德克萨斯农工大学兽医学和生物医学学院 (VMBS) 和工程学院的研究人员正在合作开展一个项目，该项目利用无害的大肠杆菌菌株来破坏导致尿路感染 (UTI) 的细菌。新项目旨在开发特殊的缓释凝胶，这种凝胶可以分散有益细菌，并为经常患尿路感染的人提供缓解。该论文发表在《感染与免疫》杂志上。

易患频繁尿路感染的人群包括更年期妇女和脊髓损伤患者，包括退伍军人。尿路感染的新疗法对这些人来说尤其重要，因为持续使用抗生素(尿路感染的常用治疗方法)会对肠道微生物群和整体健康产生持久的负面影响。

“几十年来，科学家们已经意识到这种无害的大肠杆菌菌株，但我们不知道如何让它在泌尿道中停留足够长的时间，以造福患者，”VMBS 兽医病理生物学系(VTPB)副教授 Sarguru Subash 博士说。

“在工程学院同事的帮助下，我们正在开发一种新的治疗方法来解决这个问题，并帮助频繁患尿路感染的患者避免服用抗生素。”

“我们开发的材料就是所谓的工程活体材料 (ELM)，”生物医学工程系和材料科学与工程系副教授 Taylor Ware 博士说道。“它是一种水凝胶，就像软性隐形眼镜一样，但凝胶内有活细菌。在这种情况下，该装置在膀胱内自由漂浮，并缓慢释放细菌进入尿道。

“ELM 领域致力于打造能够自我修复的活体基础设施，以及利用细菌或蘑菇制造材料，”他说。“我们对使用活体生物医学设备治疗感染的可能性感到非常兴奋。”

Iris George 和 Manivannan Sivaperuman Kalairaj 分别是 VTPB 和生物医学工程的博士生，也是该项目的主要贡献者。

好细菌与坏细菌

该项目中使用的有益大肠杆菌菌株最早是在 20 世纪 70 年代初在瑞典的一项针对小学生尿液中细菌的研究中发现的。

“研究人员发现，一名女孩没有患上尿路感染，但其尿道中却寄生着一种大肠杆菌，这种大肠杆菌不会引起普通大肠杆菌的症状，”苏巴什说。“她之所以感染这种细菌，是因为她的解剖结构导致每次上厕所时膀胱中残留的尿液量增加。

“正常情况下，大肠杆菌的有益菌株没有能力在没有帮助的情况下在尿道中逗留。膀胱中剩余的尿液越多，意味着排尿后尿液不会流失，从而导致细菌持续存活和生长，”他说。

科学家们后来发现，无害的大肠杆菌菌株是有益的，因为它吸收了有害大肠杆菌生存所需的所有营养物质。尿道中充满了有益菌株，有害细菌无法生长，从而预防了尿路感染。

“令人惊讶的是，这种无害菌株对其他类型的细菌也非常有效，包括导致葡萄球菌感染的细菌——另一种尿路感染的原因，”苏巴什说。“密切相关的细菌需要相同的资源是有道理的，但我们还不确定为什么其他类型的细菌也会受到影响。”

一些其他细菌，如葡萄球菌，对抗生素具有众所周知的耐药性，这使得这种新治疗方法特别有前景。

苏巴什说：“利用‘好’细菌对抗‘坏’细菌开辟了各种新的治疗和预防可能性，而不仅限于尿路感染。”