8/13/2019 Gregor Reid, 1990c

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C L I N I C A L M I C R O B I O L O G Y R E V I E W S , O c t . 1 9 9 0 , p . 3 3 5 - 3 4 4 V o l . 3 , N o . 40 8 9 3 - 8 5 1 2 / 9 0 / 0 4 0 3 3 5 - 1 0 0 2 . 0 0 / 0C o p y r i g h t 1 9 9 0 , A m e r i c a n S o c i e t y f o r M i c r o b i o l o g y

I s T h e r e a R o l e f o r L a c t o b a c i l l i i n P r e v e n t i o n o f U r o g e n i t a l a n dI n t e s t i n a l I n f e c t i o n s ?GREGOR R E I D , l . 2 t * ANDREW W. B R U C E , ' J A C Q U E L I N E A . M C G R O A R T Y , l K . - J . CHENG,3AN D J . WILLIAM COSTERTON4

D i v i s i o n o f U r o l o g y , D e p a r t m e n t o f S u r g e r y , a n d D e p a r t m e n t o f M i c r o b i o l o g y , 2 U n i v e r s i t y o f T o r o n t o , T o r o n t o G e n e r a lH o s p i t a l , 2 0 0 E l i z a b e t h S t r e e t , T o r o n t o , O n t a r i o M5G 2 C 4 , A g r i c u l t u r e C a n a d a , R e s e a r c h S t a t i o n , L e t h b r i d g e , A l b e r t aT I J 4 B J , a n d D e p a r t m e n t o f B i o l o g i c a l S c i e n c e s , U n i v e r s i t y o f C a l g a r y , C a l g a r y , A l b e r t a T2N I N 4 , 4 C a n a d aINTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 5T e r m i n o l o g y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 5FORMATION AN D STRUCTURE OF MICROBIAL COMMUNITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 3 5BACTERIAL INTERFERENCE . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 3 3 6H i s t o r i c a l P e r s p e c t i v e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 6S t u d i e s d u r i n g t h e L a s t 3 0 Y e a r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 6G a s t r o i n t e s t i n a l t r a c t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 6 i ) T h e r a p e u t i c a g e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 7

i i ) C l i n i c a l s t u d i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 7 i i i ) P o s s i b l e m e c h a n i s m s o f a c t i o n . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . 3 3 7U r o g e n i t a l t r a c t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 8 i ) U r o p a t h o g e n i c p r o p e r t i e s a s s o c i a t e d w i t h d i s e a s e . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. 3 3 8 i i ) L a c t o b a c i l l u s b y - p r o d u c t s a i d i n g i n t e r f e r e n c e . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 3 3 9 i i i ) C l i n i c a l s t u d i e s o f b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 9 i v ) U s e o f l a c t o b a c i l l i i n p o s t a n t i b i o t i c t h e r a p y . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 9( v ) T h e r a p y f o r v a g i n i t i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 0P r o b i o t i c s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 0F u t u r e D i r e c t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 1ACKNOWLEDGMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 1LITERATURE CITED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 1INTRODUCTION

T h e p u r p o s e o f t h i s r e v i e w i s t o d i s c u s s t h e r e l a t i v e l yr e c e n t r e v i v a l o f i n t e r e s t i n b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e , p a r t i c u -l a r l y t h e u s e o f L a c t o b a c i l l u s s t r a i n s f o r t h e t r e a t m e n t a n dp r e v e n t i o n o f d i s e a s e . To p u t t h e c o n c e p t i n p e r s p e c t i v e , i t i si m p o r t a n t t o c l a r i f y t e r m i n o l o g y , b r i e f l y m e n t i o n t h e f o r m a -t i o n a n d s t r u c t u r e o f m i c r o b i a l c o m m u n i t i e s , a n d t h e n d i s -c u s s t h e f a c t o r s t h a t i n f l u e n c e t h e p r o c e s s . T h e s c o p e o f t h i sr e v i e w i s r a t h e r e x t e n s i v e , a n d t h e r e a d e r w i l l b e p r o v i d e dw i t h some a p p r o p r i a t e r e f e r e n c e s f o r m o r e d e t a i l e d c o v e r a g eo f c e r t a i n a r e a s .T e r m i n o l o g y

T h e r e v i e w w i l l c o n c e n t r a t e p r i m a r i l y o n s p e c i f i c e x a m -p l e s o f b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e , a t e r m t h a t e x t e n d s t o i n t e r -a c t i o n s b e t w e e n t w o o r more b a c t e r i a w h i c h l e a d t o t h ee s t a b l i s h m e n t o f a n o n i n f e c t e d s t a t e i n t h e h o s t . W e a r e i na g r e e m e n t w i t h T a n n o c k ( 1 2 0 ) , who u s e d t h e t e r m i n t e r f e r -e n c e t o a v o i d c o nf u s i o n w i t h n u m e r o u s o t h e r t e r m s . W e u s et h e t e r m b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e , a s t h i s r e v i e w w i l l c o n c e n -t r a t e p r i m a r i l y o n b a c t e r i a l s p e c i e s .A l t h o u g h p a t h o g e n i c o r g a n i s m s c a n i n t e r f e r e w i t h t h en o r m a l f l o r a a n d c a u s e i n f e c t i o n , we h a v e a v o i d e d u s e o f t h et e r m n e g a t i v e i n t e r f e r e n c e , r e a l i z i n g t h a t f a c t o r s o t h e r t h a n

* C o r r e s p o n d i n g a u t h o r .t P r e s e n t a d d r e s s : U n i v e r s i t y R e s e a r c h O f f i c e , S t e v e n s o n - L a w -s o n B u i l d i n g , U n i v e r s i t y o f W e s t e r n O n t a r i o , L o n d o n , O n t a r i o N 6A5 B 8 , C a n a d a .

i n t e r f e r e n c e i n d u c e i n f e c t i o n . T h e r e f o r e , t h e i n t e r f e r e n c et e r m i n o l o g y w i l l c o v e r o n l y p o s i t i v e r e a c t i o n s , w h i c h l e a d t op r e v e nt i o n o f i n f e c t i o n . As t h i s p r o c e s s c a n b e h o m o l o g o u s ,h e t e r o l o g o u s , n a t u r a l , o r a r t i f i c i a l , e a c h o f t h e s e a s p e c t s w i l lb e d i s c u s s e d . A l t h o u g h t h e t e r m c o m p e t i t i v e e x c l u s i o n h a so f t e n b e e n u s e d s y n o n y m o u s l y w i t h i n t e r f e r e n c e , i n t h i sr e v i e w i t w i l l b e u s e d o n l y t o d e s c r i b e b l o c k a g e o f b a c t e r i a la d h e s i o n t o a s u r f a c e i n v i v o a n d i n v i t r o . O t h e r t e r m s , s u c ha s b a c t e r i o t h e r a p y a n d b a c t e r i o p r o p h y l a x i s , d e s c r i b e t h emod e o f e m p l o y m e n t o f b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e a n d t h e r e f o r ea r e c o n s i d e r e d t o b e c o n t a i n e d w i t h i n t h e g e n e r a l t e r m .T h e t e r m s n o r m a l , a u t o c h t h o n o u s , a n d i n d i g e n o u s w i l l b eu s e d t o d e s c r i b e t h e b a c t e r i a l f l o r a n o r m a l l y e x i s t i n g i n ah e a l t h y h o s t . A l t h o u g h T a n n o c k ( 1 2 0 ) a v o i d e d t h e t e r m f l o r af o r i t s b o t a n i c a l o r i g i n , w e b e l i e v e t h a t i t s t i l l m e r i t s u s a g eh e r e .FORMATION AND STRUCTURE OFMICROBIAL COMMUNITIES

To d i s c u s s b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e , i t i s i m p o r t a n t t o m e n -t i o n b r i e f l y how m i c r o b i a l c o m m u n i t i e s a r e f o r m e d . E x t e n -s i v e m i c r o b i o l o g i c a l a n d m o r p h o l o g i c a l s t u d i e s h a v e p r o -v i d e d v a l u a b l e i n f o r m a t i o n o n t h e s t r u c t u r e o f m i c r o b i a lc o m m u n i t i e s . T h e p r i m a r y d e t e r m i n a n t g o v e r n i n g t h e i r e s -t a b l i s h m e n t o n t h e s u r f a c e o f t i s s u e s i s a d h e s i o n . C l e a r l y , i na s y s t e m i n w h i c h b u l k f l u i d s a r e m o b i l e , b a c t e r i a l a d h e s i o ni n i t i a t e s t h e s e s s i l e g r o w t h t h a t w i l l e v e n t u a l l y r e s u l t i n t h ef o r m a t i o n o f b a c t e r i a l b i o f i l m s o n t i s s u e s u r f a c e s ( 1 7 ) . A l -t h o u g h much e m p h a s i s i s p l a c e d o n v e r y s p e c i f i c a d h e s i n -m e d i a t e d m e c h a n i s m s ( 9 2 ) , t h e s i m p l e t r u t h i s t h a t m o s tb a c t e r i a p r o b a b l y a d h e r e t o m o s t s u r f a c e s b y m e a n s o f l e s s3 3 5

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C L I N . MS I J O L . R E V .a v i d , l e s s s p e c i f i c m e c h a n i s m s . I n a d d i t i o n , c h e m i c a l l y n e u -t r a l s u r f a c e s i n c h e m i c a l l y n e u t r a l e n v i r o n m e n t s s o o n a c -q u i r e h u n d r e d s o f a d h e r e n t b a c t e r i a l s p e c i e s i n a v a i l a b l es p a c e s ( 2 0 ) .B a c t e r i a l e c o l o g y d i f f e r s p r o f o u n d l y f r o m e u c a r y o t i c e c o l -o g y i n t h a t v e r y l a r g e n u m b e r s o f s p e c i e s c a n e s t a b l i s ht h e m s e l v e s i n a g i v e n n i c h e . I n a d d i t i o n , i n d i v i d u a l c e l l s t h a tt h r i v e i n t h a t l o c u s c a n s o o n come t o c o m p l e t e l y d o m i n a t et h e e c o s y s t e m . T h e s t r u c t u r e o f t h e human v a g i n a l f l o r a i s ac a s e i n p o i n t ( 9 0 , 9 7 ) . T h e r e , n u m e r o u s b a c t e r i a l s p e c i e s c a na d h e r e , b u t l a c t o b a c i l l i p r o d u c e s u c h a n a c i d i c n i c h e t h a tt h e y s u r v i v e a n d p r o l i f e r a t e t h e b e s t . T h e f i n a l m i c r o b i a lb a l a n c e i n t h e s e e c o s y s t e m s i s d e p e n d e n t o n p h y s i o l o g i c a lf a c t o r s . C h a n g e s i n t i s s u e s u r f a c e c h e mi s t r y , s u c h a s t h o s em e d i a t e d b y h o r m o n e f l u c t u a t i o n s , c a n a l t e r s e l e c t i v e p r e s -s u r e s a n d c h a n g e t h e p r e d o m i n a n t a u t o c h t h o n o u s f l o r a o f t h es i t e . T h e r e f o r e , h o s t c h a n g e s , s u c h a s m e n o p a u s e , c a np r o f o u n d l y a l t e r t h e p r e d o m i n a n t m i c r o b i a l f l o r a o f t h ev a g i n a a n d u r e t h r a ( 6 5 ) . I n a d d i t i o n , o t h e r f a c t o r s , s u c h a sa n t i b i o t i c t h e r a p y ( 8 1 ) a n d a g e ( 6 5 ) , c a n d i s t o r t t h e o u t c o m eo f n a t u r a l c o m p e t i t i o n w i t h in a g i v e n e c o s y s t e m a n d r a d i -c a l l y a l t e r t h e c l i m a x p o p u l a t i o n ( s t a n d i n g c r o p ) o f b a c t e r i ao n t i s s u e s u r f a c e s . N o t w i t h s t a n d i n g t h e s e e f f e c t s , t h e t i s s u e -a s s o c i a t e d b a c t e r i a l p o p u l a t i o ns o f s u r f a c e s a r e r e l a t i v e l yc o n s i s t e n t a n d a r e u s u a l l y d o m i n a t e d b y t h e s a m e g e n e r a a n ds p e c i e s i n a l m o s t a l l i n d i v i d u a l s i n t h e h o s t s p e c i e s . I n t h i sw a y , t h e h o m e o s t a s i s o f t h e h o s t p r o v i d e s a c o n s i s t e n te n v i r o n m e n t f o r t h e t i s s u e - a s s o c i a t e d m i c r o b i a l f l o r a , w h i c ho f t e n p l a y s a v i t a l p h y s i o l o g i c a l r o l e i n t h e e f f e c t i v e f u n c t i o no f t h e c o l o n i z e d s i t e ( 1 5 ) .M i c r o b i a l a d h e s i o n i s a g e n e r a l i z e d p h e n o m e n o n , a s m e n -t i o n e d a b o v e , a n d p e r h a p s t h e m o s t i m p o r t a nt d e t e r m i n a nti n t h i s p r o c e s s i s s u r v i v a l a n d r e p l i c a t i o n i n t h e t i s s u e s u r f a c ee n v i r o n m e n t . A d h e s i o n a s s i s t s o r g a n i s m s t o s u r v i v e s e c r e -t i o n , p e r i s t a l s i s , o r v o i d i n g m o t i o n , d e p e n d i n g u p o n t h e h o s ts i t e . T o a d h e r e b u t n o t t o r e p l i c a t e i s , f o r b a c t e r i a l s p e c i e s ,a d e f e c t t h a t c o u l d m a k e t h e m d i s a p p e a r f r o m t h e t i s s u es u r f a c e n i c h e . A l s o , v a r i o u s n u t r i t i o n a l r e q u i r e m e n t s m u s tb e s a t i s f i e d t o m a i n t a i n g e n e r a t i o n a n d e x i s t e n c e . I n p r e -f e r r e d m i c r o b i a l h a b i t a t s , s u r v i v a l i s t h e p a r a m o u n t f a c t o ra n d s m a l l n u m b e r s o f s p e c i e s u s u a l l y p r e d o m i n a t e ( e . g . ,c a m p y l o b a c t e r s i n t h e a c i d i c s t o m a c h , l a c t o b a c i l l i i n t h ev a g i n a , s m a l l n u m b e r s o f s p e c i e s i n t h e b i l e - s a l t - r i c h b i l i a r ys y s t e m ) . On t h e o t h e r h a n d , c o m p e t i t i o n i s t h e p a r a m o u n tf a c t o r i n t i s s u e s u r f a c e e c o s y s t e m s t h a t g e n e r a l l y s u p p o r tb a c t e r i a l g r o w t h , a n d a l a r g e v a r i e t y o f s p e c i e s u s u a l l yp r e d o m i n a t e ( e . g . , i n t h e i n t e s t i n e a n d t h e o r o p h a r y n x ) .

