肠道菌相失衡导致结肠发炎,粪便微生物移植可治疗?

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当肠道受微生物或病原菌等病原菌感染而引发发炎,就是俗称的结肠炎。粪便微生物移植(fecal microbiota transplantation, FMT)是一种治疗方式,能够透过移植健康者的肠道微生物重建患者的微生物菌丛。不过这项技术还不是很成熟,它的治疗品质在个体之间差异相当大,此外移植也有带来感染的风险。

威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)团队发布于《Gastroenterology》研究,在 FMT 移植的菌丛中确认出可治疗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis)的微生物种类。气味杆菌(Odoribacter splanchnicus)会增加患者肠道内的抗发炎反应因子,也能促进短链脂肪酸合成,这类脂肪酸能维系肠道健康。

气味杆菌属启动肠道免疫反应

实验团队取得 20 位结肠炎患者在接受 FMT 移植前、后的肠道微生物菌相,并透过 IgA-seq 方法追踪肠道中有免疫球蛋白 IgA 标记、与免疫反应有关的微生物种类,他们发现共有 12 株气味杆菌属(Odoribacter splanchnicus)微生物有治疗结肠炎的功效。

该团队进一步分析气味杆菌属治疗结肠炎的 2 个免疫机制:1. 气味杆菌属能提升调节 T细胞(Treg)、细胞因子 IL-10 浓度,Treg、IL-10 都与抗发炎反应相关。2. 气味杆菌属会促进短链脂肪酸生成,例如丁酸盐(butyrate),丁酸盐已被研究应用于结肠炎灌肠用药。

图片来源:《Gastroenterology》

效率更佳的肠道微生物移植疗法

这项研究提出微生物移植治疗结肠炎的关键菌种:气味杆菌,并确认了气味杆菌能提升抗发炎因子如 IL-10、Treg 细胞数目,借此抑制肠道发炎反应,这对于过去 FMT 移植的疗效品质不一是一大突破。

该研究负责人 Longman 教授也提到,尽管确认了气味杆菌属参与免疫系统的 2 项机制,但这还无法解释气味杆菌属的全部免疫功能。此外,未来若能确认更多与抗发炎相关的微生物种类,将可以直接移植特定菌株,甚至也可以直接在体外培养这些菌株,而不需要从健康者体内移植。

延伸阅读:人类第二基因组!肠道微生物菌相不只调控免疫,还与人类老化息息相关?

参考资料:
1. Gastroenterology, 2021; https://www.gastrojournal.org/article/S0016-5085(21)03610-6/pdf#secsectitle0035
2. https://news.weill.cornell.edu/news/2021/10/researchers-identify-bacteria-that-underlie-success-of-fecal-microbiota-transplants

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