

  • 检出:只是说明在这份样本中发现了沙门氏菌相关信号;
  • 感染:意味着沙门氏菌已经与人体组织发生实质性相互作用,例如黏附或侵入肠上皮,并引起宿主免疫反应。

二者之间并不能直接画等号。

从接触沙门氏菌到真正发病,中间可能经历几个不同状态。

进入消化道,不一定能留下

沙门氏菌通常通过受到污染的食物、水、动物或环境进入人体。

但吃进去只代表发生了暴露。细菌到达胃肠道后,还可能被胃酸、胆汁、肠道运动和原有肠道菌群清除,最终随粪便排出。

因此,即使多人接触了同一批受到污染的食物,最后的检测结果和身体反应也可能不同。

编辑​

检出可能只是短暂经过

一部分沙门氏菌可能只是随食物短暂通过消化道,没有在肠道中建立相对稳定的生存状态,就已经被排出。

如果采样时间恰好处于这个阶段,粪便检测可能得到阳性结果。此时的阳性更接近近期曾经接触过沙门氏菌,不一定说明细菌已经在肠道中持续存在。

能够留下,也不是说已经发病

如果沙门氏菌能够获得空间和营养,并在肠道中持续存在一段时间,就可能形成携带或定植状态。

  • 携带强调人体内存在这种细菌,并可能随粪便排出;
  • 定植强调细菌已经在某个生态位置中建立了相对稳定的生存状态。

携带或定植并不一定伴随腹泻、发热等症状。人体原有肠道菌群、肠道屏障和免疫系统,可能把沙门氏菌限制在较低水平,使其暂时没有造成明显健康影响。

编辑​

感染和发病,区别在哪里?

当沙门氏菌开始黏附肠上皮、侵入细胞或激活明显免疫反应时,才更接近感染的含义。

研究表明,沙门氏菌经口进入人体,耐受胃内环境,到达小肠后黏附并侵袭肠上皮,随后可能在细胞内生存,少数情况下进一步向其他组织扩散。

感染并不一定立即产生明显症状。人体可能在早期就限制细菌扩增,因此只有轻微不适,甚至没有明显感觉。

当感染进一步引起腹泻、腹痛、恶心、呕吐或发热等临床表现时,才进入发病阶段。

沙门氏菌病由沙门氏菌引起,是全球最常见的食源性疾病之一,估计每年有9380万病例和约15.5万例死亡。
在工业化国家和发展中国家,沙门氏菌病都被报告为最常见的食源性人畜共患病之一,与急性、慢性肠炎和败血症等一系列疾病综合征相关。

这是一条可能的进展路径,但不是每个人都会依次经历全部阶段。多数沙门氏菌可能在前面的屏障中被清除,只有部分能够继续定植、侵袭并引起疾病。

02
为什么夏季可能增加接触沙门氏菌的机会?

沙门氏菌主要通过受污染的食物、水、动物或环境进入人体。禽肉、蛋类、肉制品、乳制品、果蔬和受污染水源,都可能成为传播环节;其中,食物储存不当、加热不足、厨房交叉污染,是较常见的风险来源。相关研究也把这些食品来源和处理环节列为沙门氏菌暴露的重要途径。

注:肠炎沙门氏菌是常见的非伤寒沙门氏菌血清型之一,主要与禽类、蛋类及相关食品链有关。但暴露也可能发生在禽肉加工、厨房交叉污染、设备和环境表面污染等环节。

编辑​

也就是说,夏季更容易形成有利于沙门氏菌存活、增殖和传播的生活场景。

夏季首先改变的是温度条件

较高温度会加快许多细菌的生长,而冷藏只能抑制沙门氏菌增殖,不是完全杀灭它。即使食物经历冷冻,沙门氏菌在解冻并回到适宜条件后仍可能恢复生长。

有时候,时间、温度和交叉污染同时出现。例如:

  • 熟食、凉菜或外卖在室温下放置过久;
  • 食物运输或聚餐过程中冷链中断;
  • 烧烤、大块肉或肉馅制品内部没有充分加热;
  • 生肉汁液污染刀具、砧板、水槽或即食食品;
  • 食物反复解冻,或在冰箱中长期存放;
  • 野餐、露营和长途出行时缺乏稳定冷藏。

这些场景会增加食物中沙门氏菌数量上升的机会,也可能让原本只发生在生食区的污染扩散到已经加工好的食物。

动物接触也是暴露途径之一

宠物犬等动物有时可以在没有明显症状的情况下携带沙门氏菌,并通过粪便、食盆、生活环境或生食传播细菌。

研究显示,宠物犬即使没有腹泻等明显临床症状,也可能作为沙门氏菌的无症状携带者。

伊拉克一项针对140只宠物犬的调查中,25只犬(17.9%)检出沙门氏菌。

这提示:宠物没有腹泻等明显症状,也有可能携带病原菌。

对家庭而言,值得注意的是“粪便或宠物食物—手和环境表面—厨房与即食食品”这条污染链。清理排泄物、处理宠物生食、清洗食盆之后,如果没有及时洗手或清洁接触面,细菌就可能被带入食品制备区域。

编辑​

因此,应重点阻断排泄物清理、宠物食物处理、食盆及接触表面清洁与厨房食品制备之间的污染链。

03
进入人体后,沙门氏菌要闯过哪些障碍?

夏季可能增加的是接触机会,但一次暴露能否继续发展,并不只取决于吃进去了多少沙门氏菌。细菌进入消化道后,还要连续面对胃酸、胆汁、肠道运动、黏液层、肠上皮等多重屏障。

这些屏障不断减少能够继续前进的细菌数量。

只有少部分细菌成功通过这些关口,才有机会在肠道中停留、定植并进一步引起感染。

胃酸:第一轮数量筛选

沙门氏菌随食物进入胃部后,首先面对的是低pH环境。

胃酸会破坏细菌的蛋白质、细胞膜和正常代谢,大量外来微生物会在这一阶段失去活性。因此,胃部可以看作一道重要的数量筛选屏障。

沙门氏菌具有一定的酸耐受能力,能够在酸性环境中启动应激反应,调整膜结构和相关基因表达。

注:耐受胃酸只代表细菌获得了继续前进的机会,并不等于它已经开始侵入肠上皮,也不意味着感染已经建立。

编辑​

研究指出,胃内酸性环境会诱导沙门氏菌表达 SPI-1(Salmonella pathogenicity island-1)编码的III型分泌系统,促进其侵入回肠派尔集合淋巴结上皮中的 M 细胞,进入后续感染过程。

