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《自然》子刊:当心这个益生菌!清华团队发现,明星益生菌Akk过度增殖,会增强肠道致病菌的毒力和感染丨科学大发现

奇点网  · 公众号  · 医学  · 2025-03-09 18:00

正文

*仅供医学专业人士阅读参考

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俗话说,人无完人。


现实中,菌无完菌。


作为明星益生菌, 嗜黏蛋白阿克曼菌(Akk) 近年来红得发紫。


大量的基础研究发现,Akk菌有非常多的潜能。例如,我们就报道过 燃脂、改善代谢、改善认知、调节免疫、提升抗肿瘤免疫,甚至还能转化血型、改善高度近视和增强后代神经发生


然而,当我们在为Akk菌的近乎全能感到惊喜的同时,也别忘记问一句,它会不会带来风险。


近日,由 清华大学郭晓欢和王文彦 领衔的研究团队,在著名期刊 Nature Microbiology 上发表一篇重要研究论文[1],让我们看到了Akk菌之暗面。


他们基于小鼠肠道感染模型发现, 第3群先天性淋巴细胞(ILC3s)可以通过IL-22抑制肠道上皮细胞半乳糖基化水平,减少Akk菌的能量来源、控制Akk菌的水平,进而抑制肠道病原菌的定植。


在ILC3s缺失的情况下,肠道细胞半乳糖基化水平会增加, Akk菌会过度增殖,产生的琥珀酸会上调病原菌毒力因子的表达,增强病原菌定植能力,加剧宿主感染。值得注意的是,让小鼠口服Akk菌也会产生类似的效果。


这项研究不仅让我们对肠道免疫调控有了新认知,还为抗感染治疗提供了新视角,也提出了使用Akk需要注意的安全性问题。 清华大学王文彦和李娜是论文的共同第一作者。


论文首页截图


大约10年前,郭晓欢就发现,ILC3s能以微生物群依赖的方式控制啮齿类柠檬酸杆菌( Citrobacter rodentium )在肠道中的定植[2]。


只不过,在当时他还不知道ILC3s如何调控肠道微生物,也不知道受ILC3s影响的微生物又是如何影响病原菌定植的。而这个研究,正是为了解决上述问题。


在这次的实验中,他们还是选择了啮齿类柠檬酸杆菌,因为 它可以模拟人肠病原性大肠埃希杆菌(EPEC)和肠出血性大肠埃希杆菌(EHEC) ,导致小鼠出现严重腹泻,是常用的病原体感染模式菌。


通过构建ILC3s缺失小鼠模型,郭晓欢团队发现 ILC3确实是控制啮齿类柠檬酸杆菌早期定植和系统性传播的必要条件。 在分析结肠黏膜细菌组成之后,他们发现 Akk菌在ILC3s缺失小鼠体内的水平比对照组更高


Akk菌拔得头筹


这一差异让研究人员感到意外,因为Akk的“菌设”应该是益生菌。


这也让郭晓欢团队将Akk作为重点关注对象。他们先让饲养在无特定病原体(SPF)设施中的野生型(WT)小鼠感染啮齿类柠檬酸杆菌,然后再让这些小鼠口服Akk。


与没有口服Akk的小鼠相比, 口服Akk的小鼠肠道中Akk定植增加,粪便中啮齿类柠檬酸杆菌的负荷增加,血液中啮齿类柠檬酸杆菌水平增加,并导致结肠发生严重病理变化。


不难看出,Akk菌确实可以促进啮齿类柠檬酸杆菌在肠道的定植,以及加重感染。


口服Akk就可以促进病原菌的增殖


至于背后的分子机制,郭晓欢团队的研究结果显示, ILC3s产生的IL-22会抑制肠道细胞的半乳糖基化水平,减少了Akk菌的碳源和能量来源,限制了Akk菌的增殖。


在ILC3s缺失的情况下,肠道细胞半乳糖基化水平会增加,进而导致Akk菌过度增殖(口服补充也会提升Akk水平),Akk菌的代谢产物琥珀酸会提升啮齿类柠檬酸杆菌毒力因子编码基因 tir ler 的表达水平,促进啮齿类柠檬酸杆菌的定植和系统性感染。


机制示意图


值得注意的是,郭晓欢团队还发现, 体外琥珀酸处理也会增强感染人的病原菌EPEC和EHEC的毒力因子表达。让小鼠口服琥珀酸,也可增加粪便中EHEC的负担和EHEC在全身扩散。


这个结果说明, 感染小鼠的病原菌和人类致病菌之间存在一致的调控机制。


总的来说,郭晓欢/王文彦团队这项研究成果,破解了ILC3s通过共生肠菌控制病原菌定植的机制,也让我们见识到了热门益生菌Akk菌的潜在健康风险。


因此,我们也在这里提醒广大服用益生菌的读者朋友:补充益生菌,需谨慎。


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