FOS联合丁酸梭菌减轻肠道准备诱发的菌群紊乱并增强黏膜免疫防御
肠镜(gastrointestinal endoscopy)前必做的聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)肠道清洁,每做一次就把肠道菌群打乱一次。打乱多严重、多久能恢复、有没有办法减少损失——这篇发表于 Clinical Science 的小鼠实验给出了一组数据(PMID: 42550055)。
灌洗后第15天,自发恢复仍不完整
PEG诱发的微生物扰动在操作后15天评估时,菌群仍未回到基线水平(PMID: 42550055)。这个数字单独拎出来就够让人停一下:临床上做完肠镜,患者两三天就回家,没有人追踪后续。
12天的合生素(synbiotic)干预——果寡糖(fructooligosaccharides,FOS)与丁酸梭菌(Clostridium butyricum)联合——显著提升了α多样性(alpha diversity),并恢复了清洁诱发的菌群失调。Firmicutes/Bacteroidota比例升高,乳酸杆菌属(Lactobacillus)、黏螺旋菌属(Mucispirillum)和丁酸梭菌属(Butyricicoccus)丰度增加(PMID: 42550055)。
这些指标值得保留一点怀疑。Firmicutes/Bacteroidota比值在人体研究里争议未断,升高不自动等于改善。整个实验在小鼠里完成,没有人群数据。
柠檬酸杆菌感染下的黏膜屏障数据
研究的第二条设计线更有意思:在肠道准备背景下叠加柠檬酸杆菌(Citrobacter rodentium)感染,模拟内镜操作后真实的感染窗口期。单纯肠道准备组的结肠炎表型明显加重;合生素干预组的隐窝增生(crypt hyperplasia)和炎症损伤得到缓解,多项结肠炎指标显著改善,伴有IL-12/IFN-γ相关抗菌应答增强、Muc2和分泌型IgA(sIgA)表达上调,菌群互作网络也得到部分重塑(PMID: 42550055)。
Muc2是结肠黏液层的核心结构蛋白,sIgA是黏膜表面最主要的免疫球蛋白。两个指标同时上调,指向物理屏障和免疫屏障的双重强化,不只是菌群结构的调整。
机制层面的诠释还缺乏具体链条。更根本的问题是,这套剂量和疗程在人体肠道准备场景下是否可行,目前无从回答。
7名新加坡儿童IBD患者的配对宏基因组
这组数据来自7名≤18岁的儿童IBD患者(5例克罗恩病、2例溃疡性结肠炎),在活动期和维持性免疫抑制下的临床缓解期各采集一次粪便,做了全量宏基因组(shotgun metagenomic sequencing)测序(PMID: 42626304)。
缓解期菌群多样性高于活动期;放线菌门(Actinobacteria)在缓解期显著更丰富;普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)、青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)、牙双歧杆菌(Bifidobacterium dentium)和格氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)在缓解期富集,克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)在活动期升高;产丁酸的哈德里斯厌氧棍状菌(Anaerostipes hadrus)在缓解期丰度更高(P = 0.046)。功能层面,维生素和辅因子生物合成、碳水化合物及氨基酸代谢通路在缓解期更活跃(PMID: 42626304)。
n=7没有统计功效可言,这组数据只能当作方向感来读。更棘手的地方在于:所有患者均在接受免疫抑制治疗,菌群变化里有多少源自疾病活动度、多少来自药物,现阶段无法拆分。做过儿童IBD研究的人都知道这类配对设计有多难招募,样本小是客观限制,不是设计失误,但结论外推要格外小心。
肠道厚壁菌门内的核酸酶拮抗机制
顺带一提,mBio同期发表了一篇结构生物学工作,描述了肠道厚壁菌门(Bacillota)细菌之间的竞争机制(PMID: 42606298)。效应蛋白Tde是一种核酸酶毒素,其拮抗蛋白Tdi通过P(Φ)4GG基序对Tde活性位点进行结构拟态(active site mimicry),导致Tde构象改变、失活,并对蛋白酶解敏感。Bacillus和Enterococcus quebecensis中均验证了这一机制。目前还是纯粹的基础机制研究,为理解肠道菌群内部竞争生态提供了分子层面的注脚。
- Combined administration of fructooligosaccharides and Clostridium butyricum attenuates bowel cleansing-induced dysbiosis and safeguards mucosal defense in a murine model.,Clinical science (London, England : 1979)(PMID: 42550055)
- Secreted nuclease effector neutralization by active site mimicry in Bacillota.,mBio(PMID: 42606298)
- Microbial and functional shifts between flare and remission in a single-center cohort of children with inflammatory bowel disease.,World journal of clinical pediatrics(PMID: 42626304)