BACTERIAL INTERFERENCET o p l a c e r e c e n t r e s e a r c h f i n d i n g s i n p e r s p e c t i v e , w e w i l ls t a r t w i t h a f e w c o m m e n t s o n s o m e i m p o r t a n t h i s t o r i c a l

l a n d m a r k s , p r i o r t o t h e 1 9 6 0 s , t h a t h a v e c o n t r i b u t e d t o t h ea r e a .H i s t o r i c a l P e r s p e c t i v e

A h i s t o r i c a l d o c u m e n t a t i o n o f b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e h a sb e e n p r e s e n t e d f a i r l y c o m p r e h e n s i v e l y b y B i b e l 4 , 5 ) a n dF l o r e y ( 2 7 ) . Some o f t h e k e y s t a g e s a r e d i s c u s s e d b e l o w .M o r e t h a n a c e n t u r y a g o , i n 1 8 8 5 , A r n o l d o C a n t a n i ( 1 0 )t r e a t e d p u l m o n a r y t u b e r c u l o s i s b y s p r a y i n g B a c t e r i u mt e r m o i n t o p a t i e n t s l u n g s . T h i s f i r s t r e p o r t o f b a c t e r i o t h e r -a p y s h o w e d t h a t t h e a p p r o a c h c o u l d b e e f f e c t i v e . Two y e a r sl a t e r , R u d o l f E m m e r i c h ( 2 4 ) u s e d s t r e p t o c o c c i t o p r e v e n td e a t h f r o m a n t h r a x i n r a b b i t s . T h i s w o r k p r o v e d t h a t e v e n

t h e m o s t v i r u l e n t b a c t e r i u m c o u l d b e i n t e r f e r e d w i t h . C l i n i -c a l t e s t s c o n t i n u e d i n E u r o p e , a s w i t n e s s e d b y t h e w o r k o fD a v i d N e w m a n i n S c o t l a n d i n 1 9 1 5 ( 7 2 ) . H e a b e d l a c t o b a c i l l it o t r e a t b l a d d e r i n f e c t i o n s a n d c l a i m e d t h a t t h e b a s i s f o r t h i st r e a t m e n t was t h a t t h e l a c t i c a c i d p r o d u c e d b y l a c t o b a c i l l ih a d a n t i s e p t i c p r o p e r t i e s w h i c h c o u l d c l e a r i n f e c t i n g o r g a n -i s m s . H o w e v e r , h i s p a r a m e t e r s o f s u c c e s s w e r e n o t c l e a r l yp r e s e n t e d , a n d w i t h a s m a l l s a m p l e s i z e a n d l a c k o f k n o w l -e d g e o f t h e L a c t o b a c i l l u s s t r a i n , i t i s d i f f i c u l t t o f u l l yi n t e r p r e t how ( o r i f ) t h i s t h e r a p y w o r k e d .E l i e M e t c h n i k o f f was p e r h a p s t h e m o s t r e n o w n e d o f t h eb a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e a d v o c a t e s . I n 1 8 9 4 , h e s h o w e d t h a tc h o l e r a c o u l d b e p r e v e n t e d b y t h e p r e s e n c e o f a n t a g o n i s t i co r g a n i s m s i n t h e i n t e s t i n e ( 6 9 ) . H e was r e n o w n e d f o r i m p l y -i n g a n i m p o r t a n t f u n c t i o n f o r t h e n o r m a l f l o r a , w h e r e b yb y - p r o d u c t s o f t h e f l o r a somehow a f f e c t e d t h e h e a l t h s t a t u sa t p o i n t s o t h e r t h a n t h e i n t e s t i n a l c o l o n i z a t i o n s i t e . M e t c h -n i k o f f s w o r k w i t h l a c t o b a c i l l i s t i m u l a t e d Y a l e U n i v e r s i t yr e s e a r c h e r s t o i d e n t i f y L a c t o b a c i l l u s a c i d o p h i l u s s t r a i n s t h a tc o u l d s u r v i v e t r a n s m i s s i o n t h r o u g h t h e s t o m a c h a n d i n t e s -t i n e ( 9 3 ) . O r a l a d m i n i s t r a t i o n o f t h i s o r g a n i s m was f o u n d t oh e l p m i n o r d i s o r d e r s s u c h a s c o n s t i p a t i o n a n d d i a r r h e a ,p r e s u m a b l y v i a c o l o n i z a t i o n a n d i n t e r f e r e n c e .I n 1 9 5 6 , S e a r s e t a l . ( 1 0 6 ) i m p l a n t e d a g e l a t i n c a p s u l ec o n t a i n i n g l i v e c e l l s o f a v i r u l e n t E s c h e r i c h i a c o l i i n t o t h e d o gi n t e s t i n e . T h i s t r e a t m e n t r e p e l l e d a c h a l l e n g e w i t h a v i r u l e n ts t r a i n o f E . c o l i a n d s e t t h e s t a g e f o r more e x t e n s i v ei n t e r f e r e n c e s t u d i e s .

S t u d i e s d u r i n g t h e L a s t 3 0 Y e a r sI n l o o k i n g a t w o r k p e r f o r m e d s i n c e 1 9 6 0 , w e must a s k w h yb a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e t h e r a p y h a s n o t h a d a more w i d e -s p r e a d a c c e p t a n c e i n t h e m e d i c a l w o r l d a n d w h y many morep r o d u c t s a r e n o t c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e . T h e r e a r e manye x a m p l e s o f b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e ( a c h i e v e d t h r o u g h n a t u r a la n d a r t i f i c i a l m e a n s ) t h a t h a s e s t a b l i s h e d a n o r m a l f l o r a t h a ti n t e r f e r e s w i t h t h e i n f e c t i o n p r o c e s s . H o w e v e r , w i t h a f e we x c e p t i o n s , m a i n l y a g r o u p o f h e a l t h f o o d p r o d u c t s , b a c t e r i a li n t e r f e r e n c e d o e s n o t f o r m t h e m a i n p a r t o f a p h y s i c i a n sa r m a m e n t a r i u m . P o s s i b l e r e a s o n s f o r t h i s w i l l b e d i s c u s s e di n t h e n e x t t h r e e s e c t i o n s .G a s t r o i n t e s t i n a l t r a c t . T h e b a c t e r i a l f l o r a o f t h e g a s t r o i n -t e s t i n a l t r a c t h a s b e e n t h e s u b j e c t o f i n v e s t i g a t i o n f o r manyy e a r s . T h i s i s a s i t e o f a l a r g e p r o l i f e r a t i o n o f m i c r o o r g a n -i s m s , w i t h d o m i n a t i o n o f d i f f e r e n t s t r a i n s b e i n g i n f l u e n c e d b ymany f a c t o r s , a n d c o m p e t i t i o n a n d i n t e r f e r e n c e b e i n g w i d e -s p r e a d ( 1 2 0 ) . Some g a s t r o i n t e s t i n a l t r a c t s t u d i e s h a v e f o -c u s e d o n b a c t e r i a l i n t e r a c t i o n s a n d t h e i r i m p a c t on a n a t o m i c ,p h y s i o l o g i c , a n d i m m u n o l o g i c p a r a m e t e r s 9 5 ) . A n t a g o n i s t i ca n d c o o p e r a t i v e r e a c t i o n s , w h i c h l e a d t o i n t e r f e r e n c e o f t h ee s t a b l i s h m e n t o f p a t h o g e n i c o r g a n i s m s , a r e k n o w n t o o c c u r .

T h i s p r o c e s s , w h e r e b y t h e m i c r o f l o r a r e s i s t s i n c u r s i o n b yh a r m f u l m i c r o o r g a n i s m s , h a s b e e n r e f e r r e d t o a s c o l o n i z a -t i o n r e s i s t a n c e ( 3 4 ) .T h e a e r o b i c a n d a n a e r o b i c f l o r a s a s a w h o l e ( 1 3 2 ) h a v e ap r o t e c t i v e r o l e a g a i n s t b a c t e r i a a n d a l s o f u n g a l s p e c i e s s u c ha s C a n d i d a a l b i c a n s 5 3 ) . I n t e r f e r e n c e w i t h t h e e f f e c t o fC a n d i d a s p e c i e s was l i n k e d t o s u p p r e s s i o n o f c a n d i d a lg r o w t h a n d h e n c e i n h i b i t i o n o f i t s d i s s e m i n a t i o n f r o m t h ei n t e s t i n e . D i s s e m i n a t i o n , a l s o r e f e r r e d t o a s i n t e s t i n a l t r a n s -l o c a t i o n , h a s b e e n s t u d i e d b y W e l l s e t a l . , ( 1 3 0 ) who s h o w e dt h a t E . c o l i t r a n s l o c a t i o n c a n b e l i m i t e d b y e n t e r o c o c c i a n dc e r t a i n a n a e r o b i c b a c t e r i a . T h e r e f o r e , s y s t e m i c i n f e c t i o nf r o m a n i n t e s t i n a l s o u r c e c a n p o t e n t i a l l y b e p r e v e n t e d b yb a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e w i t h i n t h e i n t e s t i n a l t r a c t .

3 3 6 REID ET AL.

8/13/2019 Gregor Reid, 1990c

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BACTERIAL INTERFERENCE 3 3 7S p e c i f i c m e m b e r s o f t h e i n t e s t i n a l f l o r a h a v e b e e n i d e n t i -f i e d f o r t h e i r r o l e i n t h e p r o c e s s o f i n t e r f e r e n c e , n o t a b l yb i f i d o b a c t e r i a ( 3 3 , 7 1 ) , e n t e r i c b a c i l l i a n d a n a e r o b e s ( 4 4 , 4 5 ) ,a n d l a c t o b a c i l l i ( 3 0 , 1 2 0 , 1 2 2 ) . S e l e c t i v e c o l o n i z a t i o n o f t h ei n t e s t i n a l f l o r a b y u s i n g d i e t a r y s u p p l e m e n t s h a s b e e n a t -t e m p t e d s i n c e t h e w o r k o f M e t c h n i k o f f . F o r e x a m p l e , y o g u r t