也就是说,这里胃酸完成了一轮筛选:大量细菌在这里失去活性,而少数具备适应能力的沙门氏菌不仅存活下来,还可能提前进入准备攻击的状态。

胆汁和消化环境:持续的膜与代谢压力

进入小肠后,沙门氏菌还要面对胆汁、消化酶、渗透压和营养条件的变化。

胆汁具有类似去污剂的作用,能够干扰细菌细胞膜。沙门氏菌虽然具备一定的胆汁耐受和应激调节能力,但仍需要消耗能量修复损伤并维持正常功能。

因此,食物中原本存在的沙门氏菌数量,不等于最终能够到达肠道深处的数量。细菌在经过胃和小肠上段的过程中,可能已经经历多轮削减。

肠道运动:不给外来细菌无限停留的机会

肠内容物始终在向前移动。

尚未黏附、没有找到适合生态位的沙门氏菌,可能随食物残渣和粪便被排出。肠道运动因此构成一种机械性清除机制。

这也说明,短暂检出并不一定意味着沙门氏菌已经在肠道中建立了稳定关系。细菌只有在被排出之前成功靠近黏膜、获得空间和营养,才可能进一步停留。

编辑​

腹泻发生时,肠道运动和液体分泌增加,可能加快病原体排出;但与此同时,也会带来水分和电解质丢失,并影响原有菌群和屏障状态。因此,腹泻既是感染表现,也可能是人体试图限制病原体的一部分反应。

黏液层:隔开细菌与上皮细胞

肠道表面覆盖着黏液。黏液由杯状细胞分泌,能够减少细菌与上皮直接接触,同时把部分抗菌物质保留在黏膜附近。沙门氏菌要进一步侵袭,必须穿过或绕过这一层物理屏障。

黏液层会不断更新,并受到饮食、菌群和炎症状态影响。黏液结构完整时,外来细菌更难接近上皮;一旦屏障受损,沙门氏菌与上皮细胞接触的机会就可能增加。

肠上皮:最后一道局部结构防线

肠上皮细胞之间通过紧密连接相互连接,形成连续屏障,把大多数微生物限制在肠腔内。

与此同时,上皮细胞并不只是被动的墙。潘氏细胞和其他上皮细胞能够分泌抗菌肽等物质,直接限制靠近黏膜的细菌。

有研究表明,黏蛋白、REG3γ等黏膜防御成分有助于减少沙门氏菌接近和穿过上皮。

只有成功接近上皮、形成稳定黏附,并进一步启动侵袭程序,沙门氏菌才可能从肠腔中的外来细菌转变为参与感染过程的病原体。

即使沙门氏菌成功到达肠道,它仍然没有进入一个空白环境。肠道中原有的微生物已经占据空间、消耗营养并塑造局部代谢条件。下一章将进一步讨论:肠道菌群怎样形成定植抗性,使沙门氏菌即使到达肠道,也未必能够真正留下来。

04
肠道菌群怎样阻止沙门氏菌留下来?

外来细菌进入后,必须与这些已经适应肠道环境的微生物竞争。肠道菌群通过这种整体作用限制病原体定植,称为定植抗性。

可以概括为空间占据、营养竞争、抑菌物质、代谢环境调节以及对宿主黏膜屏障的支持。

1
先占据生态位置,让外来细菌难以立足

肠道中的黏液表面、食物颗粒和上皮附近,都已经存在相对稳定的微生物群落。

这些共生菌附着在适合自己的位置,并持续利用当地资源。沙门氏菌进入后,首先面临的问题不是怎样迅速大量繁殖,而是能否找到足够的空间停留下来。

因此,定植抗性是一个成熟生态系统已经把大部分位置占满,使外来者难以建立稳定关系。

如果原有菌群因疾病、饮食剧烈变化或药物作用而明显减少,部分生态位置可能暂时空出,沙门氏菌获得立足机会的概率也可能上升。

2
争夺营养,让沙门氏菌难以持续扩增

空间只是第一步,细菌能否长期存在,还取决于能否获得足够营养。

肠道共生菌会持续消耗糖类、氨基酸、矿物质和其他生长所需物质。沙门氏菌进入后,需要与原有菌群争夺这些有限资源。

共生细菌通过多种策略抑制沙门氏菌在肠道环境中的定殖

编辑​

doi.org/10.1080/19490976.2024.2424914

大肠杆菌和肠杆菌科成员等共生菌株产生抗菌肽和其他生物活性代谢物,进一步阻碍病原体的定植。此外,这些共生菌占据关键生态位,通过空间排斥和代谢优势阻止病原体的进入和定殖。

带鞭毛的大红色细菌代表沙门氏菌。

相关研究发现,不同共生菌可以通过竞争特定碳源、铁、锌和其他营养物质限制沙门氏菌。保护作用取决于整个菌群是否具有足够的资源竞争能力。

这也说明,单纯观察“菌种多不多”并不能完整判断肠道是否具备较强定植抗性。重要的是,菌群是否保留了占据生态位和消耗关键资源的功能。

共生大肠杆菌是目前研究较多的一类。小鼠来源的共生菌株大肠杆菌Mt1B1,可以与鼠伤寒沙门氏菌竞争半乳糖醇等碳源,减少沙门氏菌能够利用的生长资源。

人体来源的大肠杆菌Nissle 1917,也就是EcN,可以通过竞争铁、锌以及氧等资源,限制沙门氏菌在炎症肠道中的扩增。EcN还能够产生微菌素,直接抑制具有相应铁载体受体的沙门氏菌。因此,同一个共生菌株可以同时参与营养竞争和直接抑菌。

黏液相关共生菌Mucispirillum schaedleri能够利用硝酸盐,与沙门氏菌竞争呼吸所需的电子受体,并影响其侵袭相关基因表达。

3
代谢产物塑造不利于沙门氏菌的环境

共生菌在利用食物和黏液成分时,会产生短链脂肪酸等代谢物。

这些物质可以改变肠腔酸碱度、上皮代谢和局部氧环境,从而影响沙门氏菌的生长方式。

动物研究显示,部分拟杆菌产生的丙酸可以干扰鼠伤寒沙门氏菌的胞内pH稳态,限制其生长;给予丙酸或转移具有产丙酸能力的拟杆菌,也能够增强小鼠对沙门氏菌的定植抗性。

例如,产丁酸菌能够支持结肠上皮的正常能量代谢,使靠近肠腔一侧的氧被充分消耗,帮助维持低氧环境。这种环境更适合许多严格厌氧共生菌,却不利于沙门氏菌利用呼吸代谢迅速扩增。

关于炎症如何改变氧和其他代谢资源,将在后文单独讨论。

4
部分共生菌还会直接抑制沙门氏菌

一些肠道细菌能够产生细菌素或其他抑菌分子,直接限制邻近细菌。

例如,乳酸片球菌Pediococcus acidilactici产生的细菌素,在体外研究中能够抑制鼠伤寒沙门氏菌生物膜形成,同时限制浮游状态细菌的生长。

部分益生芽孢杆菌则可以产生subtilosin A、subtilin等细菌素,主要表现为抑制沙门氏菌生物膜形成,对浮游状态细菌的杀伤并不明显。

部分共生肠杆菌还可以与沙门氏菌竞争铁、氧和其他资源。此类作用往往具有明显的环境依赖性:同一种细菌在不同菌群背景、营养条件或炎症状态下,效果可能不同。

因此,不宜把某一个菌种简单标记为“保护菌”。

5
菌群还会帮助人体维持屏障

肠道菌群与上皮并不是彼此独立的。

正常菌群产生的代谢物,可以促进黏液分泌、上皮紧密连接和抗菌分子表达,使微生物竞争与人体屏障形成联合防御。

一旦菌群受到明显扰动,影响的不只是微生物数量,还可能包括黏液、上皮代谢和局部免疫功能。

动物研究常通过抗生素预处理削弱菌群,使沙门氏菌更容易定植并诱发炎症。这类模型说明,抗生素造成的菌群扰动可能降低定植抗性。

如果沙门氏菌无法获得稳定位置和足够资源,就可能随肠内容物排出;如果它成功突破这种生态防线,下一步才是靠近肠上皮、启动侵袭程序,并真正进入感染过程。下一章将讨论:沙门氏菌怎样从“已经到达肠道”进一步发展为“侵入上皮并引起疾病”。

05
沙门氏菌怎样从到达肠道发展为引起疾病?

