科学家们意外地发现，通常不知道会导致疾病的伯纳氏杆菌(C. burnetii)的弱化形式自然地获得了这样做的能力。
伯氏原体在人类中引起Q热，其弱化形式用于科学目的。科学家们确定了导致致病能力增强(毒力)的基因突变，并创造了一种没有遗传缺陷的细菌，可以安全地用于研究。
这项研究是由美国国立卫生研究院下属的国家过敏和传染病研究所(NIAID)的科学家以及华盛顿州立大学和北亚利桑那大学的合作者进行的，发表在《自然通讯》上。
伯纳蒂菌会自然感染家畜，包括山羊、绵羊和牛。这种细菌会导致Q热，这是一种罕见的人类疾病，在美国每年报告的病例不到1000例。
伯纳蒂菌感染风险最高的个体包括农民、兽医和动物研究人员，因为感染是由吸入受感染动物产品(如粪便、尿液、牛奶和生产产品)污染的粉尘引起的。
Q热的特点是有轻微到严重的流感样症状，可以用抗生素治疗。病情严重的人可能会感染肺部(肺炎)或肝脏(肝炎)。一小部分被感染的人(100人中不到5人)会发展成一种更严重的感染，称为慢性Q热，在最初感染后数月或数年出现。这种情况需要数月的抗生素治疗，并可能导致死亡。
不同形式的脂多糖(LPS)——一种位于革兰氏阴性细菌外膜上的大分子——可以深刻地影响细菌引起人类疾病的能力。脂多糖形式的变化被称为“相位变化”，这对伯纳氏梭菌特别重要，因为它有助于确定细菌的毒力。
NIAID的科学家和他们的合作者开始确定LPS的长度是如何影响伯纳蒂杆菌致病能力的。自然界中发现的伯纳蒂胞杆菌(称为“野生型”)具有很强的毒性，被美国疾病控制和预防中心(CDC)认为是一种特殊的病原体，需要特定的生物安全实验室能力和研究保障。
除了具有完全毒性的九英里I型菌株(NMI)之外，另外两种形式的伯纳氏杆菌通常用于研究目的——没有一种具有NMI的毒性。这些细菌形式包括:NMC，具有中等毒性，NMII，被认为没有毒性，其特征是染色体缺失，不可逆地消除了两个参与LPS生物合成的基因。NMII菌株因其无法致病而不受疾病控制与预防中心选择剂规定的约束。
为了研究LPS长度如何影响伯氏杆菌的毒力，研究人员用NMI、NMC或NMII感染豚鼠;所有实验均在生物安全三级实验室进行。
接种14天后，科学家们意外地在感染了该菌株的4只豚鼠中的3只的脾脏中发现了NMII分离株，这表明细菌在动物体内传播，而不是立即被清除。此外，研究人员发现，NMII分离株具有一种未被识别的LPS修饰形式，有助于产生细长的LPS，因此与NMC菌株具有相似的毒性。
为了确定LPS延长是否仅限于动物模型，研究人员在细胞培养中传代或培养NMII超过50周。同样，NMII菌株表现出LPS反应性，表明获得性毒力。
根据他们的分析，研究人员确定NMII细菌具有特定的基因突变，导致LPS延伸并增强菌株的致病潜力。为了解决潜在的安全问题，科学家们创造了一种名为NMII- e的NMII菌株，删除了特定的基因，并发现这种菌株不会产生相同的LPS效果。
这组作者说，这些发现对伯纳蒂杆菌的实验室工作、诊断敏感性和疫苗开发具有启示意义。具体地说，NMII菌株自然恢复到毒性更强的形式的能力表明，使用该菌株的个人研究人员应该在更高的生物安全水平条件下进行工作。
他们指出，这项工作表明了选择制剂计划的成功，以及在进行重要科学研究时安全替代品的进步。