a n d m i l k b e v e r a g e s c o n t a i n i n g c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e L .a c i d o p h i l u s h a v e b e e n u s e d , o f t e n w i t h n o l a s t i n g c o l o n i -z a t i o n a n d w i t h n o s i g n i f i c a n t e f f e c t s o n c o l i f o r m n u m b e r s( 3 1 ) . T o e v a l u a t e t h e v a r i o u s c l i n i c a l s t u d i e s , t w o q u e s t i o n sm u s t b e e x a m i n e d : i ) W h e t h e r t h e r a p y i n vo l v e d s p e c i a l l ys e l e c t e d m i c r o b i a l s t r a i n s a n d i i ) w h e t h e r r a n d o m i z e d d o u -b l e - b l i n d s t u d i e s w e r e u n d e r t a k e n i n a p r o p h y l a c t i c o r t r e a t -m e n t m a n n e r a nd w h e t h e r t h e o u t c o m e s w e r e w e l l i n v e s t i -g a t e d . i ) T h e r a p e u t i c a g e n t s . T h e u s e o f c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l el a c t o b a c i l l i m u s t b e c a r e f u l l y i n v e s t i g a t e d . I n o u r e x p e r i -e n c e , s o m e o f t h es e p r ep a r a t i o n s a r e u n r e l i a b l e . T h i s p o i n ts h o u l d b e e m p h a s i z e d r e p e a t e d l y , s o t h a t i n v e s t i g a t o r s a n dc o m m e r c i a l c o m p a n i e s d o n o t f l o o d t h e f i e l d w i t h c l i n i c a lr e s u l t s t h a t a r e b a s e d u p o n i n a d e q u a t e m i c r o b i a l s e l e c t i o n .Numerous L . a c i d o p h i l u s h e a l t h f o o d p r o du c t s a r e p r e s e n t l ya v a i l a b l e c o m m e r c i a l l y . Many o f t h e s e a r e d e s i g n e d t o b et a k e n o r a l l y w i t h a v i e w t o c o l o n i z i n g t h e i n t e s t i n e a n de s t a b l i s h i n g a b a l a n c e d e c o s y s t e m . An e x a m i n a t i o n o f t h ed o m i n a n t o r g a n i s m p r e s e n t i n a s e l e c t i o n o f t h e s e p r ep a r a -t i o n s s u r p r i s i n g l y s h o w e d a t e n d e n c y t o w a r d L . c a s e i r a t h e rt h a n L . a c i d o p h i l u s ( G . R e i d , u n p u b l i s h e d d a t a ) . T h e r e a s o nf o r t h i s i s u n c l e a r . H o w e v e r , i t e m p h a s i z e s t h e n e e d f o rc a u t i o n i n d r a w i n g c o n c l u s i o n s f r o m s o m e e x i s t i n g t h e r a p e u -t i c m o d a l i t i e s . H a w l e y e t a l . ( 4 3 ) h a v e p r e v i o u s l y s t r e s s e dc o n c e r n o v e r v a l u e l e s s l a c t o b a c i l l u s p r e p a r a t i o n s w h i c hc o n t a i n e d n o n v i a b l e o r g a n i s m s o r s t r a i n s f o r e i g n t o t h ei n t e s t i n e . T h i s e m p h a s i z e s s t r a i n s e l e c t i o n g e a r e d t o a p p l i -c a t i o n . U n t i l s t r a i n s w i t h s p e c i f i c p r o p e r t i e s a r e s c i e n t i f i c a l l ys e l e c t e d , c h a r a c t e r i z e d , a n d u s e d c a r e f u l l y i n c o m m e r c i a lp r e p a r a t i o n s ( w i t h c l i n i c a l e v i d e n c e a n d g o v e r n m e n t a p p r o v -a l ) , t h e y a r e u n l i k e l y t o p r e v e n t i n f e c t i o n i n t h e i n t e s t i n e o rn e a r b y m u c o s a l s i t e s ( v a g i n a , u r i n a r y t r a c t ) . T h i s may b eo n e e x p l a n a t i o n f o r f a i l u r e s w i t h L a c t o b ac i l l u s t h e r a p y . i i ) C l i n i c a l s t u d i e s . I n a s t u d y o f 9 4 p a t i e n t s , t r e a t m e n t o fa c u t e - o n s e t d i a r r h e a b y u s i n g a c o c k t a i l o f b a c t e r i a ( 3 5 t o45 l a c t o b a c i l l i ) d i d n o t s h o r t e n t h e c o u r s e o f t h e i n f e c t i o n( 7 7 ) . T h e p r e p a r a t i o n u s e d c o n t a i n e d m a i n l y S t r e p t o c o c c u st h e r m o p h i l u s , a n d n o i n d i c a t i o n o f i t s e f f e c t i v e n e s s a g a i n s t ar a n g e o f e n t e r i c p a t h o g e n s w a s p r e s e n t e d . T h e r e f o r e , e v a l -u a t i o n o f t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h i s t h e r a p y c a nn o t b e c o m -p l e t e d .A n o t h e r c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e L . a c i d o p h i l u s l L . b u l -g a r i c u s p r e p a r a t i o n w a s t e s t e d i n a r a n d o m i z e d , d o u b l e -b l i n d t r i a l t o p r e v e n t t r a v e l e r s d i a r r h e a i n M e x i c o ( 8 0 ) . T h i sp r o p h y l a c t i c a p p r o a c h h a s m e r i t s i n t h e o r y . H o w e v e r , t h e r ew a s n o n e t p r e v e n t i o n o f d i a r r h e a . A g a i n , a n a l y s i s o f t h ed a t a s h o w s t h a t i t i s u n c l e a r w h e t h e r t h e i n f e c t e d p a t i e n t sh a d v i r a l p a t h o g e n s ( w h i c h w o u l d p r o b a b l y n o t b e a f f e c t e db y l a c t o b a c i l l i ) o r b a c t e r i a l p a t h o g e n s r e s i s t a n t t o l a c t o b a -c i l l i . I n a d d i t i o n , t h e d e g r e e o f c o l o n i z a t i o n a f f o r d e d b y t h ed o s a g e w a s n o t t e s t e d , a n d t h e e x p o s u r e o f p a t i e n t s t o t h ep a t h o g e n s w a s n o t m o n i t o r e d .O t h e r s t u d i e s , h o w e v e r , s u p p o r t t h e u s e o f b a c t e r i a li n t e r f e r e n c e f o r g a s t r o i n t e s t i n a l t r a c t d i s o r d e r s . U s i n g ad o s a g e o f t w o l y o p h i l i z e d B a c i d l a c t o b a c i l l u s c a p s u l e s( F i s o n s C or p . , R o c h e s t e r , N . Y . ) f o u r t i m e s d a i l y , S e t t e l( 1 0 8 ) t r e a t e d p a t i e n t s w i t h v a r i o u s i n t e s t i n a l d i s o r d e r s , i n -c l u d i n g p r u r i t u s a n i , p o s t a n t i b i o t i c d i a r r h e a , s p a s t i c a n dm u c o u s c o l i t i s , a n d e x c e s s i v e f l a t u s . He r e p o r t e d a n i m -

p r o v e m e n t i n p a t i e n t c o n d i t i o n i n 3 9 o f 4 8 ( 8 1 ) p a t i e n t s .T h e m e c h a n i s m s r e s p o n s i b l e f o r s u c c e s s w e r e n o t d i s c u s s e d .A n o t h e r s t u d y w i t h B a c i d s h o w e d s i m i l a r l y s u c c e s s f u l r e -s u l t s i n t r e a t i n g g a s t r i c p r o b l e m s , a l t h o u g h p l a c e b o t h e r a p yw a s n o t a s s e s s e d ( 3 ) . T h e B a c i d c a p s u l es a g a i n t e s t e df a v o r a b l y i n t h e t r e a t m e n t o f s y m p t o m a t i c e n t e r i c i n f e c t i o n( 2 3 ) . T h e a u t h o r s c o n c l u d e d b y s t a t i n g t h a t no e x p l a n a t i o nc a n b e o f f e r e d f o r t h i s p h e n o m e n o n . T h e m e c h a n i s m o fa c t i o n o f l a c t o b a c i l l i i s c l e a r l y o p e n t o i n v e s t i g a t i o n , b u t a sw i t h b i f i d o b a c t e r i a ( 7 9 ) , a c i d p r o d u c t i o n a n d c o m p e t i t i o na p p e a r t o p l a y a r o l e . C l i n i c a l s t u d i e s w h i c h e x a m i n e t h em e c h a n i s m s o f d i s e a s e p r e v e n t i o n w i l l b e o f g r e a t v a l u e i na s s e s s i n g a n d u n d e r s t a n d i n g b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e . i i i ) P o s s i b l e m e c h a n i s m s o f a c t i o n . O n c e m i c r o b i a l c o m -m u n i t i e s h a v e b e c o m e w e l l e s t a b l i s h e d i n t h e i n t e s t i n e , i tc o u l d p r o v e d i f f i c u l t f o r l a c t o b a c i l l i t o a v o i d s w i f t p a s s a g et h r o u g h t h e t r a c t . T h i s m ay b e o n e r e a s o n why L a c t o b a c i l l u st h e r a p y i s n o t a l w a y s s u c c e s s f u l i n t r e a t i n g i n f e c t i o n .R a t h e r , s e l e c t i v e u s e o f a n t i m i c r o b i a l a g e n t s t o c l e a r i n f e c -t i o n , f o l l o w e d b y i m p l a n t a t i o n o f i n d i g e n o u s o r g a n i s m s t or e c o l o n i z e a n d p r e v e n t r e c u r r e n c e , may p r o v e a more f r u i t -f u l a v e n u e .I t h a s b e e n p r o p o s e d t h a t f o r l a c t o b a c i l l i t o c o l o n i z e am u c o s a l s u r f a c e , t h e y m u s t p o s s e s s c e r t a i n p r o p e r t i e s i n -c l u d i n g a d h e s i o n , c o m p e t i t i v e e x c l u s i o n a b i l i t y , a n d i n h i b i -t o r p r o d u c t i o n ( 1 2 , 8 6 ) . A n t a g o n i s t i c a c t i v i t y a p p e a r s t o b ei m p o r t a n t , i n a d d i t i o n t o a d h e s i o n ( 6 6 ) . L a c t o b a c i l l u s s p .s t r a i n GG, w h i c h h a s b e e n s h o w n t o h a v e a n t i m i c r o b i a la c t i v i t y a g a i n s t a w i d e r a n g e o f e n t e r i c b a c t e r i a ( 1 1 1 ) , h a sb e e n s u c c e s s f u l l y u s e d i n t h e t r e a t m e n t o f r e l a p s i n g C l o s -t r i d i u m d i f f i c i l e c o l i t i s ( 3 5 ) . C o n t i n u o u s - f l o w a n d g n o t o b i -o t i c - m o u s e s t u d i e s b y I t o h a n d F r e t e r ( 5 0 ) h a v e d e m o n -s t r a t e d t h a t l a c t o b a c i l l i c a n c o m p e t e w i t h E . c o l i i n t h es t o m a c h a n d s m a l l i n t e s t i n e , b u t a r e l e s s e f f e c t i v e i n t h e l a r g ei n t e s t i n e . H o w e v e r , c l o s t r i d i a h a v e b e e n f o u n d t o c o n t r o l E .c o l i i n t h e l a r g e i n t e s t i n e , i n d i c a t i n g how o r g a n i s m s o t h e rt h a n l a c t o b a c i l l i h a v e a r o l e i n t h e i n t e r f e r e n c e p r o c e s s 5 0 ) .T h e m e c h a n i s m s u s e d b y i n d i g e n o u s b a c t e r i a t o i n t e r f e r ew i t h p o t e n t i a l p a t h o g e n s may a l s o b e u s e d b y p a t h o g e n s t oi n d u c e d i s e a s e . P r o d u c t i o n o f b a c t e r i o c i n s i s a c a s e i n p o i n t .T h e s e a r e a h e t e r o g e n e o u s g r o u p o f s u b s t a n c e s p r o d u c e d b ym a n y b a c t e r i a , a s r e v i e w e d e x t e n s i v e l y e l s e w h e r e ( 1 1 6 ,1 1 9 ) . T h e y a r e a n t i b i o t i c l i k e s u b s t a n c e s t h a t h a v e a n a r r o ws p e c t r u m o f a c t i v i t y , i n h i b i t i n g o n l y h o m o l o g o u s s p e c i e s o fb a c t e r i a . T h e y c o n s i s t o f a b i o l o g i c a l l y a c t i v e p r o t e i n m o i -e t y , h a v e a b a c t e r i c i d a l m o d e o f a c t i o n , a n d a t t a c h t o s p e c i f i cc e l l r e c e p t o r s . T h e r e i s a w i d e v a r i a t i o n i n t h e i r c h e m i c a lc o m p o s i t i o n a n d s p e c i f i c m o d e o f a c t i o n . B a c t e r i o c i n s h a v eb e e n i s o l a t e d f r o m b o t h g r a m - n e g a t i v e a n d g r a m - p o s i t i v eb a c t e r i a , f o r e x a m p l e , c o l i c i n E 3 f r o m E . c o l i a n d l a c t a c i n Bf r o m L . a c i d o p h i l u s 2 ) . O n l y a f e w i n v e s t i g a t o r s h a v es u c c e e d e d i n d e m o n s t r a t i n g b a c t e r i o c i n p r o d u c t i o n i n v i v o( 1 0 9 ) . H o w e v e r , e x t r a p o l a t i n g f r o m t h e i n v i t r o d a t a , i ts e e m s r e a s o n a b l e t h a t many b a c t e r i a a r e c a p a b l e o f d i s p l a c -i n g o r s u p p r e s s i n g t h e g r o w t h o f e s t a b l i s h e d r e s i d e n t b a c t e -r i a i n t h e i n d i g e n o u s f l o r a . I t h a s b e e n s u g g e s t e d t h a t i na d d i t i o n t o t h e i r p o s t u l a t e d r o l e i n p o p u l a t i o n d y n a m i c s ,b a c t e r i o c i n s may f u n c t i o n a s a r e c o g n i t i o n s y s t e m r e l a t e d t oc r o s s - f e r t i l i z a t i o n b e t w e e n d i f f e r e n t s t r a i n s o f b a c t e r i a ( 8 3 ) .B a c t e r i o c i n l i k e s u b s t a n c e s a r e s i m i l a r t o b a c t e r i o c i n s i nn a t u r e , i n t h a t t h e y h a v e a n a r r o w s p e c t r u m o f a n t i m i c r o b i a la c t i v i t y . H o w e v e r , t h e y d o n o t i n h i b i t h o m o l o g o u s s p e c i e so f b a c t e r i a . T h e y a r e b e l i e v e d t o p l a y a s i m i l a r r o l e t ob a c t e r i o c i n s i n b a c t e r i a l e c o l o g y . B y - p r o d u c t s o f b a c t e r i a lm e t a b o l i s m s u c h a s h y d r o g e n a n d h y d r o x y l i o n s , a m m o n i a ,f r e e f a t t y a c i d s , a n d h y d r o g e n p e r o x i d e c a n i n f l u e n c e t h e

V O L . 3 , 1 9 9 0

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C L I N . M I C R O B I O L . R E V .

A ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ A l o X * B Y ' h ' 4 a d f Go- 4F I G . 1 . T r a n s m i s s i o n e l e c t r o n m i c r o g r a p h o f a s e c t i o n o f r u t h e n i u m r e d - s t a i n e d p r e p a r a t i o n o f a v a g i n a l e p i t h e l i a l c e l l f r o m a h e a lt h ywoman. T h i s f i g u r e s h o w s t y p i c a l a d h e r e n c e o f b a c t e r i a t o t h e c e l l s u r f a c e . I t a l s o d e m o n s t r a t e s b a c t e r i a l c o a g g r e g a t i o n b e t w e e ng r a m - p o s i t i v e a n d g r a m - n e g a t i v e ( a r r o w s ) i n d i g e n o u s b a c t e r i a . B a r , 1 . 5 p u m .

c h e mi c a l c o m p o s i t i o n o f m i c r o e n v i r o n m e n t s a n d h e n c e t h eb a c t e r i a l f l o r a t h a t i n h a b i t s t h e s e n i c h e s .I l e a l ( 9 ) a n d c e c a l ( 6 1 ) t i s s u e s , w h i c h h a v e b e e n u s e d t of o r m a u r i n a r y c o n d u i t , o v e r l a p t h e g a s t r o i n t e s t i n a l t r a c tw i t h t h e g e n i t o u r i n a r y t r a c t . I n human s t u d i e s , i t h a s b e e ns h o w n t h a t n a t u r a l l y o c c u r r i n g b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e c a np r e v e n t i n f e c t i o n . I n p a r t i c u l a r , L a c t o b a c i l l u s c o l o n i z a t i o nw a s c o r r e l a t e d w i t h a n i n f e c t i o n - f r e e s t a t e i n i l e a l c o n d u i t s 9 ) . I n t e r e s t i n g l y , t h e i l e a l c o l o n i z a t i o n o c c u r r e d w i t h a d h e -s i o n o f t h e b a c t e r i a t o m u c u s , a n d n o t t o t h e i l e a l c e l l st h e m s e l v e s . T h e m e c h a n i s m s t h a t c o n t r o l L a c t o b a c i l l u si n t e r f e r e n c e r e m a i n t o b e f u l l y e l u c i d a t e d . T h e c o n d u i tm o d e l s r e p r e s e n t a c a s e i n w h i c h b a c t e r i a h a d b e e n e r a d i -c a t e d b y a n t i m i c r o b i a l t h e r a p y b e f o r e s u r g e r y a n d t h e nn a t u r a l r e c o l o n i z a t i o n h a d o c c u r r e d f o l l o w i n g a n t i b i o t i ct h e r a p y . C l e a r l y , t h e o r d e r i n w h i c h o r g a n i s m s c o l o n i z e t h i st i s s u e g r e a t l y i n f l u e n c e s w h e t h e r t h e r e i s i n f e c t i o n o r e s t a b -l i s h m e n t o f a h e a l t h y s t a t e . T h i s f a c t i s w o r t h y o f n o t e i f wea r e t o u s e b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e s u c c e s s f u l l y i n t h e c l i n i c a ls e t t i n g . As D u b o s e t a l . ( 2 2 ) a n d S a v a g e e t a l . ( 1 0 0 , 1 0 2 ) h a v er i g h t l y p o i n t e d o u t , t h e c lo s e a s s o c i a t i o n o f l a c t o b a c i l l i ,a n a e r o b i c s t r e p t o c o c c i , a n d o t h e r m i c r o o r g a n i s m s i n t h ei n t e s t i n e e m p h a s i z e s t h a t a b a l a n c e d m i c r o b i a l p o p u l a t i o nm u s t b e t h e e n d p r o d u c t o f i n t e r f e r e n c e p r o c e s s e s , w h e t h e ra r t i f i c i a l o r n a t u r a l .U r o g e n i t a l t r a c t . T h e u r o g e n i t a l t r a c t ( v a g i n a , c e r v i x ,p e r i u r e t h r a , a n d u r e t h r a ) i s a h a v e n f o r many b a c t e r i a ls p e c i e s . T h e b a l a n c e b e t w e e n m a i n t e n a n c e o f a h e a l t h y s t a t ea n d e m e r g e n c e o f i n f e c t i n g b a c t e r i a p r o b a b l y i n v o l v e s manyf a c t o r s . I n v i v o s t u d i e s h a v e d e m o n s t r a t e d t h a t m e m b e r s o f

t h e v a g i n a l a u t o c h t h o n o u s f l o r a c o a g g r e g a t e a n d c o l o n i z e t h ee p i t h e l i a l c e l l s u r f a c e s ( 9 0 ) ( F i g . 1 ) . I n v i t r o e x p e r i m e n t s c a nd u p l i c a t e t h e s e i n t e r a c t i o n s t o a n e x t e n t , a l t h o u g h t h e e x i s t -i n g m e t h o d o l o g i e s a r e l i m i t e d . I t i s c l e a r t h a t l a c t o b a c i l l i a r et h e d o m i n a n t m e m b e r s o f t h e h e a l t h y a d u l t f e m a l e f l o r a a n dt h a t t h e y a r e a b l e t o c o a g g r e g a t e w i t h o t h e r b a c t e r i a ( 8 9 ) .Wh e n t h i s c o a g g r e g a t i o n i s c o m b i n e d w i t h i n h i b i t o r p r o d u c -t i o n b y t h e l a c t o b a c i l l i , t h e r e a c t i o n l e a d s t o t h e d e m i s e o fu r o p a t h o g e n i c E . c o l i i n v i t r o ( 6 7 ) . T h e c o a g g r e g a t i o n e f f e c tm ay b e o n e m e t h o d w h e r e b y t h e f l o r a n e u t r a l i z e u r o p a t h o -g e n s a n d i n h i b i t t h e i r i n f e c t i o n o f t h e u r i n a r y t r a c t . i ) U r o p a t h o g e n i c p r o p e r t i e s a s s o c i a t e d w i t h d i s e a s e . D u r i n gu r i n a r y t r a c t i n f e c t i o n ( U T I ) , t h e u r o p a t h o g e n s a r e p r e s e n ti n l a r g e r n u m b e r s i n t h e f l o r a o f t h e u r e t h r a a n d v a g i n ac o m p a r e d w i t h h e a l t h y c o n t r o l s ( 6 4 , 7 8 ) . H o w e v e r , i t i s s t i l lu n c l e a r how u r o p a t h o g e n s e m e r g e f r o m t h e u r o g e n i t a l m u-c o s a a n d i n f e c t t h e u r i n a r y t r a c t .Numerous s t u d i e s h a v e d e m o n s t r a t e d t h a t u r o p a t h o g e n se x p r e s s many v i r u l e n c e f a c t o r s ( 4 9 , 9 4 , 1 1 5 , 1 1 6 ) , s u c h a sa d h e s i n s ( 9 2 ) , h e m o l y s i n ( 1 1 , 5 7 ) , s i d e r o p h o r e s ( 9 2 ) , a n dc e r t a i n 0 a n t i g e n s ( 7 , 9 2 ) . T h e i r a d h e s i o n t o u r o g e n i t a l c e l l sa n d t o e a c h o t h e r ( a u t o a g g r e g a t i o n ) e n h a n c e s t h e i r a b i l i t y t oi n f e c t ( 8 8 , 9 2 ) . H o w e v e r , t h e i r a d h e s i o n t o o t h e r o r g a n i s m s( c o a g g r e g a t i o n ) i s l e s s w e l l u n d e r s t o o d . J u s t a s t h i s i s ani m p o r t a n t p h e n o m e n o n i n m a i n t a i n i n g a b a l a n c e d f l o r a , i tw o u l d a l s o seem t o b e r e l e v a n t t o p a t h o g e n e s i s . T h e i n a b i l i t yo f a u r o p a t h o g e n t o s u r v i v e a n d c o m p e t e w i t h o t h e r b a c t e r i af o r n u t r i e n t s , s p a c e , a n d h a b i t a t w o u l d h a v e a d v e r s e e f f e c t so n i t s p a t h o g e n i c i t y . C o a g g r e g a t i o n h a s b e e n i n v e s t i g a t e d i nt h e o r a l c a v i t y , w h e r e t h e r e i s a c o r r e l a t i o n b e t w e e n p l a q u e

3 3 8 REID ET A L .I. .6 1.t I .

4.

S aW A

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BACTERIAL INTERFERENCE 3 3 9f o r m a t i o n a n d i n t e r a c t i o n o f B a c i t e r o i d e s g i n g i v a l i s , A c t i i n o -m y c e s v i s c o s i u s , a n d s t r e p t o c o c c i ( 1 8 , 5 6 ) . T h i s s e r v e s a s au s e f u l m o d e l t o i n v e s t i g a t e o t h e r p o t e n t i a l l y i n t e r a c t i v ep r oc e s s e s . S ev e r a l s u b s e q u e n t s t u d i e s h a v e s h o w n t h a tb a c t e r i a l a g g r e g a t i o n a n d c o a g g r e g a t i o n c a n i n d e ed o c c u ra n d may b e a s s o c i at e d w i t h d i s e a s e i n t h e u r i n a r y t r a c t ( 8 8 )a n d p e r i t on e al c a v i t y ( 6 , 9 1 ) . T h e i n t r i g u i n g f i n d i n g t h a t t y p e1 f i m b r i a t e d E . c o l i o r g a n i s m s c o a g g r e g a t e w i t h l a c t o b a c i l l i( 9 0 ) a n d B . f t a g i l i s ( 8 8 ) c o u l d s u g g e s t a m e a n s w h e r e b y E .c o l i i s a b l e t o i n t e g r a t e i n t o t h e u r o g e n i t a l f l o r a b e f o r ea s c e n d i n g i n t o t h e b l a d d e r . T h i s h y p o t h e s i s r e m a i n s t o b ev a l i d a t e d , b u t i s a n i n t e r e s t i n g p o s s i b i l i t y . i i L a c t o b a c i l l u s b y - p r o d u c t s a i d i n g i n t e r f e r e n c e . A n u m b e ro f m et a b o l i c b y - p r o d u c t s o f l a c t o b a c i l l i a r e b e l i e v e d t oc o n t r i b u t e t o t h e i r a b i l i t y t o a i d i n t h e m a i n t e n a n c e o f ah e a l t h y u r o g e n i t a l t r a c t . L a c t i c a c i d a n d h y d r o g e n p e r o x i d ea r e t o x i c t o a n u m b e r o f b a c t e r i a l s p e c i e s a n d h a v e b e e nd e m o n s t r a t e d t o i n h i b i t p o t e n t i a l p a t h o g e n s ( 3 0 , 1 2 4 ) . I na d d i t i o n , a n u m b e r o f b a c t e r i o c i n s p r o d u c e d b y l a c t o b a c i l l ih a v e b e e n d e s c r i b e d t h a t a r e a c t i v e a g a i n s t a w i d e r a n g e o fb a c t e r i a a n d f u n g i ( 2 , 5 1 , 1 1 1 , 1 2 7 ) . A b a c t e r i o c i n l i k e s u b -s t a n c e d e s c r i b e d b y M c G r o a r t y a n d R e i d ( 6 7 , 6 8 ) t h a t i sd e r i v e d f r o m l a c t o b a c i l l i s h o w e d a c t i v i t y i n v i t r o a g a i n s tu r o p a t h o g e n i c E . c o l i a n d E n t e r o c o c c u s s p e c i e s . T h e r o l e o ft h e s e s u b s t a n c e s i n v i v o r e m a i n s t o b e e l u c i d a t e d . i i i ) C l i n i c a l s t u d i e s o f b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e . S p e c i f i c L a c -t o b a c i l l i t s s t r a i n s h a v e b e e n s e l e c t e d f o r c l i n i c a l u s e t or e s t o r e t h e p r o t e c t i v e f l o r a o f w o m e n s u f f e r i n g f r o m r e c u r -r e n t UTI 8 ) . I n o n e s t u dy , L . c a s e i G R - 1 w a s i m p l a n t e dd i r e c t l y i n t o t h e u r i n a r y b l a d d e r i n p o s t m e n o p a u s a l p a t i e n t swho h a d s u f f e r e d p e r s i s t e n t c o l o n i z a t i o n a n d i n f e c t i o n w i t hu r o p a t h o g e n s ( 3 7 ) . T h e l a c t o b a c i l l i w e r e f o u n d n o t t o a d h e r et o t h e b l a d d e r , i n d i c a t i n g t h a t t h e o r i g i n o f a d m i n i s t r a t i o n( t h e b l a d d e r r a t h e r t h a n t h e v a g i n a ) a f f e c t s t h e o u t c o m e o f as t u d y .T h e c l i n i c a l s t u d y d e m o n s t r a t e d t h a t e v e n u n d e r i n v a s i v ec i r c u m s t a n c e s , t h i s L a c t o b a c i l l i u s s t r a i n d i d n o t i n f e c t t h eu r i n a r y t r a c t . O n l y r a r e l y h a v e l a c t o b a c i l l i b e e n f o u n d t oi n f e c t t h e k i d n e y s ( a s c a n m o s t b a c t e r i a l s p e c i e s ) w h e n g i v e na c c e s s d i r e c t l y v i a o b s t r u c t i o n o r u n d e r e x c e p t i o n a l c l i n i c a ls i t u a t i o n s ( 6 2 ) .An i n t e r e s t i n g f i n d i n g o f t h e w o r k b y H a g b e r g e t a l . ( 3 7 )was t h a t a vi r u l e n t E . c o l i s t r a i n s ( i . e . , s t r a i n s w i t h f e wv i r u l e n c e m a r k e r s o f a d h e s i o n , s p e c i f i c 0 a n d K s e r o t y p e s ,h e m o l y s i n p r o d u c t i o n , a n d r e s i s t a n c e t o s e r u m e f f e c t s )r a t h e r t h a n v i r u l e n t s t r a i n s f r o m t h e p a t i e n t s own f e c a l f l o r ac o u l d b e u s e d a s c o m p e t i t i v e c o l o n i z e r s o f t h e b l a d d e r .Wh e n t h e s e o r g a n i s m s w e r e i n s t i l l e d i n t r a v e s i c a l l y ( 6 m l o f 9 b a c i l l i p e r m l ) , t h e y c o l o n i z e d t h e m u c o s a a n d a p p a r e n t l yi n t e r f e r e d w i t h t h e o n s e t o f s y m p t o m a t i c i n f e c t i o n . T h ep o s s i b i l i t y w a s r a i s e d t h a t a g e n e t i c a l l y e n g i n e e r e d a v i r u l e n ts t r a i n c o u l d p r o v e u s e f u l i n h i g h - r i s k p a t i e n t s who c o n t i n u -a l l y f a i l t o r e s p o n d t o a n t i b i o t i c t h e r a p y .T h e u s e o f L . c a s c i G R - 1 i n a s m a l l , u n c o n t r o l l e d s t u d y o fp r e - a n d p o s t m e n o p a u s a l w o m e n m e t w i t h m o r e s u c c e s st h an b l a dd e r i n s t i l l a t i o n when t h e o r g a n i s m s w e r e g i v e ni n t r a v a g i n a l l y i n a d o u c h e f o r m . T h e l a c t o b a c i l l i c o l o n i z e dt h e v a g i n a l m u c o s a , a n d p a t i e n t s c o r r e s p o n d i n g l y h a d m o r ep r o l o n g e d p e r i o d s w i t h o u t r e c u r r e n c e o f U T I 8 ) . B e c a u s ee n t e r o c o c c a l b r e a k t h r o u g h i n f e c t i o n s o c c u r r e d i n t w o p a -t i e n t s , L . f e r m e n t u m B - 5 4 w a s a d d e d t o t h e t h e r a p e u t i ca g e n t . T h i s s t r a i n h a d s h o w n i n v i t r o i n h i b i t o r y a c t i v i t ya g a i n s t e n t e r o c o c c i ( 6 8 ) .I n a s u b s e q u e n t 1 - y e a r s t u d y o f e i g h t p r e - a n d p o s t m e n o -p a u s a l women, o n l y t w o p a t i e n t s s u f f e r e d e n t e r o c o c c a li n f e c t i o n s ; t h i s p r o p o r t i o n i s n o t a b n o r m a l f o r t h i s p o p u l a -

