在传染病研究领域，长期以来普遍认为，干扰细菌之间的通信是一件有益的事情。然而，由日内瓦大学和新加坡南洋理工大学联合开展的一项最新研究挑战了这一传统观点，并指出，在某些情况下，破坏细菌的交流反而可能导致更严重的后果。
那么，干扰细菌的“群体感应”系统是否总是对人类有利呢？由瑞士日内瓦大学（UNIGE）与新加坡南洋理工大学（NTU）组成的研究团队，对当前传染病研究中的这一核心假设提出了质疑。他们以某种可引发严重心脏感染的细菌为研究对象，揭示了阻断细菌间的化学交流，在某些情况下可能引发不良的临床结果。这项研究成果已发表在《自然通讯》（Nature Communications）期刊上，为开发更具针对性和更有效的心脏感染治疗方案开辟了新路径。
感染性心内膜炎是一种危及生命的疾病，主要表现为心内膜（尤其是心脏瓣膜）的严重炎症。该病常由数种细菌引起，其中粪肠球菌是最常见的致病菌之一。这类细菌通过一种名为“群体感应”的化学通讯系统来协调群体行为——它们通过释放和接收特定信号分子，感知周围菌群密度，进而决定是否启动群体性行动。这种机制使细菌能够形成高度结构化的生物被膜，粘附于心脏瓣膜表面，损害其正常功能，并对抗生素产生极强的抵抗力。正因如此，感染性心内膜炎往往伴随着较高的致残与致死风险。
由南洋理工大学新加坡环境生物工程中心（SCELSE）与日内瓦大学医学院组成的研究小组，首次在心脏感染模型中对“干扰群体感应必然有益”的观点提出了实验性质疑。尽管目前许多研究都在积极开发群体感应抑制剂，试图以此作为一种抗毒力策略来应对细菌感染，但这项研究却揭示了一个令人意外的现象：在心脏感染过程中，抑制细菌的通讯能力，反而可能促使细菌变得更加具有攻击性，从而加重疾病进程。
研究团队发现，当粪肠球菌无法与同类进行有效沟通时，其在心脏瓣膜上形成的生物被膜不仅更大，而且结构更为致密坚韧，从而造成更严重的病理后果。这一结果挑战了“阻断群体感应始终对人类有益”的传统假设。
血流环境天然抑制细菌通讯
为了更真实地模拟人体内的生理环境，研究团队结合了模拟血流动力系统与心脏感染动物模型，发现血流在感染早期阶段实际上会天然地抑制群体感应系统。论文第一作者、SCELSE高级研究员哈里斯·安提帕斯博士解释道：“当细菌附着在心脏瓣膜表面时，会暴露于持续而强烈的血流中。这种机械流动环境会扰乱细菌用于沟通的化学信号分子，从而在物理上抑制了群体感应的启动。”
然而，随着感染不断发展，细菌逐渐嵌入并深藏在瓣膜组织形成的赘生物中，从而避开了血流的冲刷。在这一阶段，群体感应本该被激活，起到类似于“刹车”的作用，限制生物被膜的过度增长。值得警惕的是，当细菌因基因突变等原因完全丧失群体感应功能时，这种内在限制也随之消失。在动物实验中，这类无法通讯的菌株形成了更为庞大的生物被膜，对常用抗生素表现出更强的耐受性，最终导致感染更为严重。
进一步机制研究显示，这种病理变化与两个因素密切相关：一是细菌分泌蛋白酶的能力下降，使其无法有效分解宿主蛋白以控制自身生长；二是其代谢模式发生了转变，使它们能够更高效地利用宿主资源，支持持续增殖。
感染患者中常见“失聪”细菌，与较差预后相关
为验证上述发现的临床意义，研究团队对分离自美国和瑞士的感染性心内膜炎患者的粪肠球菌临床菌株进行了检测。结果显示，近一半的临床分离菌株已丧失群体感应功能。更为关键的是，在这些菌株感染的患者中，即便接受了强效抗生素治疗，其血液中的细菌清除时间也显著延长。哈里斯·安提帕斯博士指出：“这类‘失聪’细菌并非罕见突变体，它们在患者群体中广泛存在，我们的数据表明，这些菌株很可能在临床预后恶化过程中扮演着重要角色。”
这项研究提醒我们，在探索抗感染新策略时，必须充分考虑具体的感染环境和细菌与宿主的相互作用。论文通讯作者、日内瓦大学医学院微生物学与分子医学系教授、同时兼任南洋理工大学SCELSE访问学者的金伯利·克莱因总结道：“我们的发现明确显示，在感染性心内膜炎的背景下，阻断细菌群体感应不仅无益，反而可能通过促进生物被膜的过度生长对患者造成伤害。因此，了解群体感应系统在不同感染阶段和部位是发挥保护还是致病作用，将是开发更精准、更有效抗感染疗法的重要前提。”
