新型屎肠球菌 P2 突破性防治艰难梭菌感染 三重机制筑牢肠道防御体系

新型屎肠球菌 P2 突破性防治艰难梭菌感染 三重机制筑牢肠道防御体系

原创
来源:刘力燚
2026-01-28 16:15:06
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核心提示:源自健康儿童粪便的新型益生菌 —— 屎肠球菌 P2(E. faecium P2),通过 “耐胃肠胁迫定植 + 直接抑制病原菌 + 修复肠道微生态” 三重核心机制,破解艰难梭菌感染(CDI)高复发、抗生素依赖的临床困境。其不仅能强效抑制艰难梭菌生长及生物膜形成,更可通过上调肠屏障关键蛋白、调节炎症平衡、重塑菌群结构,显著降低 CDI 死亡率与肠道损伤,为区域特异性 CDI 替代抗生素防治提供了安全高效的新候选方案。

难梭菌感染CDI)已成为全球重大公共卫生负担,其引发的伪膜性肠炎、中毒性巨结肠等严重肠道疾病,在欧美复发率高达 7.9%-35%、死亡率 4%-6%,我国 14 个地区 CDI 发病率达 11.4%,且存在显著的区域菌株差异(如中国南北地区优势菌株不同)。传统依赖甲硝唑、万古霉素等抗生素的治疗方案,虽能短期清除病原体,却会进一步破坏肠道菌群平衡,导致 20%-30% 的复发率,且耐药菌株持续涌现。益生菌作为肠道微生态调节剂,通过营养竞争、拮抗致病菌、修复肠屏障等发挥作用,其中乳酸菌是核心类别。屎肠球菌作为人体肠道固有菌群,可产乳酸及抗菌物质,但多数菌株缺乏系统表征,且区域菌株差异要求开发针对性益生菌。本研究聚焦筛选区域适配性抗 CDI 益生菌,从健康儿童粪便中分离鉴定出屎肠球菌 P2,通过体外 - 体内一体化实验,验证其安全性与功效,为 CDI 防治提供新选择。

研究团队从健康儿童粪便中分离出 4 株屎肠球菌(P1-P4),通过革兰氏染色、过氧化氢酶试验、16S rRNA 基因测序及特异性 Glup 基因鉴定,最终确定 P2 为目标菌株。安全性评估显示,屎肠球菌 P2 不携带 acegelEclyA 6 种常见毒力基因,无 β- 溶血活性(γ- 溶血,安全性达标),且对万古霉素、氨苄西林、四环素、利福平在内的 9 种临床常用抗生素敏感,未检测到 vanAvanB 等可传播耐药基因,符合益生菌安全标准。

采用琼脂扩散法与液体培养法验证发现,屎肠球菌 P2 的无细胞上清液(CFS)能显著抑制艰难梭菌 ATCC43255 生长,固体培养基上形成明显抑菌圈,液体培养中可显著降低艰难梭菌 600nm 处吸光度(OD 值),抑制效果优于 P1P3P4 菌株。此外,P2 还能强效抑制艰难梭菌生物膜形成,经结晶紫染色定量检测,共培养 72 小时后艰难梭菌生物膜量显著减少,提示其可阻断艰难梭菌的定植与耐药性形成。

益生菌需耐受胃酸、肠液及胆汁盐才能在肠道定植。实验显示,屎肠球菌 P2 pH3.0 的模拟胃液、pH8.0 的模拟肠液中培养 3 小时后仍保持高存活率;对 0.3% 1% 浓度的胆汁盐均表现出强耐受性,存活率显著高于益生菌筛选临界值。同时,P2 具备高细胞表面疏水性(H% 值优异)与自聚集能力,24 小时自聚集率达到较高水平,这些特性使其能有效黏附肠道黏膜,形成定植优势。此外,P2 pH6pH8 等不同环境下均能形成稳定生物膜,进一步增强其肠道定植能力与抗逆性。


30 6-8 周龄雌性 C57BL/6 小鼠分为阴性对照组(NC 组,给予 PBS)、CDI 模型组(CDI 组,仅感染艰难梭菌)、屎肠球菌 P2 预防组(P2 组,感染前 8 天每日口服 P210 CFU/mL)。通过抗生素鸡尾酒预处理 + 克林霉素致敏 + 艰难梭菌感染构建 CDI 模型,持续观察 5 天,评估临床症状、组织病理及分子机制。