沙门氏菌成功到达肠道并突破菌群的定植抗性后,并不意味着感染已经完成。要引起疾病,它还需要靠近肠上皮、完成黏附和侵入,并在宿主细胞内维持生存。

这一过程的关键,是沙门氏菌开始与人体组织发生直接相互作用。

1
先靠近并黏附肠上皮

肠内容物始终在移动。沙门氏菌如果不能及时靠近黏膜,就可能被继续向后输送并排出。

它可以借助鞭毛运动,向适合自身生存的区域移动,并利用表面黏附结构与黏液或上皮细胞形成接触。

肠腔中的沙门氏菌常驻形式

编辑​

doi.org/10.1016/j.micres.2024.128013

黏附的意义在于,它让沙门氏菌不再只是悬浮在肠腔中的外来细菌,而是获得了进一步作用于上皮的机会。

这一步主要依赖菌毛和其他表面黏附结构。以I型菌毛为例,位于菌毛顶端的FimH能够识别宿主细胞或黏膜表面的特定分子,使细菌获得更稳定的接触。

部分沙门氏菌还会分泌由蛋白、多糖和胞外DNA构成的基质,形成生物膜。生物膜不仅让细菌更容易附着在肠道或环境表面,还可以延缓抗菌肽和部分抗生素对细菌的作用。因此,“能否黏住”本身就是决定短暂经过还是进一步感染的重要分界点。

不过,黏附本身还不等于侵入。决定沙门氏菌能否突破上皮的,是其后续启动的毒力程序。

编辑​

2
利用SPI-1侵入上皮细胞

沙门氏菌的重要侵袭机制之一,是由沙门氏菌致病岛1编码的Ⅲ型分泌系统,通常简称为SPI-1或T3SS-1。

T3SS-1是沙门氏菌经典的触发式侵入装置。沙门氏菌通常先利用菌毛等结构接近并固定在上皮表面,随后通过T3SS-1把多种效应蛋白送入宿主细胞。

编辑​

这些效应蛋白会操纵Rac1、Cdc42等细胞骨架调控通路,使上皮细胞的肌动蛋白重新排列,细胞膜形成明显褶皱,最终主动把细菌包入细胞内部。沙门氏菌因此不是单纯依靠机械力量钻进上皮,而是在改写宿主细胞自身的吞入程序。

沙门氏菌并非只有一条侵入路线

除了前面介绍的T3SS-1触发式侵入,沙门氏菌还可以通过其他途径进入肠上皮或黏膜组织。

其中一种是拉链式侵入。

在这种情况下,沙门氏菌表面的Rck、PagN、OmpV等蛋白与宿主细胞表面的受体结合,使细胞膜像逐步拉上拉链一样包裹细菌。与触发式侵入相比,这种方式引起的膜变化通常更加局部。

此外,沙门氏菌还可以利用肠道派尔集合淋巴结表面的M细胞跨越上皮,也可能被特定吞噬细胞摄取后带入黏膜组织。

因此,SPI-1是沙门氏菌重要的侵入系统,但不是唯一通道。不同侵入途径之间可能相互补充,这也意味着,某一条侵入路线受阻后,细菌未必会完全失去进入组织的能力。相关研究将沙门氏菌侵入概括为触发式、拉链式、M细胞途径、特定吞噬细胞途径及其他特殊机制。

3
进入细胞后,沙门氏菌还要避免被清除

细菌进入上皮细胞或被巨噬细胞吞噬后,通常会被包裹在细胞内囊泡中。

正常情况下,这类囊泡会逐渐与宿主的杀菌系统融合,使细菌受到酸化、活性氧、抗菌蛋白和营养限制。

沙门氏菌则能够改造这一细胞内环境,形成所谓的“沙门氏菌含菌液泡”。

此时,另一套由沙门氏菌致病岛2编码的Ⅲ型分泌系统,也就是SPI-2或T3SS-2,开始发挥重要作用。它可以向宿主细胞内输送效应蛋白,改变囊泡运输和细胞杀菌过程,从而帮助沙门氏菌继续存活和复制。

这也是为什么沙门氏菌一旦进入细胞,清除难度会明显增加。

编辑​

沙门氏菌含菌液泡是会经历早期、中期和晚期的成熟过程。沙门氏菌通过T3SS-2输送多种效应蛋白,干扰Rab蛋白介导的囊泡运输、溶酶体融合和自噬识别,使含菌液泡避免被完整送入宿主的杀菌通路。

成熟的含菌液泡还可能向外伸出被称为“沙门氏菌诱导丝状结构”(Salmonella-induced filaments,SIF)的膜性管道。这些结构与宿主的膜运输和细胞骨架系统相连,有助于细菌维持含菌液泡并获得复制所需的物质。

不过,含菌液泡并不是绝对安全区。如果液泡受损,沙门氏菌仍可能被溶酶体或自噬系统清除。少部分细菌则可能逃出液泡,在上皮细胞胞质中快速增殖,形成所谓的“超复制”。

因此,进入宿主细胞并不意味着感染已经摆脱免疫控制,而是意味着双方的主要战场从肠腔转移到了细胞内部。

躲进细胞后,人体怎样继续追击?

无论是在上皮细胞内,还是被巨噬细胞、树突状细胞等吞噬细胞摄取后,沙门氏菌都要继续面对宿主的细胞内防御。

局部免疫细胞可以识别沙门氏菌的脂多糖、鞭毛蛋白以及被送入细胞内部的细菌成分,释放IL-1β、IL-18等炎症信号。随后,沙门氏菌特异性的CD4⁺ Th1细胞会产生IFN-γ,进一步激活巨噬细胞,增强其控制和杀灭细胞内细菌的能力。

编辑​

因此,人体对付沙门氏菌并不只是依靠抗体在细胞外拦截,还需要T细胞向巨噬细胞发出指令,处理已经进入细胞内部的病原体。

注:现有证据主要来自小鼠感染模型,尤其适合解释侵袭性或系统性沙门氏菌感染。

在这场细胞内部的攻防发生之前和同时,肠道局部也会迅速启动炎症反应。腹泻、腹痛和发热,正是这种防御反应在临床上的表现。

4
腹泻和发热是怎样出现的?

