肠脑双护:乳酸乳球菌 P22 + 长双歧杆菌 P26 同步阻断艰难梭菌 / 共生梭菌所致结肠炎与焦虑抑郁
肠脑双护:乳酸乳球菌 P22 + 长双歧杆菌 P26 同步阻断艰难梭菌 / 共生梭菌所致结肠炎与焦虑抑郁
艰难梭菌是抗生素相关性腹泻与结肠炎的首要致病菌,其毒素 A/B 破坏肠屏障、引发菌群失调与重症炎症;近年研究提示,艰难梭菌感染可通过肠‑脑轴诱发神经炎症与抑郁焦虑,但共生梭菌是否兼具致肠炎与致情绪异常作用尚不明确。临床常规使用万古霉素、非达霉素等治疗艰难梭菌感染,但易进一步破坏菌群、升高复发率,且缺乏同时兼顾肠道炎症与精神共病的干预手段。益生菌被证实可调节菌群、抑制致病菌、改善肠炎与情绪障碍,但能同时拮抗艰难梭菌与共生梭菌、兼顾肠与脑的精准菌株仍待挖掘。
本研究首次验证共生梭菌的肠炎与神经行为毒性,并筛选出乳酸乳球菌 P22、长双歧杆菌 P26,系统评价其对两种致病菌所致肠脑共病的干预效果与机制。在抗生素预处理的伪无菌小鼠模型中,艰难梭菌灌胃可快速引发显著的体重降低与腹泻症状,同时造成结肠组织严重炎症损伤,结肠髓过氧化物酶活性以及 TNF‑α、IL‑1β、IL‑2、IL‑6、IL‑17、IFN‑γ 等促炎细胞因子水平均出现显著升高,而抗炎因子 IL‑10 表达明显下降,粪便中艰难梭菌毒素 A 与毒素 B 的含量及相关基因表达也显著上升,提示肠道炎症与致病菌毒力均被充分激活。在无抗生素预处理的 SPF 小鼠中,高剂量艰难梭菌同样可诱导明显的体重下降、结肠损伤与炎症因子紊乱,且相关炎症指标变化趋势与抗生素预处理模型保持一致,证实艰难梭菌在菌群稳态被打破或直接高剂量暴露条件下,均可稳定触发肠道炎症反应。在神经行为与中枢炎症层面,艰难梭菌感染小鼠在旷场实验中表现出中心区域活动距离与停留时间显著减少,总移动距离也出现下降,同时海马区 TNF‑α 水平升高、BDNF 水平降低,呈现出典型的抑郁与焦虑样行为特征以及神经炎症、神经可塑性受损表现,充分说明艰难梭菌可通过肠‑脑轴将外周炎症信号传递至中枢,同步引发肠道病变与精神情绪异常。
共生梭菌作为从溃疡性结肠炎患者粪便中分离的菌株,在小鼠体内同样表现出强烈的肠道损伤与神经行为干扰作用。高剂量共生梭菌灌胃可导致小鼠体重明显降低,结肠长度缩短、水肿与组织炎症程度加重,结肠髓过氧化物酶活性及 TNF‑α、IL‑1β、IL‑6、IL‑17、IFN‑γ 等促炎因子水平显著上升,IL‑10 水平相应下降,整体肠道炎症表型与艰难梭菌感染高度相似。在神经行为学检测中,感染共生梭菌的小鼠同样出现旷场实验中心活动能力下降、探索行为减少等焦虑抑郁样表现,海马区 TNF‑α 水平升高、BDNF 水平降低,中枢炎症与神经保护因子失衡状态与艰难梭菌感染模型一致,该结果首次明确证实共生梭菌不仅可诱导结肠炎,还能直接引发抑郁焦虑相关行为,是连接肠道炎症与精神障碍的重要致病菌。
体外筛选与鉴定结果显示,源自健康志愿者肠道的乳酸乳球菌 P22 与长双歧杆菌 P26,对艰难梭菌与共生梭菌均具有显著的生长抑制作用,可有效降低两种致病菌的活菌数量。在巨噬细胞共培养体系中,P22 与 P26 能够显著抑制艰难梭菌或共生梭菌诱导的 TNF‑α、IL‑6 等促炎因子高表达,发挥直接的体外抗炎活性。通过革兰氏染色、16S rRNA 基因测序与全基因组测序分析,最终确认 P22 为乳酸乳球菌,P26 为长双歧杆菌,二者均与标准参考菌株具有高度同源性,菌株身份明确、生物学特性稳定,具备作为功能益生菌进行体内干预的基础条件。