t i o n . T h e r e was a n i n c r e a s e d l e v e l o f L a c t o b a c i l l i u s v a g i n a lc o l o n i z a t i o n a n d a 77 o v e r a l l r e d u c t i o n i n i n c i d e n c e o fU T I , c o m p a r e d w i t h t h e p r e s t u d y p e r i o d ( A . W. B r u c e e t a l . ,u n p u b l i s h e d d a t a ) .T h e c o l o n i z a t i o n d a t a a r e b a s e d u p o n s t u d i e s o f v a g i n a lp H , n u m b e r s o f l a c t o b a c i l l i a d h e r e n t t o v a g i n a l e p i t h e l i a lc e l l s , a n d s e m i q u a n t i t a t i v e v a g i n a l L a c t o b a c i l l u s c o u n t s . N os i m p l e a n d p r a c t i c a l t e c h n o l o g y i s y e t a v a i l a b l e t o a b s o l u t e l yi d e n t i f y L a c t o b a c i l l u s s t r a i n s a r t i f i c i a l l y a d m i n i s t e r e d t oh u m a n s . T h e r e f o r e , r e p l i c a t i o n t i m e a n d l e n g t h o f c o l o n i z a -t i o n r e m a i n t o b e e s t a b l i s h e d .A r a n d o m i z e d , d o u b l e - b l i n d s t u d y i s c u r r e n t l y u n d e r w a yt o a c c u m u l a t e s u f f i c i e n t d a t a o n p r e m e n o p a u s a l w o m e n t oa l l o w s t a t i s t i c a l a n a l y s i s . L a c t o b a c i l l i a r e t h e p r e d o m i n a n to r g a n i s m s i n t h e u r o g e n i t a l t r a c t s o f h e a l t h y p r e m e n o p a u s a lw o m e n ( 6 4 , 9 0 ) ; t h e r e f o r e , t h i s a g e g r o u p h a s b e e n s e l e c t e df o r f u r t h e r s t u d y ( 6 4 , 9 0 ) . H o w e v e r , a s i n d i c a t e d b y p r e v i o u sr e s u l t s , t h i s t h e r a p y c o u l d a l s o p o t e n t i a l l y h e l p p o s t m e n o -p a u s a l w o m e n w h o s e p r o t e c t i v e l a c t o b a c i l l i a r e a b s e n t a s ac o n s e q u e n c e o f h o r m o n a l c h a n g e s .T h e l a c t o b a c i l l i w e r e p r e p a r e d a s f r e e z e - d r i e d s u p p o s i t o -r i e s a n d a r e s e l f - a d m i n i s t e r e d w e e k l y . T h e u s e o f f r e e z e -d r i e d c u l t u r e s e n s u r e s u n i f o r m d e l i v e r y o f l a c t o b a c i l l i p e rp a t i e n t a n d p e r a p p l i c a t i o n . T h e r e s u l t s a f t e r 1 0 m o n t h s f o r2 0 p a t i e n t s s h o w a 50 r e d u c t i o n i n t h e i n c i d e n c e o f U T I( A . W. B r u c e a n d G . R e i d , u n p u b l i s h e d d a t a ) . T h i s d e c r e a s ed e m o n s t r a t e s a p o s i t i v e e f f e c t . b u t n o t u n t i l t h e e n d o f t h e2 - y e a r t r i a l w i l l t h e e f f e c t s o f a c t i v e v e r s u s p l a c e b o ( s k i m -m i l k ) t h e r a p y b e k n o w n .( i v ) U s e o f l a c t o b a c i l l i i n p o s t a n t i b i o t i c t h e r a p y . A n o t h e rp o t e n t i a l r o l e f o r b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e i s i n p a t i e n t s a f t e ra n t i b i o t i c t h e r a p y . I t h a s b e e n e s t i m a t e d t h a t u p t o 25 o fw o m e n w i l l d e v e l o p a UTI d u r i n g t h e i r l i f e t i m e a n d a s m a n ya s 80 o f t h e s e w i l l h a v e a r e c u r r e n c e ( 5 2 , 5 8 ) . A l t h o u g h t h ea c t u a l r e c u r r e n c e r a t e a t a n y g i v e n t i m e i s d i f f i c u l t t oe s t i m a t e , t h e p o p u l a t i o n o f a f f e c t e d f e m a l e s i s s u b s t a n t i a l .F o r a c t i ve i nf ec t i o n a n d f o r p r o p h y l a x i s , 3 t o 7 d a y s o fa n t i b i o t i c t r e a t m e n t a n d 6 m o n t h s t o 2 y e a r s o f t h e r a p y ,r e s p e c t i v e l y , a r e , f o r t h e m o s t p a r t , e f f e c t i v e i n e r a d i c a t i n gb a c t e r i u r i a a n d p r e v e n t i n g r e c u r r e n c e s ( 2 5 , 9 6 , 1 0 3 ) . How-e v e r , UTI h a s b e e n shown t o r e c u r w i t h i n a f e w m o n t h s o fc e s s a t i o n o f l o n g - t e r m a n t i b i o t i c t h e r a p y ( 7 4 , 7 5 ) . P a t i e n t swho f a i l t h e r a p y o r a r e u n w i l l i n g t o s u f f e r t h e s i d e e f f e c t s o rp r o l o n g e d u s e o f a n t i b i o t i c s c u r r e n t l y h a v e f e w a l t e r n a t i v e s .C a r e f u l s e l e c t i o n o f a n t i b i o t i c r e g i m e n s w i t h f e w e r d e t r i -m e n t a l e f f e c t s o n t h e f e c a l r e s e r v o i r c a n c l e a r UTI a n dr e d u c e r e i n f e c t i o n s ( 4 0 . 1 1 7 ) . H o w e v e r , u p o n c e s s a t i o n o fa n t i b i o t i c t h e r a p y , t h e u r o g e n i t a l f l o r a i s n o t r e s t o r e d i m m e -d i a t e l y t o a n o r m a l p o p u l a t i o n a s f o u n d i n h e a l t h y w o m e n( 8 7 ) . I n f e c t i o n s i n t h e b l a d d e r a n d v a g i n a f o l l o w i n g a n t i b i o t i ct h e r a p y a r e n o t uncommon 8 5 , 8 7 , 1 1 7 ) . I n a d d i t i o n , s t u d i e sh a v e s h o w n t h a t u r o e p i t h e l i a l c e l l s l o s e t h e i r a d h e r e n t m i -c r o b i a l p o p u l a t i o n u p o n a d m i n i s t r a t i o n o f a n t i m i c r o b i a la g e n t s , b u t r e t a i n t h e i r r e c e p t i v i t y f o r b a c t e r i a ( 8 5 ) . T h e r e -f o r e , a f t e r t h e r a p y f o r U T I , t h e p o t e n t i a l e x i s t s f o r r e c o l o -n i z a t i o n a n d r e i n f e c t i o n b y u r o p a t h o g e n s . T h e f a c t t h a t n o ta l l c y s t i t i s p a t i e n t s h a v e p o s t a n t i b i o t i c i n f e c t i o n i m p l i e s t h a tt h e i r u r o g e n i t a l f l o r a m u s t s o m e h o w b e r e s t o r e d t o a s t a b l ee q u i l i b r i u m . T h i s f a s c i n a t i n g s e q u e n c e o f e v e n t s r e m a i n s t ob e i n v e s t i g a t e d , a l t h o u g h t h e r e i s e v i d e n c e t o s h o w a r e e m e r -g e n c e o f l a r g e n u m b e r s o f l a c t o b a c i l l i i n t h e u r e t h r a a n dv a g i n a 4 w e e k s a f t e r c e s s a t i o n o f a n t i b i o t i c s ( 8 7 ) . I t w o u l da p p e a r t h a t t h e r e i s s t i l l a n o p p o r t u n i t y f o r b a c t e r i a l i n t e r -f e r e n c e t o b e a p p l i e d , p o s t a n t i b i o t i c t h e r a p y . p a r t i c u l a r l y i na s e l e c t g r o u p o f p a t i e n t s . A s t u d y o f t h i s t y p e i s c u r r e n t l yb e i n g c o m p l e t e d b y o u r g r o u p . L a c i t o b a c i l u s s u p p o s i t o r i e s

V O 0 L . 3 , 1 9 9 0

8/13/2019 Gregor Reid, 1990c

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BACTERIAL INTERFERENCE 3 4 1n a t o , h a v e b e e n f e d t o n e w b o r n a n d a d u l t a n i m a l s ( b o t hr u m i n a n t s a n d m o n o g a s t r i c s ) t o p r e c l u d e t h e a d h e s i o n o fb a c t e r i a l p a t h o g e n s ( 1 6 , 2 9 , 3 8 , 3 9 , 5 4 , 5 5 , 7 0 , 7 1 , 1 0 5 , 1 3 3 ) .C h e n g a n d C o s t e r t o n ( 1 6 ) h a v e i n o c u l a t e d n e w b o r n r u m i -n a n t s w i t h a c o m p l e x c o m b i n a t i o n o f p u r e c u l t u r e s o fa u t o c h t h o n o u s o r g a n i s m s f r o m h e a l t h y a n i m a l s o f t h e s a m es p e c i e s . T h e y s h o w e d t h a t t h i s p r o c e d u r e a c c e l e r a t e s c o l o -n i z a t i o n o f t h e t i s s u e s o f t h e t r e a t e d a n i m a l s a n d p r o v i d e s am e a s u r e o f r e s i s t a n c e t o i n f e c t i o n b y e n t e r o t o x i g e n i c E . c o l i .G e n e r a l l y , a l l o f t h e s e t r e a t m e n t s h a v e p r o v i d e d s o m e s u c -c e s s , w i t h a c c e l e r a t e d o r i m p r o v e d t i s s u e - a s s o c i a t e d p o p u -l a t i o n s p r o t e c t i n g t h e a n i m a l s t o a c e r t a i n e x t e n t a g a i n s ti n f e c t i o n b y s p e c i f i c a d h e r e n t p a t h o g e n s ( 7 3 ) . I n a d d i t i o n t oa d h e s i o n , i n h i b i t o r y e f f e c t s p o s s i b l y r e l a t e d t o a c i d p r o d u c -t i o n , f o r e xa m p l e b y l a c t o b a c i l l i , m ay a i d i n t h e b a c t e r i a li n t e r f e r e n c e p r o c e s s ( 1 2 8 ) .M i c r o b i a l e c o l o g i s t s ( 1 4 ) h a v e s h o w n t h a t t i s s u e - a s s o c i -a t e d b a c t e r i a o f t e n c a r r y o u t p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n s t h a t a r ei m p o r t a n t o r e s s e n t i a l f o r d o m e s t i c r u m i na nt s . T h i s w o r ks u g g e s t s t h a t a c c e l e r a t i o n o f t h e n a t u r a l m i c r o b i a l c o l o n i z a -t i o n o f b o t h t h e rumen a n d g u t o f n e w b o r n r u m i n a n t s w o u l di m p r o v e t h e p e r f o r m a n c e o f t h e s e o r g a n s . A c o m p a r i s o n o ft h e a n a t o m i c a l a n d p h y s i o l o g i c a l d e v e l o p m e n t o f g n o t o b i o t i ca n d n o r m a l n e w b o r n r u m i n a n t s c l e a r l y s h o w s t h a t b a c t e r i ai n t e r a c t w i t h t h e t i s s u e s o f t h e d i g e s t i v e t r a c t i n t h e i rd e v e l o p m e n t a n d p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n . W he n C h e n g a n dC o s t e r t o n ( 1 6 ) i n o c u l a t e d n e w b o r n l a m b s w i t h t h e i r c o m p l e xm i x t u r e o f a u t o c h t h o n o u s r u m in al a n d g u t b a c t e r i a , t r e a t e da n i m al s g a i ne d 20 m o r e w e i g h t t h a n d i d u n t r e a t e d v i v a r -i u m - r e a r e d c o n t r o l s . H o w e v e r , when t h e p e r f o r m a n c e o fi n o c u l a t e d l a m b s w a s c o m p a r e d w i t h t h a t o f c o n t r o l a n i m a l sr e a r e d b y t h e i r m o t h e r s , t h e i n o c u l a t e d a n i m a l s s h o w e d n ob e t t e r p r o t e c t i o n a g a i n s t i n f e c t i o n . T h e s e d a t a s u g g e s t t h a tb a c t e r i a l c o l o n i z a t i o n i s v e r y i m p o r t a n t i n t h e p h y s i o l o g i c a ld e v e l o p m e n t o f y o u n g r u m i n a n t s b u t t h a t t h e u s e o f p r o b i -o t i c i n o c u l a m a y n o t b e more e f f i c i e n t t h a n t h e n a t u r a la c q u i s i t i o n a n d c o m p e t i t i v e s e l e c t i o n o f c o o p e r a t i v e b a c t e -r i a . R e c e n t l y t h e p h y s i o l o g i c a l p e r f o r m a n c e o f a d u l t r u m i -n a n t s a n d m o n o g a s t r i c a n i m a l s h a s b e e n s h o w n t o b e i m -p r o v e d b y s i m p l e f e e d i n g o f s p e c i f i c y e a s t s a n d o t h e r f u n g i( 1 , 1 9 , 2 1 , 4 1 , 4 2 , 1 3 1 ) . T h e s e o r g a n i s m s d o n o t i n t e g r a t e i n t ot h e a u t o c h t h o n o u s p o p u l a t i o n s a n d m u s t b e f e d c o n t i n u o u s l yt o t h e t r e a t e d a n i m a l s . T h e y a l t e r f e r m e n t a t i o n p a t t e r n s ,i n c r e a s e f i b e r d i g e s t i o n , d e c r e a s e m e t h a n e p r o d u c t i o n , a n dc o n t r o l r u m i n a l pH t o i m p r o v e p e r f o r m a n c e b y i n c r e a s i n gf e e d u p t a k e . As o u r k n o w l e d g e o f n a t i v e a n a e r o b i c f u n g ii n c r e a s e s , we e x p e c t t o f i n d s e v e r a l s p e c i e s t h a t s e r v e a sa d d i t i v e s t o i m p r o v e t h e p e r f o r m a n c e o f r u m i n a n t s o n l o w -q u a l i t y f e e d s .I n s u m m a r y , i t i s n ow c l e a r t h a t t h e a u t o c h t h o n o u sm i c r o b i a l f l o r a i s b e n e f i c i a l t o a w i d e v a r i e t y o f a n i m a l s , i nb o t h d i s e a s e r e s i s t a n c e a n d p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n s . G e n e r -a l l y , m a t u r e a n d v i g o r o u s a u t o c h t h o n o u s p o p u l a t i o n s r e s i s tm a n i p u l a t i o n a n d e x t r a n e o u s m i c r o o r g a n i s m s a r e r a r e l y i n -t e g r a t e d i n t o t h e c o m p l e x c o m m u n i t i e s . H o w e v e r , i n c a s e so f p e r s i s t e n t a n d r e c u r r e n t i n f e c t i o n t h e m i c r o b i a l p o p u l a -t i o n s h a v e b e e n d i s t u r b e d , a n d t h e r e f o r e a r t i f i c i a l i m p l a n t a -t i o n o f o r g a n i s m s , s u c h a s l a c t o b a c i l l i , m a y b e u s e f u l .N e w b o r n a n i m a l s l a c k t h e s e b e n e f i c i a l p o p u l a t i o n s , a n d t h e i ra c q u i s i t i o n m a y b e a c c e l e r a t e d o r i m p r o v e d b y i n o c u l a t i o n ,i f t h i s p r o c e s s i s m o r e r a p i d o r s u p e r i o r t o n a t u r a l a c q u i s i t i o nf r o m t h e m o t h e r . T h e d e l e t e r i o u s e f f e c t s o f e c o l o g i c a l d i s -t u r b a n c e s m a y b e m i t i g a t e d b y m i c r o b i a l m a n i p u l a t i o n , b u tt h e u s e o f a l l p r o b i o t i c s m u s t d e p e n d o n p r o o f t h a t t h ee x t r a n e o u s o r g a n i s m s a c t u a l l y i n t e g r a t e i n t o t h e t i s s u e -a d h e r e n t a u t o c h t h o n o u s p o p u l a t i o n s a n d e x e r t a b e n e f i c i a l