沙门氏菌侵入上皮后,人体会迅速启动免疫反应。

上皮细胞和局部免疫细胞识别细菌及其结构后,会释放炎症信号,招募中性粒细胞,并增加肠腔中的液体和电解质分泌。

这些变化共同造成:

  • 腹泻;
  • 腹痛;
  • 恶心或呕吐;
  • 发热;
  • 排便急迫感。

因此,症状不只是细菌直接损伤的结果,也来自人体清除感染时产生的炎症反应。

症状强弱与检测到的菌量并不一定完全一致。有人菌量不高,但炎症反应明显;也有人已经发生感染,却只有轻微不适。

5
为什么少数人会出现更严重的感染?

多数免疫功能正常的成年人,非伤寒沙门氏菌感染主要表现为局限于肠道的胃肠炎。

但如果沙门氏菌穿过上皮,并在吞噬细胞中持续生存,就可能进入肠系膜淋巴结,少数情况下进一步扩散至血液、肝脏、脾脏或其他组织。

沙门氏菌的系统性感染

编辑​

doi.org/10.1016/j.micres.2024.128013

成功入侵肠道的沙门氏菌可以被巨噬细胞或树突状细胞吞噬。然后,它扩散到肠系膜淋巴结,进入血液,然后扩散到肝脏和脾脏,最终导致沙门氏菌在全身传播。

是否发生这种肠外扩散,与多个因素有关:

  • 接触到的沙门氏菌数量;
  • 菌株毒力特征;
  • 肠道屏障是否完整;
  • 年龄和基础疾病;
  • 免疫功能是否受到抑制。

因此,同样是沙门氏菌感染,健康成年人可能只出现短期腹泻,而婴幼儿、老年人或免疫功能低下者则更需要警惕严重感染。

06
炎症,是为了清除感染,为什么有时反而会帮助沙门氏菌?

沙门氏菌侵入肠上皮后,人体会迅速启动炎症反应。

这套反应的首要目的,是限制细菌扩增、清除受感染细胞,并阻止病原体继续向组织深处扩散。中性粒细胞、巨噬细胞、活性氧和活性氮等防御机制,都会参与这一过程。

但炎症并不是只作用于沙门氏菌的“精准武器”。它同时会改变肠道中的氧、营养、电子受体和菌群结构。沙门氏菌恰好具备利用这些变化的能力,因此可能在炎症环境中获得新的生长优势。

也就是说,炎症既是人体清除感染的重要手段,也可能在某些条件下,为沙门氏菌创造更适合扩增的环境。

炎症会改变肠道中的氧环境

前面提到,正常菌群及其代谢活动有助于维持结肠相对低氧的环境,并通过营养竞争限制沙门氏菌扩增。

炎症发生后,这种平衡可能被打破。

部分产丁酸菌可能减少,上皮对丁酸的利用下降,进入肠腔的氧随之增加。原本以严格厌氧菌为主的低氧环境,开始更有利于兼性厌氧肠杆菌科细菌。

动物研究显示,丁酸产生梭菌减少后,肠腔氧水平上升,可推动沙门氏菌在肠道内扩增。

这并不是说氧本身造成感染,而是炎症改变了不同细菌之间的竞争条件。

编辑​

炎症还会产生新的“呼吸资源”

细菌获得能量时,需要电子供体和电子受体。正常低氧肠道中,可供沙门氏菌进行呼吸的电子受体较少,它更多依赖效率较低的发酵。炎症产生的活性氧和活性氮,则可以推动硝酸盐、四硫代硫酸盐等氧化物形成。

这些物质可以被沙门氏菌利用,进行硝酸盐呼吸或四硫代硫酸盐呼吸。

研究指出,炎症环境可提供氧、氧化氮化合物和氧化硫化合物等电子受体,使沙门氏菌获得比部分共生菌更高的能量效率。

因此,人体制造这些氧化物原本是为了攻击病原体,却也无意中创造了沙门氏菌可以利用的代谢条件。

这些含硫资源,也可能经过菌群共同加工

四硫代硫酸盐和硫代硫酸盐等含硫电子受体,并不完全是宿主单独产生的。肠道菌群也可能参与其前体物质的生成。

一项未进行抗生素预处理的小鼠多组学研究发现,沙门氏菌感染后,肠道中的硫酸化胆汁酸、硫酸化黄酮以及氧化蛋氨酸等有机硫化合物发生了明显变化。肠道细菌可以利用硫酸酯酶或含硫氨基酸代谢通路,从这些有机物中释放硫酸盐或硫化氢。

在这一小鼠模型中,粪肠球菌、鸡肠球菌和沙门氏菌贡献了大部分检测到的硫酸酯酶转录;嗜黏蛋白阿克曼菌、Luxibacter、Anaerotruncus及其他部分梭菌,也表达了参与蛋氨酸和半胱氨酸转化的相关基因。

这些菌群产生的硫化氢随后可在炎症产生的活性氧作用下,被氧化成硫代硫酸盐和四硫代硫酸盐。沙门氏菌则具备利用这些物质进行呼吸的能力,从而获得相对于许多发酵型共生菌的能量优势。

因此,炎症环境中的含硫“呼吸资源”,可能是宿主反应、菌群代谢和沙门氏菌利用能力共同作用的结果。

炎症还会改变碳源由谁产生、由谁利用

炎症不仅改变电子受体,也会重新组织肠道中碳源的生产和利用关系。同一种代谢物,可能由一种细菌产生,又被另一种细菌利用。

编辑​

乳酸就是一个代表性例子。

在一项小鼠多组学研究中,沙门氏菌感染组粪便中的乳酸平均丰度约为未感染组的3.9倍。

宏转录组结果显示,约翰逊乳杆菌、动物乳杆菌、粪肠球菌、鸡肠球菌等乳杆菌,可能是感染环境中乳酸的重要来源。沙门氏菌则表达了利用D-乳酸和L-乳酸的相关基因,提示它可能把宿主和其他菌群产生的乳酸作为碳源。

但乳酸并不只会流向沙门氏菌。Luxibacter、Acetatifactor、Anaerotruncus等部分梭菌类群,也可能利用乳酸并将其转化为丁酸或乙酸,从而与沙门氏菌形成底物竞争。

因此,感染肠道中的乳酸代谢可能同时存在交叉喂养和资源竞争。某一种菌或代谢物究竟有利还是不利,取决于它处于怎样的菌群网络和炎症环境中。

除乳酸外,研究还检测到沙门氏菌表达利用琥珀酸、1,2-丙二醇、乙醇胺、岩藻糖和阿拉伯糖等碳源的相关基因。这说明沙门氏菌能够根据炎症环境中的资源变化,灵活调整自身的代谢策略。

注:这些机制大量来自小鼠模型、无菌或简化菌群模型以及代谢组研究。

炎症和沙门氏菌形成正反馈

在某些情况下,可能出现以下过程:

沙门氏菌侵入上皮→ 人体启动炎症→ 氧、电子受体和碳源发生变化→ 部分共生菌竞争力下降→ 沙门氏菌获得扩增优势→ 更多细菌继续刺激炎症

编辑​

这是一种可能的正反馈。这构成了一种可能的正反馈:炎症原本是为了限制感染,却可能改变肠道生态,使沙门氏菌获得新的代谢优势。

但它不会无限持续。肠道运动、免疫清除、上皮修复和菌群恢复都会限制沙门氏菌。最终是被清除、短期携带还是继续感染,取决于病原体利用环境的能力与宿主防御之间的平衡。

07
沙门氏菌会根据肠道信号,切换侵袭与定植策略吗?

