当有益细菌敲门但没有人在家

2019-06-17 328细菌肠道益生菌

生活在我们肠道内的有益菌群,即肠道微生物群,对免疫系统的发育和功能非常重要。越来越多的证据表明,某些益生菌——将有益细菌引入肠道的疗法——可能有助于缓解克罗恩病等肠道疾病的一些症状。通过研究克罗恩病的遗传风险因素与肠道细菌之间的相互作用,加州理工学院(Caltech)的研究人员在一些患者身上发现了导致这种疾病的一个新的潜在原因——这些信息可能会导致益生菌疗法和个性化医疗的进步。研究结果发表在5月5日网络版的《科学》杂志上。

当有益细菌敲门但没有人在家

研究背景

此前,科学家们发现,克罗恩病患者的基因组和肠道微生物群经常发生变化。肠道微生物群是存在于肠道中的各种细菌的集合。超过200个基因被认为与克罗恩病的易感性有关。多年来,该领域的研究人员一直认为,这些基因的正常功能是通过感知致病菌并部署免疫反应来杀死不需要的微生物;当这些基因有缺陷时,致病菌存活下来,在肠道内繁殖,并导致疾病。

“虽然我们相信这一切是真的,在这项研究中我们很好奇,看看一些重要传感病原菌的基因也可能是重要的遥感促进免疫健康有益的细菌,”该研究的第一作者Hiutung Chu说。通常,这些有益的共生微生物发出的信号会促进抗炎反应,从而抑制肠道炎症。然而,对致病菌有感觉和反应的基因突变也会损害对有益细菌的反应。所以这是对现有教条的一种新的诠释。”

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研究内容

为了弄清楚这一点, Chu和她在Sarkis Mazmanian实验室的同事微生物学教授Luis B.和Nelly Soux,设计了几个实验来研究基因突变是如何中断一种已知的有益细菌脆弱拟杆菌的免疫增强作用的。研究人员通过使用脆弱类杆菌来测试他们的新理论,来治疗具有两种基因非功能性版本的老鼠,这两种基因被称为ATG16L1和NOD2,已知这两种基因在克罗恩病风险中起着重要作用。

研究人员发现,如果一个这两个基因的缺席,在B反应中,这些老鼠无法对脆弱B病毒产生一种叫做调节性T细胞的疾病保护免疫细胞,即使在接受了脆弱类杆菌B的治疗后也无法产生这种细胞。ATG16L1缺陷小鼠肠道疾病模型的症状没有改变。

Chu和Mazmanian随后在洛杉矶的Cedars-Sinai医疗中心从健康的病人和克罗恩病病人身上获得了血液样本。“我们可以看到,某些病人的免疫细胞对脆弱拟杆菌有反应,而其他病人的免疫细胞则完全没有反应,”Chu说。“因为雪松细胞已经进行了基因分型,所以我们能够将我们的结果与患者的基因分型相匹配:具有ATG16L1保护基因的个体的免疫细胞对治疗有反应,但是具有该基因突变的患者细胞对脆弱类杆菌B无抗炎反应。

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研究结果

Mazmanian说研究结果表明,这些基因的错误版本可能以两种不同的方式导致克罗恩病:一种是无法帮助消灭致病菌,另一种是无法阻止通常由“好”细菌引发的有益免疫信号。他说:“Hiutung的研究表明,人类微生物群中有一些特定的细菌,它们似乎利用了这些基因编码的途径,向宿主发送有益的信号。这些基因通常与杀死细菌有关。”

Mazmanian说,这项研究揭示了基因组和微生物之间的重要关系,并且有一天它可能会被用于改善临床试验中益生菌的使用。“例如,我们之前的工作建议使用脆弱类杆菌B作为某些疾病的益生菌治疗。这项新研究表明,有些人不会从这种治疗中受益,因为他们有这种遗传倾向。”“目前,临床试验不能很好地确定哪些患者对治疗反应最好,但我们在小鼠模型上的实验表明,从概念上讲,可以设计更有效的临床试验。”

引用

California Institute of Technology. "When beneficial bacteria knock but no one is home: Probiotic therapies hold promise for the treatment of intestinal disorders, but researchers reveal why they may not work for all patients." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 May 2016.
www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160509132843.htm.

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