e f f e c t o n t h e h o s t . M o s t o f t h e c u r r e n t l y a v a i l a b l e v e t e r i n a r yp r o b i o t i c p r o d u c t s f a i l t o m e e t t h e s e c r i t e r i a a n d o f f e r l i t t l eu s e f u l n e s s b e y o n d m o d e s t s u c c e s s . F o r b a c t e r i a l i n t e r f e r -e n c e t o b e s u c c e s s f u l , t h e r e f o r e , s t r a i n s a n d t a r g e t a n i m a l sm u s t b e c a r e f u l l y s e l e c t e d . As i n d i c a t e d a b o v e , t h i s g o a l i sc l e a r l y a t t a i n a b l e .F u t u r e D i r e c t i o n s

A l t h o u g h c e r t a i n a c u t e d i s e a s e s c a u s e d b y s i n g l e s p e c i e sw i l l p r o b a b l y b e c o n t r o l l e d b y v a c c i n a t i o n a n d a n t i b i o t i ct h e r a p y , t h e same i s n o t t r u e o f a l a r g e n u m b e r o f d i s e a s e s ,s u c h a s p s e u d o m e m b r a n o u s c o l i t i s , v a g i n i t i s , p n e u m o n i a ,a n d U T I . B e c a u s e e c o l o g i c a l f a c t o r s s u c h a s t h o s e d i s c u s s e da b o v e ( a n t i m i c r o b i a l a g e n t s , h o r m o n e s , e t c . ) ma y b e o fp r i m e i m p o r t a n c e i n t h e s e d i s e a s e s , w e must u n d e r s t a n d t h eb a s e - l i n e m i c r o b i a l e c o l o g y o f t h e o r g a n s c o n c e r n e d a n dm o b i l i z e t h e c o n c e p t s a n d t e c h n i q u e s r o u t i n e l y u s e d b ye c o l o g i s t s i n i n d u s t r i a l a n d e n v i r o n m e n t a l c i r c l e s . P r i m a r i l y ,t h e f u t u r e o f b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e w i l l d e p e n d on a g r e a t e ru n d e r s t a n d i n g o f t h e m e c h a n i s m s i n v o l v e d . More b a s i ci n f o r m a t i o n o n t h e p r o p e r t i e s o f m i c r o o r g a n i s m s w h i c he n a b l e t h e m t o i n t e r f e r e w i t h p a t h o g e n i c s p e c i e s i s r e q u i r e d .F o r L a c t o b a c i l l u s s p e c i e s , t h i s m e an s u n d e r s t a n d i n g g e n e t i cm e c h a n i s m s . H o w a r e t h e b a c t e r i o c i n s a n d a dh e s i ns e n -c o d e d ? A r e t h e y t r a n s m i s s i b l e ? C a n w e g e n e t i c a l l y e n g i n e e ra h a r d y L a c t o b a c i l l u s s p e c i e s w i t h o p t i m u m a d h e r e n c e a n di n h i b i t o r p r o d u c t i o n ? W i l l t h i s s t r a i n s u r v i v e a n d p r o s p e r i nv i v o ? H o w c a n w e v e r i f y t h e p r e s e n c e a n d r e p l i c a t i o n o fi m p l a n t e d o r g a n i s m s ? T h i s i s p a r t i c u l a r l y i m p o r t a n t b e c a u s em o r p h o l o g i c a l a n d g r o w t h c h a r a c t e r i s t i c s o f l a c t o b a c i l l i c a nv a r y w i t h i n s t r a i n s . C o n j u g a l t r a n s f e r o f a p l a s m i d e n c o d i n ga n t i b i o t i c r e s i s t a n c e b e t w e e n c e r t a i n L a c t o b a c i l l u s a n d E n -t e r o c o c c u s s p e c i e s h a s b e e n d e m o n s t r a t e d i n v i t r o ( 1 1 0 , 1 2 1 ,1 2 2 ) . C e r t a i n l y , v a r i o u s s p e c i e s o f u r o g e n i t a l b a c t e r i a c a nc o a g g r e g a t e , c r e a t i n g t h e o p p o r t u n i t y f o r g e n e t i c t r a n s f e r o fm a t e r i a l , a s f o u n d i n v i t r o b e t w e e n g r a m - p o s i t i v e a n d g r a m -n e g a t i v e b a c t e r i a ( 1 3 , 6 0 , 1 2 5 ) . What e f f e c t d o e s t h i s h a v e onm i c r o b i a l c o m m u n i t i e s ?An i m p o r t a n t f i n d i n g b y Tuomanen ( 1 2 6 ) s h o w e d t h a ta d h e s i n s p r o du c e d b y B o r d e t e l l a p e r t u s s i s c o u l d b e u s e d b ys t r a i n s o f S t r e p t o c o c c u s p n e u m o n i a e , H a e m o p h i l u s i n f l u -e n z a e , a n d S t a p h y l o c o c c u s a u r e u s . I n t h i s c a s e , b a c t e r i a lc o o p e r a t i o n wa s c o r r e l a t e d w i t h d i s e a s e i n i t i a t i o n , i n d i c a t i n gw a y s i n w h i c h b a c t e r i a w i t h i n e c o s y s t e m s c a n i n t e r a c t t oa f f e c t t h e h o s t . T h i s f i n d i n g r a i s e s t h e q u e s t i o n o f howi n d i g e n o u s o r g a n i s m s i n t e r a c t w i t h e a c h o t h e r a n d w i t hp o t e n t i a l p a t h o g e n s . B y u n d e r s t a n d i n g t h e s e m e c h a n i s m s ,we w i l l b e b e t t e r p l a c e d t o i m p l e m e n t b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c et e c h n o l o g y .W e b e l i e v e s t r o n g l y t h a t b a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e p l a y s am a j o r r o l e i n p r e v e n t i n g d i s e a s e a n d t h a t w e l l - r e s e a r c h e da r t i f i c i a l i n t e r f e r e n c e c a n p r o v i d e a n a d d e d weapon i n p r e -v e n t a t i v e c a r e . H o w e v e r , m a n y q u e s t i o n s r e m a i n u n a n -s w e r e d , a n d t h e n e x t d e c a d e s h o u l d s e e a n e x c i t i n g p e r i o d o fi n v e s t i g a t i o n .

ACKNOWLEDGMENTST h i s w o r k r e c e i v e d s u p p o r t f r o m t h e M e d i c a l R e s e a r c h C o u n c i l o fC a n a d a a n d f r o m t h e O n t a r i o M i n i s t r y o f H e al t h a n d U n i v e r s i t yR e s e a r c h I n c e n t i v e Fund o f O n t a r i o . G . R . i s a n O n t a r i o M i n i s t r y o fH e a l t h C a r e e r S c i e n t i s t .

LITERATURE CITED1 . A d a m s , D . C . , M. L . G a l y e a n , H . E . K i e s l i n g , J . D . W a l l a c e ,a n d M. D . F i n kn er . 1 9 8 1 . I n f l u e n c e o f v i a b l e y e a s t c u l t u r e ,

VOL. 3 , 1 9 9 0

8/13/2019 Gregor Reid, 1990c

8/10

C L I N . M I C R O B I O L . R E V .

s o d i u m b i c a r b o n a t e a n d m o n e n s i n o n l i g a n d d i l u t i o n r a t e ,r u m e n f e r m e n t a t i o n a n d f e e d l o t p e r f o r m a n c e o f g r o w i n g s t e e r sa n d d i g e s t i b i l i t y i n l a m b s . J . A n i m . S c i . 5 3 : 7 8 0 .2 . B a r e f o o t , S . F . , a n d T . R . K l a e n h a m m e r . 1 9 8 4 . P u r i f i c a t i o n a n dc h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e L a c t o b a c i l l u s a c i d o p h i l u s b a c t e r i o c i nl a c t a c i n B . A n t i m i c r o b . A g e n t s C h e m o t h e r . 2 6 : 3 2 8 - 3 3 4 .3 . B e c k , C . , a n d H . N e c h e l l e s . 1 9 6 1 . B e n e f i c i a l e f f e c t s o f a d m i n -i s t r a t i o n o f L a c t o b a c i l l u s a c i d o p h i l u s i n d i a r r h e a l a n d o t h e ri n t e s t i n a l d i s o r d e r s . Am . J . G a s t r o e n t e r o l . 3 5 : 5 2 2 - 5 3 0 .4 . B i b e l , D . J . 1 9 8 2 . B a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e , b a c t e r i o t h e r a p y a n db a c t e r i o p r o p h y l a x i s , p . 1 - 1 2 . I n R . A l y a n d H . R . S h i n e f i e l d( e d . ) , B a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e . C RC P r e s s , I n c . , B o c a R a t o n , F l a .5 . B i b e l , D . J . 1 9 8 8 . E l i e M e t c h n i k o f f s b a c i l l u s o f l o n g l i f e . ASMNews 5 4 : 6 6 1 - 6 6 5 .6 . B l a k e , M . , 0 . R o t s t e i n , M. L l a n o , M. J . G i r o t t i , a n d G . R e i d .1 9 8 9 . A g g r e g a t i o n b y f r a g i l i s a n d n o n - f r a g i l i s B a c t e r o i d e ss t r a i n s . J . M e d . M i c r o b i o l . 2 8 : 9 - 1 4 .7 . B r o o k s , H . J . L . , B . A . B e n s e m a n , J . P e c k , a n d K . A .B e t t e l h e i m . 1 9 8 1 . C o r r e l a t i o n b e t w e e n u r o p a t h o g e n i c p r o p e r -t i e s o f E s c h e r i c h i a c o l i f r o m u r i n a r y t r a c t i n f e c t i o n s a n d t h ea n t i b o d y c o a t e d b a c t e r i a t e s t a n d c o m p a r i s o n w i t h f a e c a ls t r a i n s . J . H y g . 8 7 : 5 3 - 6 1 .8 . B r u c e , A . W . , a n d G . R e i d . 1 9 8 8 . I n t r a v a g i n a l i n s t i l l a t i o n o fl a c t o b a c i l l i f o r p r e v e n t i o n o f r e c ur r e nt u r i n a r y t r a c t i n f e c t i o n s .C a n . J . M i c r o b i o l . 3 4 : 3 3 9 - 3 4 3 .9 . B r u c e , A . W . , G . R e i d , R . C . Y . C h a n , a n d J . W. C o s t e r t o n .1 9 8 4 . B a c t e r i a l a d h e r e n c e i n t h e human i l e a l c o n d u i t : a m o r -p h o l o g i c a l a n d b a c t e r i o l o g i c a l s t u d y . J . U r o l . 1 3 2 : 1 8 4 - 1 8 8 .1 0 . C a n t a n i , A . 1 8 8 5 . Un t e n t a t i v e d i b a t t e r i o t e r a p i a . G . I n t . S c i .M e d . 7 : 4 9 3 .1 1 . C a p r i o l i , A . , V . F a l b o , F . M. R u g g e r i , L . B a l d a s s a r r i , R .B i s i c c h i a , G . I p p o l i t o , E . R o m o l i , a n d G . D o n e l l i . 1 9 8 7 . C y t o -t o x i c n e c r o t i z i n g f a c t o r p r o d u c t i o n b y h e m o l y t i c s t r a i n s o fE s c h e r i c h i a c o l i c a u s i n g e x t r a i n t e s t i n a l i n f e c t i o n s . J . C l i n .M i c r o b i o l . 2 5 : 1 4 6 - 1 4 9 .1 2 . C h a n , R . C . Y . , A . W. B r u c e , a n d G . R e i d . 1 9 8 4 . A d h e r e n c e o fc e r v i c a l , v a g i n a l a n d d i s t a l u r e t h r a l n o r m a l m i c r o b i a l f l o r a t ohuman u r o e p i t h e l i a l c e l l s a n d t h e i n h i b i t i o n o f a d h e r e n c e o fg r a m n e g a t i v e u r o p a t h o g e n s b y c o m p e t i t i v e e x c l u s i o n . J . U r o l .1 3 1 : 5 9 6 - 6 0 1 .1 3 . C h e n e y , C . P . , S . B . F o r m a l , P . A . S c h a d , a n d E . C . B o e d e k e r .1 9 8 3 . G e n e t i c t r a n s f e r o f a m u c o s a l a d h e r e n c e f a c t o r ( R 1 ) f r o ma n e n t e r o p a t h o g e n i c E s c h e r i c h i a c o l i s t r a i n i n t o a S h i g e l l af l e x n e r i s t r a i n a n d t h e p h e n o t y p i c s u p p r e s s i o n o f t h i s a d h e r -e n c e f a c t o r . J . I n f e c t . D i s . 1 4 7 : 7 1 1 - 7 2 3 .1 4 . C h e n g , K . - J . , a n d J . W. C o s t e r t o n . 1 9 7 9 . A d h e r e n t r u m e nb a c t e r i a : t h e i r r o l e i n t h e d i g e s t i o n o f p l a n t m a t e r i a l , u r e a a n de p i t h e l i a l c e l l s , p . 2 2 7 - 2 5 0 . I n Y . R u c k e b u s h a n d P . T h i v e n d( e d . ) , D i g e s t i v e p h y s i o l o g y a n d m e t a b o l i s m i n r u m i n a n t s . MTPP r e s s , L a n c a s t e r , U n i t e d K i n g d o m .1 5 . C h e n g , K . - J . , a n d J . W. C o s t e r t o n . 1 9 8 0 . F o r m a t i o n o f m i c r o -c o l o n i e s b y r u m e n b a c t e r i a . C a n . J . M i c r o b i o l . 2 6 : 1 1 0 4 - 1 1 1 3 .1 6 . C h e n g , K . - J . , a n d J . W. C o s t e r t o n . 1 9 8 8 . I n o c u l a t i o n o f n e w -b o r n r u mi n a nt s w i t h b e n e f i c i a l b a c t e r i a t o a c c e l e r a t e w e i g h tg a i n a n d i n c r e a s e d i s e a s e r e s i s t a n c e . L e t h b r i d g e A g r i c u l t u r eR e s e a r c h S t a t i o n R e p o r t , p . 1 - 3 3 . L e t h b r i d g e A g r i c u l t u r a lR e s e a r c h S t a t i o n , L e t h b r i d g e , A l b e r t a , C a n a d a .