上一章讨论了炎症如何改变肠道中的氧、电子受体和碳源,使沙门氏菌获得新的生长条件。

但肠道中的化学物质并不只是营养。一些物质还可以被沙门氏菌识别为环境信号,告诉它:当前更适合侵入上皮,还是降低侵袭程序、转而在肠腔中增殖和维持定植。

不同肠段,会向沙门氏菌发出不同信号

沙门氏菌进入肠道后,并不会始终维持相同的侵袭状态。

在十二指肠,较高浓度的胆汁会抑制部分侵入上皮所需的功能,避免沙门氏菌过早启动强烈的侵袭和炎症反应。

到达回肠后,局部浓度较高的甲酸可以促进侵袭相关基因表达,使回肠成为沙门氏菌较重要的侵入部位。

编辑​

继续进入结肠后,化学环境再次发生变化。这里存在较多短链和长链脂肪酸,其中一些能够抑制沙门氏菌的侵袭基因,使其从积极侵入上皮的状态,逐渐转向肠腔内增殖和结肠定植。

因此,沙门氏菌的毒力程序并不是简单地“打开”或“关闭”,而是受到肠道位置和局部化学环境的动态调节。

侵袭能力越强,不一定越有利于长期生存

沙门氏菌的SPI-1侵袭系统由大量结构蛋白和效应蛋白组成。合成和维持这套装置需要消耗相当多的能量与物质,代谢成本较高。

  • 在需要突破肠上皮时,这种投入是必要的;
  • 但在已经建立肠道生态位后,如果仍然持续高水平表达SPI-1,不仅会增加代谢负担,还可能引起更强的宿主免疫反应。

一项研究使用了一种不能正常响应脂肪酸抑制信号的沙门氏菌突变株。该突变株会持续表达较高水平的SPI-1:

  • 感染早期,它一度表现出一定竞争优势;
  • 到了感染中后期,野生型沙门氏菌反而占据优势。

进一步删除SPI-1后,这种长期生存劣势随之消失,说明问题主要来自持续制造SPI-1装置本身的代谢成本,而不只是细菌是否真正进入了上皮细胞。

因此,“侵袭基因表达下降”不能简单理解为沙门氏菌已经失去危害。有时,这意味着它正在从积极侵袭转向更有利于增殖、定植和传播的状态。

编辑​

c2-HDA研究提供了一个具体例子

这项研究重点分析了肠道相关细菌嗜麦芽寡养单胞菌,在氧化应激条件下,产生的一种脂肪酸信号——顺式-2-十六碳烯酸,简称c2-HDA。

c2-HDA属于扩散性信号因子家族。沙门氏菌感知这种分子后,c2-HDA可以作用于SPI-1的核心调控蛋白HilD,促进HilD降解,并干扰其与DNA结合,从而降低hilA、sopB等侵袭相关基因的表达。

研究发现,在氧化应激和亚硝化应激条件下,嗜麦芽寡养单胞菌会通过RpfF相关通路增加c2-HDA的产生。沙门氏菌诱发的炎症可以激活巨噬细胞,产生活性氧和活性氮;这些炎症信号又可能改变嗜麦芽寡养单胞菌的代谢输出,使其释放更多c2-HDA。

沙门氏菌随后感知c2-HDA,降低SPI-1表达,将一部分原本用于制造侵袭装置的资源转向细菌增殖。

研究者还专门检验了c2-HDA是不是仅仅被沙门氏菌当作脂肪酸碳源。

结果显示,即使沙门氏菌不能正常通过β-氧化利用脂肪酸,c2-HDA仍然可以促进其生长;而不能响应c2-HDA调控信号的突变株则没有获得这种优势。这说明c2-HDA在这里主要发挥的是调控信号作用,而不是简单地为沙门氏菌提供食物。

这一结果可以概括为:

沙门氏菌诱发炎症→ 局部氧化应激增强→ 共生菌改变代谢物产生→ 沙门氏菌感知代谢信号→ 调整侵袭和增殖策略

这是一种“宿主-菌群-病原体”三方信号链。沙门氏菌不仅会利用炎症产生的氧和电子受体,还能利用炎症对其他菌群成员造成的代谢变化,调整自己的感染策略。

降低炎症,不一定意味着沙门氏菌数量减少

这个研究中还有一个看似矛盾的结果。

在产生c2-HDA的嗜麦芽寡养单胞菌存在时,沙门氏菌的侵袭基因表达和结肠炎症指标下降,但沙门氏菌的结肠定植能力反而增强。能够感知c2-HDA的沙门氏菌,比不能感知这一信号的突变株获得了更明显的定植优势。

这说明:

炎症减轻、侵袭基因降低和病原体被完全清除,并不是同一件事。

病原体有时可以通过降低高成本、高炎症的侵袭程序,转向症状相对缓和但更适合持续定植的状态。

注:这只是在特定实验模型中观察到的现象,不能据此推断无症状携带者都存在同样的机制。

嗜麦芽寡养单胞菌曾在人体结肠隐窝或黏膜相关样本中被发现,但在人体粪便菌群研究中并不普遍,不能将其视为人人都具有的核心肠道菌。

这项研究主要基于体外实验和小鼠模型。这项研究说明,肠道菌群不仅通过竞争资源影响病原体,还可能通过化学信号改变病原体的行为。

沙门氏菌也不是一种始终保持高侵袭状态的细菌。它会根据肠道位置、炎症水平和菌群代谢信号,在侵袭、增殖和持续定植之间调整策略。

08
沙门氏菌突破肠道防线后,免疫系统如何决定结局?