在艰难梭菌感染小鼠模型中,单独给予乳酸乳球菌 P22、长双歧杆菌 P26,以及二者按 4:1 比例复配的 PM 制剂,均能有效改善艰难梭菌诱导的肠道损伤。干预后小鼠体重下降趋势得到缓解,结肠缩短、水肿及炎症评分显著降低,盲肠肿胀程度明显减轻,结肠组织中髓过氧化物酶、TNF‑α、IL‑1β、IL‑6、IL‑17、IFN‑γ 等促炎指标显著下调,IL‑10 抗炎因子水平回升。同时,P22、P26 及复配制剂可显著降低小鼠粪便中艰难梭菌毒素 A+B 含量,并抑制 tcdA、tcdB 毒素基因表达,从抑制致病菌生长与毒力释放两方面阻断肠道损伤进程。在神经行为改善方面,上述益生菌干预可显著逆转艰难梭菌感染导致的旷场实验中心活动减少、高架十字迷宫开放臂进入次数与停留时间降低、悬尾实验不动时间延长等异常表现,使小鼠的探索行为与情绪反应恢复至接近正常水平。在中枢炎症调控上,益生菌干预可显著降低海马区 TNF‑α、IL‑1β、IL‑6 水平,提升 IL‑10 与 BDNF 含量,有效缓解神经炎症并恢复神经可塑性,实现对肠‑脑轴的系统性保护。此外,在抗生素预处理的艰难梭菌感染模型中,高剂量 PM 复配制剂依然能稳定发挥抗炎与行为改善作用,进一步验证了该益生菌组合在重度菌群紊乱条件下的干预有效性。
在共生梭菌感染小鼠模型中,乳酸乳球菌 P22 与长双歧杆菌 P26 的复配制剂 PM 同样展现出优异的肠道与神经保护效果。PM 干预可显著缓解共生梭菌导致的体重下降、结肠缩短与组织炎症损伤,降低结肠髓过氧化物酶活性与促炎因子水平,恢复 IL‑10 表达。在行为学层面,PM 干预可有效改善共生梭菌诱导的旷场、高架十字迷宫与悬尾实验中的异常表现,逆转焦虑抑郁样行为。在中枢水平,PM 可显著下调海马区 TNF‑α、IL‑1β、IL‑6 表达,提升 IL‑10 与 BDNF 水平,抑制神经炎症并保护神经功能,同时对脾脏炎症因子也具有明显的下调作用,实现全身炎症与局部组织损伤的协同改善。综合各项体内外结果可知,P22 与 P26 复配制剂的整体干预效果优于单一菌株,可通过抑制致病菌生长、降低毒素释放、抑制 NF‑κB 通路介导的炎症反应、修复肠屏障与中枢神经功能,同步缓解艰难梭菌或共生梭菌诱导的结肠炎与抑郁焦虑样行为。
本研究首次证实共生梭菌可同时诱导结肠炎与抑郁 / 焦虑,并明确乳酸乳球菌 P22 + 长双歧杆菌 P26能通过抑菌 + 抗炎 + 护肠脑三重作用,同步改善两种致病菌引发的肠道与神经精神共病。该成果为抗生素相关肠炎、溃疡性结肠炎伴焦虑抑郁提供了非抗生素、菌株精准化的益生菌干预新思路,具备临床转化潜力。
参考文献:Min‑Kyung Joo, Xiaoyang Ma, Jung‑Woo Shin, Yoon‑Jung Shin, Dong‑Hyun Kim. Lactococcus lactis and Bifidobacterium longum attenuate Clostridioides difficile‑ or Clostridium symbiosum‑induced colitis and depression/anxiety‑like behavior in male mice[J]. Microbes and Infection, 2025, 27: 105560.
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