1 7 . C h e n g , K . - J . , R . T . I r v i n , a n d J . W. C o s t e r t o n . 1 9 8 1 . A u t o c h -t h o n o u s a n d p a t h o g e n i c c o l o n i z a t i o n o f a n i m a l t i s s u e s b yb a c t e r i a . C a n . J . M i c r o b i o l . 2 7 : 4 6 1 - 4 9 0 .1 8 . C i s a r , J . 0 . 1 9 8 2 . C o a g g r e g a t i o n r e a c t i o n s b e t w e e n o r a l b a c -t e r i a : s t u d i e s o f s p e c i f i c c e l l - t o - c e l l a d h e r e n c e m e d i a t e d b ym i c r o b i a l l e c t i n s , p . 1 2 1 - 1 3 1 . I n R . J . G e n c o a n d S . E .M e r g e n h a g e n ( e d . ) , H o s t - p a r a s i t e i n t e r a c t i o n s i n p e r i o d o n t a ld i s e a s e s . A m e r i c a n S o c i e t y f o r M i c r o b i o l o g y , W a s h i n g t o n ,D . C .1 9 . C i t r o n , A . , A . B r e t o n , a n d G . F o n t y . 1 9 8 7 . Rumen a n a e r o b i cf u n g i . B u l l . I n s t . P a s t e u r . 8 5 : 3 2 9 - 3 4 3 .2 0 . C o s t e r t o n , J . W . , K . - J . C h e n g , G . G . G e e s e y , T . I . L a d d , J . C .N i c k e l , M. D a s g u p t a , a n d T . J . M a r r i e . 1 9 8 7 . B a c t e r i a l b i o f i l m si n n a t u r e a n d d i s e a s e . A n n u . R e v . M i c r o b i o l . 4 1 : 4 3 5 - 4 6 4 .2 1 . D a w s o n , K . A . 1 9 8 7 . M o d e l o f a c t i o n o f y ea s t c u l t u r e , Y e a -S a c c , i n t h e r u m e n : a n a t u r a l f e r m e n t a t i o n m o d i f i e r , p . 1 1 9 -

1 2 5 . I n T . P . L y o n s ( e d . ) , B i o t e c h n o l o g y i n t h e f e e d i n d u s t r y .A l l t e c h T e c h n i c a l P u b l i c a t i o n s , N i c h o l a s v i l l e , K y .2 2 . D u b o s , R . R . , W. S c h a e d l e r R . C o s t e l l o , a n d P . H o l t . 1 9 6 5 .I n d i g e n o u s , n o r m a l a n d a u t o c h t h o n o us f l o r a o f t h e g a s t r o i n t e s -t i n a l t r a c t . J . E x p . M e d . 1 2 2 : 6 7 - 7 6 .2 3 . E h r l i c h , R . 1 9 6 3 . T r e a t m e n t o f e n t e r i c s t a p h y l o c o c c i c i n f e ct i o n s w i t h L a c t o b a c i l l u s a c i d o p h i l u s . Am . J . P r o c t o l . 1 4 : 5 3 - 5 6 .2 4 . E m m e r i c h , R . 1 8 8 7 . D i e H e i l u n g d e s M i lz b r a n d e s . A r c h . H y g .( B e r l i n ) 6 : 4 4 2 5 0 1 .2 5 . F a i r , W. R . , D . B . C r a n e , L . J . P e t e r s o n , C . D a h m e r , B . T a g u e ,a n d W. A m e r s . 1 9 8 0 . T h r e e - d a y t r e a t m e n t o f u r i na r y t r a c ti n f e c t i o n s . J . U r o l . 1 2 3 : 7 1 7 - 7 2 1 .2 6 . F i h n , S . D . , R . H . L a t h a m , P . R o b e r t s , K . R u n n i n g , a n d W. E .S t a m m . 1 9 8 5 . A s s o c i a t i o n b e t w e e n d i a p h r a g m u s e a n d u r i n a r yt r a c t i n f e c t i o n . J . Am . M e d . A s s o c . 2 5 4 : 2 4 0 - 2 4 5 .2 7 . F l o r e y , H . W. 1 9 4 6 . T h e u s e o f m i c r o - o r g a n i s m s f o r t h e r a p e u t i cp u r p o s e s . Y a l e J . B i o l . M e d . 1 9 : 1 0 1 .2 8 . F r i e d l a n d e r , A . , M . M . D r u k e r , a n d A . S c h a c h t e r . 1 9 8 6 .L a c t o b a c i l l u s a c i d o p h i l u s a n d v i t a m i n B c o m p l e x i n t h e t r e a t -m e n t o f v a g i n a l i n f e c t i o n . P a n m i n e r v a M e d . 2 8 : 5 1 - 5 3 .2 9 . F u j i w a r a , W . , N . T a k a o , S . M o t o y a m a , a n d K . T a n a k a . 1 9 7 7 .An a p p l i c a t i o n o f b i f i d o b a c t e r i a p r e p a r a t i o n f o r p r e v e n t i o n o fs c o u r i n g o f e a r l y w e a n e d b u l l c a l v e s . K a c h i k u S h i n r g o 1 7 1 : 1 9 -2 8 .3 0 . G i l l i l a n d , S . E . , a n d M. L . S p e c k . 1 9 7 7 . A n t a g o n i s t i c a c t i o n o fL a c t o b a c i l l u s a c i d o p h i l u s t o w a r d i n t e s t i n a l a n d f o o d - b o r nep a t h o g e n s i n a s s o c i a t i v e c u l t u r e . J . F o o d P r o t . 4 0 : 8 2 0 - 8 2 3 .3 1 . G i l l i l a n d , S . E . , M . L . S p e c k , G . F . N a u y o k , a n d F . G .G i e s b r e c h t . 1 9 7 8 . I n f l u e n c e o f c o n s u m i n g n o n f e r m e n t e d m i l kc o n t a i n i n g L a c t o b a c i l l u s a c i d o p h i l u s o n f e c a l f l o r a o f h e a l t h ym a l e s . J . D a i r y S c i . 6 1 : 1 - 1 0 .3 2 . G o l d a c r e , M. J . , L . J . R . M i l n e , B . W a t t , N . L o u d o n , a n d M. P .V e s s e y . 1 9 8 1 . P r e v a l e n c e o f y e a s t s a n d f u n g i o t h e r t h a n C a n -d i d a a l b i c a n s i n t h e v a g i n a o f n o r m a l y o u n g w o m e n . B r . J .O b s t e t . G y n a e c o l . 8 8 : 5 9 6 - 6 0 0 .3 3 . G o n c h a r o v a , G . I . , L . P . S e m e n o v a , A . M. L i a n n a i a , E . P .K o z l o v a , a n d E . E . D o n s k i k h . 1 9 8 7 . H u m a n b i f i d o b a c t e r i u mf l o r a , i t s n o r m a l i z i n g a n d p r o t e c t i v e f u n c t i o n s . A n t i b i o t . M e d .B i o t e k h n o l . 3 2 : 1 7 9 - 1 8 3 .3 4 . G o r b a c h , S . L . , M. B a r z a , M. G i u l i a n o , a n d N . V . J a c o b u s .1 9 8 8 . C o l o n i z a t i o n r e s i s t a n c e o f t h e human i n t e s t i n a l m i c r o -f l o r a : t e s t i n g t h e h y p o t h e s i s i n n o r m a l v o l u n t e e r s . E u r . J . C l i n .M i c r o b i o l . I n f e c t . D i s . 7 : 9 8 - 1 0 2 .3 5 . G o r b a c h , S . L . , T . - W . C h a n g , a n d B . G o l d i n . 1 9 8 7 . S u c c e s s f u lt r e a t m e n t o f r e l a p s i n g C l o s t r i d i u m d i f f i c i l e c o l i t i s w i t h L a c t o -b a c i l l u s GG. L a n c e t i i : 1 5 1 9 .3 6 . G o t e n , E . , W. A . D e J o n g , P . D o o r n e n b a l , J . P . K o o p m a n , a n dH . M. K e n n i s . 1 9 8 4 . P r o t e c t i o n o f c h i c k s a g a i n s t s a l m o n e l l ai n f e c t i o n i n d u c e d b y s p r a y a p p l i c a t i o n o f i n t e s t i n a l m i c r o f l o r ai n t h e h a t c h e r y . V e t . Q . 6 : 7 3 - 7 9 .3 7 . H a g b e r g , L . , A . W. B r u c e , G . R e i d C . S v a n b o r g E d en , K .L i n c o l n , a n d G . L i d i n - J a n s o n . 1 9 8 9 . C o l o n i z a t i o n o f t h e u r i n a r yt r a c t w i t h l i v e b a c t e r i a f r o m t h e n o r m a l f e c a l a n d u r e t h r a l f l o r ai n p a t i e n t s w i t h r e c u r r e n t s y m p t o m a t i c u r i n a r y t r a c t i n f e c t i o n s ,p . 1 9 4 - 1 9 7 . I n E . H . K a s s a n d C . S v a n b o r g E d e n ( e d . ) ,H o s t - p a r a s i t e i n t e r a c t i o n s i n u r i n a r y t r a c t i n f e c t i o n s . U n i v e r -s i t y o f C h i c a g o P r e s s , C h i c a g o , I l l .3 8 . H a n , I . K . , B . J . C h a e , a n d S . K . K i m . 1 9 8 3 . P r o b i o t i c s o n t h eg r o w i n g p e r f o r m a n c e a n d p r e v e n t i o n o f d i a r r h e a o f t h e g r o w -i n g p i g s . K o r e a n J . A n i m . S c i . 2 5 : 1 4 5 - 1 5 2 .3 9 . H a n , I . K . , S . C . L e e , K . K . L e e , a n d J . C . L e e . 1 9 8 4 . G r o w t hp r o m o t i n g e f f e c t s o f p r o b i o t i c s . I . E f f e c t s o f L ac t o ba c i l l uss p o r o g e n e s o n t h e g r o w i n g p e r f o r m a n c e a n d t h e c h a n g e s i nm i c r o b i a l f l o r a o f t h e f e c e s a n d i n t e s t i n a l c o n t e n t s o f b r o i l e rc h i c k s . K o r e a n J . A n i m . S c i . 2 6 : 1 5 0 - 1 5 7 .4 0 . H a r d i n g , G . K . M . , F . J . B u c k w o l d , T . J . M a r r i e , L . T h o m p -s o n , R . B . L i g h t , a n d A . R . R o n a l d . 1 9 7 9 . P r o p h y l a x i s o fr e c u r r e n t u r i n a r y t r a c t i n f e c t i o n i n f e m a l e p a t i e n t s : e f f i c a c y o fl o w - d o s e , t h r i c e w e e k l y t h e r a p y w i t h t r i m e t h o p r i m / s u l f a m e t h -o x a z o l e . J . Am . M e d . A s s o c . 2 4 2 : 1 9 7 5 - 1 9 7 7 .4 1 . H a r r i s , B . , H . H . Van H o r n , K . E . M a n o o k i a n , S . P . M a r s h a l l ,M. J . T a y l o r , a n d C . J . W i l c o x . 1 9 8 3 . S u g a r c a n e s i l a g e , s o d i u mh y d r o x i d e , a n d s t e a m p r e s s u r e - t r e a t e d s u g a r c a n e b a g a s s e ,

3 4 2 REID ET AL.