沙门氏菌能够突破肠上皮、进入宿主细胞,并根据肠道环境调整侵袭和定植策略,但这仍不意味着感染一定会持续发展。

细菌最终是被清除、短期存在,还是继续扩增并向肠道以外传播,很大程度上取决于人体能否及时控制已经进入细胞和组织的沙门氏菌。

控制细胞内细菌,是阻止扩散的关键

沙门氏菌进入巨噬细胞等吞噬细胞后,人体与病原体的主要较量会转移到细胞内部。

对抗沙门氏菌感染的适应性免疫反应

编辑​

doi.org/10.1016/j.imlet.2024.106930

吞噬细胞会通过酸化、活性氧、活性氮、营养限制等方式杀伤细菌。与此同时,宿主细胞还可以识别沙门氏菌进入细胞内部的成分,释放IL-1β、IL-18等炎症信号。

其中,IL-18可以增强CD4⁺ Th1细胞产生IFN-γ的能力。IFN-γ进一步激活巨噬细胞,提高其控制细胞内沙门氏菌的能力。

因此,人体对付沙门氏菌,并不只是依靠抗体在细胞外识别细菌,还需要T细胞和吞噬细胞协同处理已经进入细胞内部的病原体。

如果这一控制及时建立,感染通常会逐步受到限制;如果吞噬细胞杀菌能力、T细胞反应或相关免疫通路受到明显影响,沙门氏菌持续存在和肠外扩散的风险可能增加。

免疫反应既要有效,也不能过度

炎症的目的,是限制细菌扩增并清除感染,但免疫反应并不是越强越好。

  • 反应不足时,沙门氏菌可能继续在细胞内生存和扩散;
  • 反应过强时,则可能加重肠黏膜损伤、腹泻、发热和全身炎症。

因此,决定感染结局的并不是某一种炎症因子越高越好,而是人体能否形成一种有效、协调而不过度的免疫反应。

谷禾肠道菌群检测报告中同时涉及IL-1β、IL-18、TNF-α、IFN-γ等炎症相关指标,它们可以作为免疫激活或黏膜炎症的线索,但通常不具有沙门氏菌特异性。

注:单独一个炎症指标,不能证明沙门氏菌正在引起活动性感染;指标变化是否同时伴有腹泻、发热、腹痛或其他临床表现。

为什么健康成年人往往能够自行控制感染?

对于多数免疫功能正常的成年人,非伤寒沙门氏菌感染通常表现为自限性胃肠炎,也就是说,人体往往可以依靠自身免疫系统逐步控制感染。

婴幼儿、老年人、免疫功能低下者,以及存在严重基础疾病的人,可能因为屏障功能、吞噬细胞杀菌能力或适应性免疫不足,更容易出现严重感染或肠外扩散。

因此,同样一次暴露,最终结局可能不同:

  • 有人迅速清除
  • 有人短期携带
  • 有人发生胃肠炎
  • 少数人出现持续感染或肠外扩散

免疫反应并不是越强越好

免疫反应的目标不是制造最大程度的炎症,而是在清除病原体的同时尽量减少组织损伤。

反应过弱,沙门氏菌可能继续扩增和扩散;反应过强,则可能造成明显腹泻、黏膜损伤和更剧烈的炎症。

因此,有利的状态是有效而不过度的免疫控制。

09
无症状、持续阳性、反复检出,分别意味着什么?

看现在,有没有症状?

-没有任何明显不适

如果目前没有腹泻、发热、明显腹痛、恶心、呕吐等症状,日常状态也正常,那么一次菌群检测中发现沙门氏菌,并不能直接说明正在发生活动性感染。

它可能对应近期的一次暴露、短暂经过,也可能是低水平存在。这种情况下,没有必要因为看到“沙门氏菌”几个字就立即把自己当成感染患者,更不建议自行使用抗生素。

为什么不能仅凭检测结果自行选择抗生素?

沙门氏菌可能携带多种耐药基因。这些基因可以通过产生药物灭活酶、保护抗生素作用靶点或增强药物外排等方式,降低抗生素对细菌的抑制和杀伤作用。

耐药基因,会怎样影响抗生素的作用?

例如,blaTEM和blaCTX-M类基因主要与β-内酰胺类药物耐药有关(这些基因导致沙门氏菌对氨苄西林、四环素、氯霉素和复方新诺明等传统常用药物普遍耐药)。

  • qnrS1等基因可能降低沙门氏菌对氟喹诺酮类药物的敏感性;
  • oqxA、oqxB等外排泵相关基因可以减少细菌内部的药物浓度;
  • sul2、tet(A)和floR则分别与磺胺类、四环素类和氯霉素类药物耐药有关。

编辑​

doi: 10.1080/19490976.2023.2229937

耐药基因还可能位于质粒等可移动遗传元件上,在细菌之间传播,使一个菌株同时获得对多类抗菌药物的耐受能力。

一株沙门氏菌可能同时携带多种耐药基因,从而形成多重耐药。不同血清型和不同地区流行菌株携带的耐药基因组合并不相同,因此耐药情况需要结合具体菌株进行判断。

注:抗生素清除缓慢并不一定完全都是耐药基因造成的。即使实验室药敏结果仍显示敏感,沙门氏菌在感染组织中也可能因营养匮乏、生长速度降低而对抗生素杀伤表现出暂时耐受。

因此,耐药基因检测只能提示细菌可能具有什么耐药能力,培养药敏反映细菌在实验室条件下对药物是否敏感,而抗生素在人体内能否顺利清除细菌,还会受到感染部位、细菌生长状态和人体免疫反应等因素影响。

可以先回顾近期有没有可能的暴露,例如吃过未充分加热的禽肉、蛋类或肉制品,是否存在生熟食物交叉污染,是否接触过可能携带沙门氏菌的动物或其排泄物。

继续观察。

-检出沙门氏菌,同时正在腹泻、发热或腹痛

这种情况下,这个结果就更值得重视。

尤其是近期突然出现明显腹泻、腹痛、发热、恶心或呕吐,同时又存在可疑饮食或动物接触史,沙门氏菌检出与当前胃肠道症状之间的关联需要进一步评估。

多数免疫功能正常成年人发生非伤寒沙门氏菌胃肠炎后可以逐渐自行恢复,但症状严重程度存在明显个体差异。

但如果出现持续高热、明显脱水、血便、严重腹痛,或者症状持续加重,应及时去医院。

婴幼儿、老年人、免疫功能低下者以及存在严重基础疾病的人,也需要更加谨慎。这种情况需要及时就医,谷禾肠道菌群检测报告可以辅助临床医生判别,或者结合专门的病原检测、培养以及其他临床信息进一步确认。

采样前,是不是刚有过一轮胃肠道症状?

有这样一种情况:

前几天刚刚腹泻、发热或肚子不舒服,等到采样或拿到报告时,症状已经基本消失了。

这时候仍然检出沙门氏菌,并不矛盾。

症状缓解,主要说明肠道炎症和宿主反应正在恢复,并不意味着沙门氏菌一定在症状消失的那一天同步完全清除。

注:临床症状恢复和微生物学上的完全清除,不一定发生在同一个时间点。

如果近期确实经历过一次急性胃肠道症状,再结合可疑饮食史,报告中的沙门氏菌就可能与前一段时间的感染或暴露有关。

此时更重要的是观察症状是否已经稳定恢复。

近期有没有比较明确的暴露机会?

