海莱蒙梭菌通过调控肠道微生态显著缓解艰难梭菌感染
艰难梭菌感染(CDI)是由抗生素使用引发肠道菌群失调所导致的严重肠道感染性疾病,也是临床常见的院内感染类型之一,其感染症状从轻度腹泻到危及生命的伪膜性结肠炎不等,总体病死率达 6%,老年患者病死率更是升至 13.5%,给医疗系统带来沉重负担。CDI 的核心发病机制为抗生素破坏肠道正常微生态平衡,使艰难梭菌这一机会性病原体得以定植并分泌毒素引发炎症,而当前临床一线的万古霉素、甲硝唑等抗生素疗法,会进一步加剧肠道菌群紊乱,导致 CDI 复发率高达 20-30%,凸显了对非抗生素替代疗法的迫切需求。
近年来研究发现,梭菌属部分菌株可通过调节肠道菌群、产生短链脂肪酸参与肠道屏障功能维持,其中丁酸等短链脂肪酸能有效抑制肠道炎症、阻断病原体定植。在此背景下,本研究聚焦海莱蒙梭菌这一梭菌属菌株,探索其对 CDI 的干预效果及潜在作用机制,旨在为 CDI 的防治挖掘新的微生物候选资源。
研究人员通过体外共培养体系,评估海莱蒙梭菌活菌及无细胞代谢产物对标准艰难梭菌株的抑制作用。结果显示,海莱蒙梭菌可通过营养生态位竞争和分泌抗菌代谢产物双重途径,剂量依赖性地抑制艰难梭菌的生长与繁殖,显著降低其活菌计数(CFU/mL);其代谢产物可直接作用于艰难梭菌的增殖过程,在有效作用浓度下能显著延缓甚至阻断艰难梭菌的生长曲线,证实了海莱蒙梭菌对艰难梭菌的直接抑制效应。
以 BALB/c 小鼠为实验对象,构建克林霉素诱导菌群失调后的 CDI 感染模型,设置未感染对照组、CDI 感染对照组和海莱蒙梭菌干预组,系统检测小鼠的生理指标、病理损伤及肠道微生态变化:CDI 感染对照组小鼠出现显著体重下降,且存在较高死亡率;而海莱蒙梭菌干预组小鼠体重下降幅度显著降低,全程无死亡率,体现了该菌株对 CDI 的显著防护作用。CDI 感染对照组小鼠结肠长度显著缩短,结肠黏膜隐窝完全破坏、存在广泛炎症浸润;海莱蒙梭菌干预组小鼠结肠长度显著恢复,结肠黏膜损伤程度大幅减轻,组织学损伤评分显著降低,证实其能有效缓解 CDI 相关的结肠炎症。CDI 感染对照组小鼠盲肠内容物中艰难梭菌负荷高达 10⁹ CFU/g 以上,而海莱蒙梭菌干预组小鼠的艰难梭菌定植负荷降至 10⁷ CFU/g 水平,表明该菌株能显著阻断艰难梭菌的肠道定植。
通过 16S 宏基因组测序和肠道代谢、炎症因子检测,明确海莱蒙梭菌缓解 CDI 的核心机制:CDI 感染导致小鼠肠道菌群丰富度显著降低,变形菌门等致病菌丰度升高,毛螺菌科、真杆菌属、瘤胃球菌属等丁酸产生菌丰度显著降低甚至缺失;海莱蒙梭菌干预可有效恢复丁酸产生菌的丰度,降低致病菌的相对富集,逆转 CDI 引发的肠道菌群紊乱。CDI 感染组小鼠盲肠内丁酸等短链脂肪酸含量显著下降,而海莱蒙梭菌干预组能维持较高的肠道丁酸水平,通过短链脂肪酸的营养作用增强肠道上皮屏障功能,减少病原体毒素的侵袭。qRT-PCR 分析显示,CDI 感染组小鼠结肠组织中 IL-6、TNF-α 等促炎细胞因子转录水平显著升高,海莱蒙梭菌干预可显著下调上述促炎因子的表达,阻断肠道过度炎症反应,减轻炎症介导的结肠组织损伤。
本研究证实,海莱蒙梭菌可通过直接抑制艰难梭菌生长和间接重塑肠道微生态的双重途径,有效缓解艰难梭菌感染,其核心作用机制为恢复肠道丁酸产生菌丰度、提升短链脂肪酸水平、增强肠屏障功能,并抑制肠道过度炎症反应。该研究首次明确了海莱蒙梭菌对 CDI 的防治价值,为 CDI 的非抗生素干预提供了全新的微生物候选菌株,打破了传统益生菌干预的局限,具有重要的临床转化潜力。未来研究需进一步开展海莱蒙梭菌的大动物实验及人体临床前研究,优化其给药剂量、方式及制剂形式,验证其在人体中的有效性和安全性;同时可探索海莱蒙梭菌与葡萄柚籽提取物等天然植物提取物的联合干预策略,规避单一菌株的局限性,进一步提升复发性 CDI 的防治效果。
参考文献:Choi S, Kwon H, Kim WK, Ko GP. Attenuation of Clostridioides difficile Infection by Clostridium hylemonae [J]. Journal of Microbiology and Biotechnology, 2026, 36:e2510017. doi:10.4014/jmb.2510.10017.
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