CDI 组小鼠感染后出现严重体重下降(3 天内显著降低)、精神萎靡、腹泻等症状,4 天内死亡率达 100%,平均临床评分(涵盖粪便性状、体重下降、刺激反应)持续升高至 5 天峰值;而 P2 组小鼠体重从第 4 天开始逐步恢复,死亡率较 CDI 组显著降低,平均临床评分在第 3 天达峰后持续下降,且全程低于 CDI 组。粪便菌落计数显示,P2 组在感染后 3-4 天艰难梭菌载量显著低于 CDI 组,证实 P2 能有效抑制肠道内艰难梭菌定植。

CDI 组小鼠结肠显著缩短,结肠黏膜出现严重糜烂、隐窝丢失及大量炎症细胞浸润;而 P2 组结肠长度较 CDI 组显著增加,组织病理显示黏膜结构基本完整,隐窝损伤减轻,炎症细胞浸润明显减少。此外,P2 组盲肠与脾脏重量异常升高的现象得到显著改善,提示肠道炎症反应被有效抑制。


肠道屏障损伤是 CDI 发病的关键环节。实验显示,P2 组小鼠结肠黏膜杯状细胞数量显著增加,黏蛋白分泌增多(AB-PAS 染色验证);RT-qPCR 与免疫组化结果证实,P2 能显著上调肠黏膜紧密连接蛋白 ZO-1Claudin-1 及黏蛋白基因 MUC-2 的表达,这些蛋白是维持肠道上皮完整性、阻止毒素入侵的核心分子,其表达上调可有效抵御艰难梭菌毒素(TcdATcdB)引发的肠屏障破坏。

CDI 引发的过度炎症反应是肠道损伤的重要原因。研究发现,P2 组小鼠脾脏重量较 CDI 组显著降低,结肠组织中促炎因子 IL-1β、MIP(巨噬细胞炎性蛋白)、COX-2(环氧合酶 - 2)的基因表达水平显著下调,而抗炎因子 IL-10 的表达水平显著升高,表明 P2 通过抑制促炎通路、增强抗炎反应,减轻肠道炎症损伤,促进黏膜修复。

肠道菌群失调是 CDI 发生与复发的核心诱因。16S rRNA 测序显示,CDI 组小鼠肠道菌群多样性显著下降(ShannonSimpsonAce 指数均低于对照组),致病菌所属的变形菌门、疣微菌门丰度升高,而有益菌所属的拟杆菌门、厚壁菌门丰度降低;给予 P2 干预后,肠道菌群结构显著改善,拟杆菌门、厚壁菌门丰度恢复,变形菌门等致病菌丰度被抑制。在科属水平,P2 组双歧杆菌科、毛螺菌科、普雷沃氏菌科等有益菌丰度升高,肠杆菌科、丹毒丝菌科等致病菌丰度降低,有效修复了 CDI 引发的菌群紊乱,形成抵御艰难梭菌定植的微生态屏障。

本研究首次系统证实,源自健康儿童粪便的屎肠球菌 P2 是一株安全、高效的抗 CDI 益生菌候选株。其优势在于:一是安全性经过严格验证,无致病风险与耐药性,适配临床应用需求;二是具备 “耐胃肠环境 - 定植 - 拮抗致病菌” 的完整益生菌特性,体外抑制效果显著;三是通过 “保护肠屏障 + 调节炎症 + 重塑菌群” 三重机制发挥抗 CDI 作用,靶点全面且协同;四是针对中国区域 CDI 菌株特点开发,适配性更强。相较于现有商业益生菌,屎肠球菌 P2 在抗艰难梭菌生物膜形成、区域特异性适配等方面具有独特优势,为解决 CDI 抗生素治疗的局限性提供了全新方案。未来需进一步开展临床研究,验证其在人体中的安全性与有效性,推动其成为 CDI 预防与治疗的新型益生菌制剂。

参考文献:Cui Y H, Jia Q Y, Yan H, et al. Novel Enterococcus faecium P2 as a probiotic for mitigating Clostridioides difficile infection[J]. Microbial Pathogenesis, 2025, 208: 108028. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2025.108028

 

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