回想检测前一段时间是否有:

  • 食用未充分加热的禽肉、肉类或蛋类;
  • 凉菜、熟食、外卖等在高温环境中放置较久;
  • 生肉和即食食品共用砧板、刀具或容器;
  • 野餐、烧烤、旅行过程中冷藏条件不足;
  • 接触动物粪便、宠物生食或受到污染的生活环境。

果蔬、沙拉等,也可能受到沙门氏菌污染

生产链长、污染源难追溯

2020年,北美曾发生一起与红洋葱相关的纽波特沙门氏菌(Salmonella Newport)暴发。调查将涉事产品追溯至美国加利福尼亚州的一家农场,这也是美国近30年来规模较大的沙门氏菌暴发之一。但即使经过流行病学调查,研究人员仍未能最终确定细菌最初从哪里进入生产链。

这类情况并不罕见。果蔬从农田到餐桌,要经历灌溉、施肥、采收、清洗、分拣、包装、冷藏和运输等多个环节。受到动物粪便或污水影响的灌溉水、未经充分处理的有机肥、受污染的清洗用水、加工设备和包装环境,都可能将沙门氏菌带到食物表面。由于洋葱等产品通常不会在食用前接受充分加热,一旦污染发生,后续就缺少彻底杀灭细菌的步骤。

同一血清型可能具有多种宿主和传播来源

2019年,美国还报告了与新鲜木瓜有关的 乌干达沙门氏菌(Salmonella Uganda)暴发,涉事产品被追溯至墨西哥的一家农场。调查认为,污染可能发生在采收前、采收过程中或采收后的处理环节,但由于生产和流通记录不完整,最终仍无法确定具体污染节点。值得注意的是,乌干达沙门氏菌此前还曾与猪肉和宠物鬃狮蜥相关,说明部分血清型可以跨越不同动物、食品和环境来源传播。

这两个案例说明,果蔬相关的沙门氏菌风险并不是蔬菜水果自己产生了细菌,而是细菌借助水、土壤、动物、设备和人员操作进入了食品生产链。与肉类不同,很多果蔬、沙拉等即食食品没有最终加热环节,因此前端的一次污染,可能一直保留到入口时。

对普通人而言,这并不意味着要减少果蔬摄入,而是要认识到“新鲜”和“即食”并不等于没有微生物风险。购买预切水果、沙拉和即食凉菜后,应注意冷藏条件和保质时间;处理完整果蔬时,应先清洁双手和操作台面,并避免让清洗后的食物再次接触生肉汁液、未经清洁的刀具或砧板。

没有症状,但还是有点担心,怎么办?

对于目前完全没有症状、也不属于高风险人群的人,一次菌群检测发现非伤寒沙门氏菌,通常不需要因为这一项结果立即采取激进处理。

更实际的做法是:

先观察身体状态,同时减少新的暴露机会。

如果仍然比较在意这个结果,可以在间隔一段时间后,在身体状态和采样条件相对稳定的情况下再次检测,看看这一信号是否仍然存在。

如果再次检出,则说明这个信号并非只出现在第一次样本中,值得进一步结合症状、暴露史以及具体情况分析。

总的来说,谷禾肠道菌群检测更适合作为理解肠道微生态状态的一个窗口,而不能脱离症状和临床背景,把某一个菌的检出直接当成疾病诊断。本身属于高风险人群或者已发生感染症状人群,应及时进入临床诊疗路径。

10
检出沙门氏菌后,日常生活中该怎么做?

如果谷禾肠道菌群检测中检出沙门氏菌,真正能够落实到个人层面的干预主要有两部分:

  • 一是减少新的暴露和传播机会;
  • 二是在胃肠道症状恢复后,逐步帮助肠道生态恢复。

近年来研究者也在探索能否通过益生菌、益生元或合生元、菌群代谢物以及植物来源活性物质,增强肠道原有的定植抗性,或者直接降低沙门氏菌的定植和致病能力。

益生菌

植物乳杆菌 Lactobacillus plantarum Lp01

Liu 等在小鼠感染模型中使用来源于猪肠道的 Lp01,益生菌浓度为 5×10⁹ CFU/mL,随后以 5×10⁸ CFU/mL 的S.Typhimurium ATCC14028进行感染。结果显示,Lp01 可改善小鼠存活,并降低肝脏和脾脏中的鼠伤寒沙门氏菌水平。

干酪乳杆菌 Lactobacillus casei ATTC334

El-Sharkawy 等开展的是肉鸡模型。益生菌浓度为 2×10⁹ CFU/mL,挑战用 S. Typhimurium 为 1×10⁸ CFU/mL。研究观察到,使用该菌株后,从盲肠扁桃体回收到的 S. Typhimurium 减少。

婴儿双歧杆菌Bifidobacterium infantisBL2416

肉鸡实验,益生菌浓度 2×10⁹ CFU/mL,S. Typhimurium 挑战浓度 1×10⁸ CFU/mL。研究观察到 S. Typhimurium 数量减少,同时 IFN-γ 和 TNF-α 水平增加。

枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis CSL2

在蛋鸡模型中使用 1×10⁷ CFU/g 的 B. subtilis CSL2,并以 1×10⁸ CFU/mL 的 S. Gallinarum KVCC-BA0700722进行挑战。研究报告粪便菌群状态趋于正常,同时乳杆菌增加。

注:这里研究的是禽类沙门氏菌模型,并不能直接套用于人体非伤寒沙门氏菌感染。

枯草芽孢杆菌 B. subtilis HU58 + 地衣芽孢杆菌 B. licheniformis SC307

S. Enteritidis 挑战浓度为 4×10⁹ CFU/mL。研究结果显示,这组芽孢杆菌干预可降低肉鸡胃肠道中的沙门氏菌负荷。

大肠杆菌 Nissle 1917(EcN)

EcN 可以与沙门氏菌竞争铁等矿物资源,从而降低 S. Typhimurium 的肠道定植;EcN 产生的微菌素还可在炎症环境中限制 S. Typhimurium,而对整体菌群的影响相对有限。

益生芽孢杆菌(probiotic Bacilli)

一项体外生物膜研究:益生芽孢杆菌产生的 subtilosin A、subtilin 等细菌素可以抑制沙门氏菌生物膜形成,而并未明显杀伤浮游状态的细菌。

益生元、合生元

Asahara 等在 2001 年的小鼠研究中,将双歧杆菌与反式半乳糖基化低聚糖(transgalactosylated oligosaccharides)联合使用,结果显示小鼠对 S. Typhimurium 感染的抵抗力提高。

膳食、营养干预

维生素B12

一项小鼠研究发现,维生素B12缺乏会减少短链脂肪酸产生菌,并有利于 S. Typhimurium 扩增;补充维生素B12后,这些变化可以得到恢复。

维生素A

2024 年的一项小鼠研究显示,维生素A缺乏会损害中性粒细胞对沙门氏菌的控制,使动物更容易发生播散性非伤寒沙门氏菌感染。

膳食纤维

肠道细菌发酵膳食纤维可产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸。体外实验显示,从粪便材料中分离出的乙酸和丁酸能够抑制 S. Enteritidis 生长,尤其是在厌氧和接近小鼠结肠pH的条件下。

恢复正常、多样化饮食和菌群代谢功能可能有益,但不能把某一种纤维或糖类简单视为“抗沙门氏菌益生元”。

菌群代谢物

丙酸

研究显示,丙酸能够抑制S. Typhimurium;综述同时提到,直接给予丙酸或能够产生丙酸的拟杆菌属,都可以增强定植抗性。

琥珀酸

研究表明,给予琥珀酸可促进有益梭菌定植、降低肠道中的 S. Typhimurium 负荷,并降低肠道氧浓度。不过研究同时提醒,沙门氏菌在其他环境下也可能利用宿主来源琥珀酸增强自身毒力,因此这一作用具有明显环境依赖性。