8/13/2019 Gregor Reid, 1990c

9/10

BACTERIAL INTERFERENCE 3 4 3c o r n s i l a g e , c o t t o n s e e d h u l l s , s o d i u m b i c a r b o n a t e , a n d A s -p e r g i l l u s o r y z ae p r o d u c t i n c o m p l e t e r a t i o n s f o r l a c t a t i n g c o w s .J . D a i r y S c i . 6 6 : 1 4 7 4 - 1 4 8 5 .4 2 . H a r r i s o n , G . A . , R . W. H e m k e n , K . A . D a w s o n , a n d R . J .H a r m o n . 1 9 8 8 . I n f l u e n c e o f a d d i t i o n o f y e a s t c u l t u r e s u p p l e -m e n t t o d i e t s o f l a c t a t i n g c o w s o n r u m i n a l f e r m e n t a t i o n a n dm i c r o b i a l p o p u l a t i o n s . J . D a i r y S c i . 7 1 : 2 9 6 7 - 2 9 7 5 .

4 3 . H a w l e y , H . B . , P . A . S h e p h e r d , a n d D . M. W h e a t h e r . 1 9 5 9 .F a c t o r s a f f e c t i n g t h e i m p l an t at i o n o f l a c t o b a c i l l i i n t h e i n t e s -t i n e . J . A p p l . B a c t e r i o l . 2 2 : 3 6 0 - 3 6 7 .4 4 . H e n t g e s , D . J . 1 9 8 2 . I n h i b i t i o n o f S h i g e l l a b y t h e n o r m a li n t e s t i n a l f l o r a , p . 1 2 1 - 1 3 2 . I n R . A l y a n d H . R . S h i n e f i e l d( e d . ) , B a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e . C RC P r e s s , I n c . , B o c a R a t o n ,F l a .4 5 . H e nt g e s, D . J . , a n d R . F r e t e r . 1 9 6 2 . I n v i v o a n d i n v i t r oa n t a g o n i s m o f i n t e s t i n a l b a c t e r i a a g a i n s t S h i g e l l a f l e x n e r i . I .C o r r e l a t i o n b e t w e e n v a r i o u s t e s t s . J . I n f e c t . D i s . 1 1 0 : 3 0 - 3 7 .4 6 . H o o t e n , T . M . , S . D . F i h n , C . J oh n s o n , P . L . R o b e r t s , a n dW. E . S t a m m . 1 9 8 9 . A s s o c i a t i o n b e t w e e n b a c t e r i a l v a g i n o s i sa n d a c u t e c y s t i t i s i n w om e n u s i n g d i a p h r a g m s . A r c h . I n t e r n .M e d . 1 4 9 : 1 9 3 2 - 1 9 3 6 .4 7 . I m p e y , C . S . , G . C . M e a d , a n d S . M. G e o r g e . 1 9 8 4 . E v a l u a t i o no f t r e a t m e n t w i t h d e f i n e d a n d u n de f i ne d m i xt u r es o f g u tm i c r o o r g a n i s m s f o r p r e v e n t i n g s a l m o n e l l a c o l o n i z a t i o n i nc h i c k s a n d t u r k e y p o u l t s . F o o d M i c r o b i o l . 1 : 1 4 3 - 1 4 7 .4 8 . I m p e y , C . S . , G . C . M e a d , a n d N . H i n t o n . 1 9 8 7 . I n f l u e n c e o fc o n t i n u o u s c h a l l e n g e v i a t h e f e e d o n c o m p e t i t i v e e x c l u s i o n o fs a l m o n e l l a f r o m b r o i l e r c h i c k e n s . J . A p p l . B a c t e r i o l . 6 3 : 1 3 9 - 1 4 6 .4 9 . I s e n b e r g , H . D . 1 9 8 8 . P a t h o g e n i c i t y a n d v i r u l e n c e : a n o t h e rv i e w . C l i n . M i c r o b i o l . R e v . 1 : 4 0 - 5 3 .5 0 . I t o h , K . , a n d R . F r e t e r . 1 9 8 9 . C o n t r o l o f E s c h e r i c h i a c o l ip o p u l a t i o n s b y a c o m b i n a t i o n o f i n d i g e n o u s c l o s t r i d i a a n dl a c t o b a c i l l i i n g n o t o b i o t i c m i c e a n d c o n t i n u o u s - f l o w c u l t u r e s .I n f e c t . I m m u n . 5 7 : 5 5 9 - 5 6 5 .5 1 . J o e r g e r , M. C . , a n d T . R . K l a e n h a m m e r . 1 9 8 6 . C h a r a c t e r i z a -t i o n a n d p u r i f i c a t i o n o f h e l v e t i c i n J a n d e v i d e n c e f o r a c h r o -m o s o m a l l y d e t e r m i n e d b a c t e r i o c i n p r o d u c e d b y L a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u s 4 8 1 . J . B a c t e r i o l . 1 6 7 : 4 3 9 - 4 4 6 .5 2 . K a s s , E . H . 1 9 6 2 . P y e l o n e p h r i t i s a n d b a c t e r i u r i a . A m a j o rp r o b l e m i n p r e v e n t i v e m e d i c i n e . A n n . I n t e r n . M e d . 5 6 : 4 6 - 5 3 .5 3 . K e n n e d y , M. J . , a n d P . A . V o l z . 1 9 8 5 . E c o l o g y o f C a n d i d aa l b i c a n s g u t c o l o n i z a t i o n : i n h i b i t i o n o f C a n d i d a a d h e s i o n ,c o l o n i z a t i o n , a n d d i s s e m i n a t i o n f r o m t h e g a s t r o i n t e s t i n a l t r a c tb y b a c t e r i a l a n t a g o n i s m . I n f e c t . I m m u n . 4 9 : 6 5 4 - 6 6 3 .5 4 . K i m u r a , N . , M. Y o s h i k a n e , A . K o b a y a s h i , a n d T . M i t t s u o k a .1 9 8 3 . An a p p l i c a t i o n o f d r i e d b i f i d o b a c t e r i a p r e p a r a t i o n t os c o u r i n g a n i m a l s . B i f i d o b a c t e r i a M i c r o f l o r a 2 : 4 1 - 5 5 .5 5 . K o g u r e , K . , M. S u e m a t o , M. T a g a w a , a n d K . K u r o k a w a . 1 9 7 6 .C l i n i c a l e v a l u a t i o n o f b i f i d o b a c t e r i a p r e p a r a t i o n ( R - 1 0 3 ) i nd i a r r h e a i n d o g s . J . J p n . V e t . M e d . A s s o c . 2 9 : 4 3 9 - 4 4 2 .5 6 . K o l e n b r a n d e r , P . E . , a n d R . N . A n d e r s o n . 1 9 8 6 . M u l t i g e n e r i ca g g r e g a t i o n s a m o n g o r a l b a c t e r i a : a n e t w o r k o f i n d e p e n d e n tc e l l - t o - c e l l i n t e r a c t i o n s . J . B a c t e r i o l . 1 6 8 : 8 5 1 - 8 5 9 .5 7 . K o n i g , B . , W. K o n i g , J . S c h e f f e r , J . H a c k e r , a n d W. G o e b e l .1 9 8 6 . R o l e o f E s c h e r i c h i a c o l i a l p h a - h e m o l y s i n a n d b a c t e r i a la d h e r e n c e i n i n f e c t i o n : r e q u i r e m e n t f o r r e l e a s e o f i n f l a m m a -t o r y m e d i a t o r s f r o m g r a n u l o c y t e s a n d m a s t c e l l s . I n f e c t . I m -m u n . 5 4 : 8 8 6 - 8 9 2 .5 8 . K u n i n , C . M. 1 9 8 7 . D e t e c t i o n , p r e v e n t i o n a n d m a n a g e m e n t o fu r i n a r y t r a c t i n f e c t i o n s , 4 t h e d . , p . 1 - 4 4 7 . L e a F e b i g e r ,P h i l a d e l p h i a .5 9 . L a r s e n , B . , A . J . M a r k o v e t z , a n d R . P . G a l a s k . 1 9 7 7 . R o l e o fe s t r o g e n i n c o n t r o l l i n g t h e g e n i t a l m i c r o f l o r a o f f e m a l e r a t s .A p p l . E n v i r o n . M i c r o b i ol . 3 4 : 53 4 - 54 0 .6 0 . L e e , S . F . , A . P r o g u l s k e - F o x , a n d A . S . B l e i w e i s . 1 9 8 8 . M o l e c -u l a r c l o n i n g a n d e xp r es s i o n o f a S t r e p t o c o c c u s m u t a n s m a j o rs u r f a c e p r o t e i n a n t i g e n , P 1 I / I l ) , i n E s c h e r i c h i a c o l i . I n f e c t .I m m u n . 5 6 : 2 1 1 4 - 2 1 1 9 .6 1 . M a n s s o n , W . , S . C o l l e e n , a n d P . A . M a r d h . 1 9 8 6 . T h e m i c r o b i a lf l o r a o f t h e c o n t i n e n t c e c a l u r i n a r y r e s e r v o i r , i t s s t o m a a n d t h ep e r i s t o m a l s k i n . J . U r o l . 1 3 5 : 2 4 7 - 2 5 0 .6 2 . M a n z e l l a , J . P . , a n d R . H a r o o t u n i a n . 1 9 8 2 . L a c t ob a c i l le m i a o fr e n a l o r i g i n : a c a s e r e p o r t . J . U r o l . 1 2 8 : 1 1 0 .

6 3 . M f r d h , P . - A . , a n d L . V . S o l t e s z . 1 9 8 3 . I n v i t r o i n t e r a c t i o nb e t w e e n l a c t o b a c i l l i a n d o t h e r m i c r o o r g a n i s m s o c c u r r i n g i n t h ev a g i n a l f l o r a . S c a n d . J . I n f e c t . D i s . S u p p l y . 4 0 : 4 7 - 5 1 .6 4 . M a r r i e , T . J . , G . K . M. H a r d i n g , a n d A . R . R o n a l d . 1 9 7 8 .A n a e r o b i c a n d a e r o b i c u r e t h r a l f l o r a i n h e a l t h y f e m a l e s . J .C l i n . M i c r o b i o l . 8 : 6 7 - 7 2 .6 5 . M a r r i e , T . J . , C . A . S w a n t e e , a n d M. H a r t l e n . 1 9 8 0 . A e r o b i ca n d a n a e r o b i c u r e t h r a l f l o r a o f h e a l t h y f e m a l e s i n v a r i o u sp h y s i o l o g i c a l a g e g r o u p s a n d o f f e m a l e s w i t h u r i n a r y t r a c ti n f e c t i o n s . J . C l i n . M i c r ob i o l . 1 1 : 6 5 4 -6 5 9 .6 6 . M c C o r m i c k , E . L . , a n d D . C . S a v a g e . 1 9 8 3 . C h a r a c t e r i z a t i o n o fL a c t o b a c i l l u s s p . s t r a i n 1 0 0 - 3 7 f r o m t h e m u r i n e g a s t r o i n t e s t i n a lt r a c t : e c o l o g y , p l a s m i d c o n t e n t , a n d a n t a g o n i s t i c a c t i v i t yt o w a r d C l o s t r i d i u m ramosom H 1 . A p p l e . E n v i r o n . M i c r o b i o l .4 6 : 1 1 0 3 - 1 1 1 2 .6 6 a . M c G r o a r t y , J . A . , S . C h o n g , G . R e i d , a n d A . W. B r u c e . 1 9 9 0 .E f f e c t o f n o n o x y n o l - 9 o n t h e g r o w t h a n d a d h e r e n c e o f u r o g e n -i t a l b a c t e r i a . C u r r . M i c r o b i o l . 2 1 : 2 1 9 - 2 2 3 .6 7 . M c G r o a r t y , J . A . , a n d G . R e i d . 1 9 8 8 . D e t e c t i o n o f a l a c t o b a -c i l l u s s u b s t a n c e w h i c h i n h i b i t s E s c h e r i c h i a c o l i . C a n . J . M i c r o -b i o l . 3 4 : 9 7 4 - 9 7 8 .6 8 . M c G r o a r t y , J . A . , a n d G . R e i d . 1 9 8 8 . I n h i b i t i o n o f e n t e r o c o c c ib y L a c t o b a c i l l u s s p e c i e s i n v i t r o . M i c r o b . E c o l . H e a l t h D i s .1 : 2 1 5 - 2 1 9 .

6 9 . M e t c h n i k o f f , E . 1 8 9 4 . R e c h e r c h e s s u r l e c h o l e r a e t l e s v i b r i o n s .I V . S u r l ' i m m u n i t d e t l a r e c e p t i v i t y v i s - A - v i s d u c h o l e r a i n t e s -t i n a l . A n n . I n s t . P a s t e u r ( P a r i s ) 8 : 5 2 9 - 5 8 9 .7 0 . M i t s u o k a , T . 1 9 7 8 . I n t e s t i n a l f l o r a a n d p r o d u c t i o n o f d o m e s t i ca n i m a l s . J . J p n . V e t . M e d . A s s o c . 3 1 : 2 5 9 - 2 6 7 .7 1 . M i t s u o k a , T . , a n d C . K a n e u c h i . 1 9 7 7 . E c o l o g y o f t h e b i f i d o -b a c t e r i a . Am . J . C l i n . N ut r . 3 0 : 1 7 9 9 - 1 8 1 0 .7 2 . Newman, D . 1 9 1 5 . T h e t r e a t m e n t o f c y s t i t i s b y i n t r a v e s i c a li n j e c t i o n s o f l a c t i c b a c i l l u s c u l t u r e s . L a n c e t i i : 3 3 0 .7 3 . N i c o l l , T . R . , a n d M. M. J e n s e n . 1 9 8 7 . P r e l i m i n a r y s t u d i e s o nb a c t e r i a l i n t e r f e r e n c e o f s t a p h y l o c o c c o s i s o f c h i c k e n s . A v i a nD i s . 3 1 : 1 4 0 - 1 4 4 .7 4 . N i c o l l e , L . E . , G . K . M. H a r d i n g , M. T h o m s o n , J . K e n n e d y , B .U r i a s , a n d A . R . R o n a l d . 1 9 8 8 . E f f i c a c y o f f i v e y e a r s o fc o n t i n u o u s , l o w - d o s e t