γ-氨基丁酸(GABA)

在小鼠模型中,GABA以及伴随增加的 Alistipes、Lactobacillus 与沙门氏菌感染受抑制相关。

这些结果说明后生元或微生物代谢物也是值得研究的方向,但同样还不能直接转化成普通人的补充剂处方。

植物化学物质

酚类、多酚与单宁

酚类相关物质包括黄酮、儿茶素、白藜芦醇,以及缩合单宁、没食子单宁、黄烷醇没食子酸酯、鞣酸和没食子酸。

研究表明,这类物质可通过影响细胞壁或细胞膜、螯合金属离子、降低部分细菌蛋白酶活性,以及干扰群体感应等途径,抑制沙门氏菌生长或定植;部分单宁还被讨论为可能影响黏液、紧密连接和局部免疫反应。

精油成分与萜类

研究列出具体成分包括香芹酚(carvacrol)、百里香酚(thymol)、丁香酚(eugenol)、肉桂醛和反式肉桂醛(cinnamaldehyde/trans-cinnamaldehyde)、香叶醇(geraniol),以及茶树油中的萜品-4-醇(terpinen-4-ol)、1,8-桉叶素(1,8-cineole)、α-松油醇(α-terpineol)、萜烯和倍半萜。

  • 香芹酚、百里香酚、丁香酚和儿茶素可扰乱细胞膜完整性;
  • 茶树油中的多种萜类可改变膜通透性;
  • 百里香酚和香芹酚还表现出抗生物膜作用。

例如,丁香酚是丁香等植物中的一种活性成分。

Zhao 等的研究显示,丁香酚能够显著下调 S. Typhimurium多种与T3SS和毒力相关的基因,包括 SipA、SipC、SpiC、MisL、HilA 和 HilD。

生物碱及其他活性成分

这些物质包括小檗碱(berberine)、5′-甲氧基氢化可豆素(5′-methoxyhydnocarpin)、胡椒碱(piperine)、β-间苯二酚酸(β-resorcylic acid) 和辣椒油树脂(capsicum oleoresin)等。

小檗碱与5′-甲氧基氢化可豆素被描述为可共同促进小檗碱在细菌内积累并抑制多药耐药外排泵;胡椒碱与部分氨基糖苷类抗生素的组合,表现出协同或杀菌活性。

白术提取物

Gao 等研究的是白术氯仿提取物。这是一项以沙门氏菌生物膜、黏附和宿主细胞侵袭为终点的体外/细胞实验。

研究发现,该提取物能够抑制 S. Typhimurium 生物膜形成,并下调与鞭毛、菌毛和生物膜相关的 filA、filC、fimA、fimH、csgA 和 csgB 等基因,随后观察到沙门氏菌黏附和侵袭宿主细胞的能力下降。

植物化学物质及其对沙门氏菌的最低抑菌浓度

编辑​

编辑​

doi: 10.3389/fvets.2023.1188752

植物化学物质 + 抗生素

植物化学物质与抗生素联用,可能通过抑制外排泵、破坏细胞膜、干扰生物膜形成,以及抑制药物灭活或靶位修饰机制,提高耐药沙门氏菌对抗生素的敏感性。

研究列举了丁香酚或肉桂醛与抗生素联用破坏 S. Typhimurium 生物膜的结果;百里香酚、胡椒碱与阿米卡星、卡那霉素或链霉素联用也表现出协同抑菌作用。

植物化学物质与抗生素协同活性及其最小抑菌浓度

编辑​

doi: 10.3389/fvets.2023.1188752

注:现有证据主要来自体外研究,并不是自行把植物提取物或精油与抗生素联合使用的依据。临床应用仍需进一步验证。

11
结 语

沙门氏菌能否在肠道定植并诱发疾病,是菌株特性、暴露剂量、肠道屏障完整性、肠道微生态基线以及宿主免疫状态共同作用的结果。

伴随微生态机制研究持续深入,益生菌、菌群代谢物与植物源活性物质,有望为沙门氏菌的风险管控提供新的干预思路。

肠道菌群检测可解析肠道群落组成与功能特征,辅助识别相关潜在风险、评估肠道生态状况,对有可疑暴露史或反复检出相关致病菌的人群,可为个体化健康评估提供参考信息。

注:本账号内容仅作交流参考,不作为诊断及医疗依据。

主要参考文献

Chowdhury R, Bosire EM, Wolverton LR, Pavinski Bitar PD, Bell KE, Keresztes I, Chien RC, Altier C. Salmonella exploits a quorum-sensing family signal of the gut commensal Stenotrophomonas maltophilia to facilitate its colonization. Gut Microbes. 2026 Dec 31;18(1):2699455.

Almuzaini AM. Phytochemicals: potential alternative strategy to fight Salmonella enterica serovar Typhimurium. Front Vet Sci. 2023 May 16;10:1188752.

Wu Y, Liu Y, Ma J, Zhu S, Zhao X, Mou H, Ke X, Wu Z, Wang Y, Lin S, Qi W. A Microfluidic Biosensor for Quantitative Detection of Salmonella in Traditional Chinese Medicine. Biosensors (Basel). 2024 Dec 27;15(1):10.

Najim TM, Raad AS, Hussein AA, Hasan MS. Epidemiology and antibiotic resistance of Salmonella spp. in pet dogs: Implications for public health. Open Vet J. 2025 May;15(5):1998-2003.

Leleiwi I, Kokkinias K, Kim Y, Baniasad M, Shaffer M, Sabag-Daigle A, Daly RA, Flynn RM, Wysocki VH, Ahmer BMM, Borton MA, Wrighton KC. Gut microbiota carbon and sulfur metabolisms support Salmonella infections. ISME J. 2024 Jan 8;18(1):wrae187.

Song Y, Ni T, Zhao Y, Sang Z, Wang Q, Xia X, Liu C, Zhang W, Li S, Deng B, Wu P, Tan J, Li Z, Li W. Reactive oxygen species and reactive nitrogen species are double-edged swords in Salmonella infection. Arch Microbiol. 2025 Aug 6;207(9):215.

Soni, S., Gambhir, L., Sharma, G. et al. Unraveling the treasure trove of phytochemicals in mitigating the Salmonella enterica infection. Folia Microbiol 70, 1–17 (2025).

He X, Guo J, Bai Y, Sun H, Yang J. Salmonella-based therapeutic strategies: improving tumor microenvironment and bringing new hope for cancer immunotherapy. Med Oncol. 2024 Dec 12;42(1):27.

Ayuti SR, Khairullah AR, Al-Arif MA, Lamid M, Warsito SH, Moses IB, Hermawan IP, Silaen OSM, Lokapirnasari WP, Aryaloka S, Ferasyi TR, Hasib A, Delima M. Tackling salmonellosis: A comprehensive exploration of risks factors, impacts, and solutions. Open Vet J. 2024 Jun;14(6):1313-1329.

Leave a Reply

客服