文献解读-克罗恩病中耗竭的益生真菌球孢枝孢菌通过AMP激活Wnt信号缓解炎症

克罗恩病（Crohn’s disease，CD）是炎症性肠病（IBD）的主要亚型之一，主要表现为慢性、复发性的胃肠道炎症。随着全球发病率上升，其病因和预防措施仍是医学难题。传统观点认为，CD源于免疫系统对肠道微生物群失调的异常反应，环境和生活方式变化也起重要作用。过去的研究多聚焦于细菌组（bacteriome），已证实某些细菌在CD患者肠道中富集并促进炎症。然而，对真菌组（mycobiome），尤其是小肠黏膜定植真菌的认识仍十分有限。粪便真菌仅反映肠腔内容物，无法准确代表黏膜原位真菌群，而CD正是以黏膜损伤为主要特征的疾病。

2026年1月，在Nature Metabolism上发表的研究Gut mucosal mycobiome profiling in Crohn’s disease uncovers an AMP-mediated anti-inflammatory effect of Cladosporium sphaerospermum填补了这一空白。这项多中心、多组学研究通过中国三个独立队列（319名受试者，包括164名CD患者和155名健康对照者）的回肠黏膜和粪便真菌组、细菌组和代谢组的综合分析，系统描绘了小肠黏膜真菌组的组成与功能，揭示了一种黏膜特异性有益真菌——Cladosporium sphaerospermum（球孢枝孢菌）——及其通过腺苷5'-单磷酸（AMP）介导的抗炎作用。

01 黏膜真菌组与粪便真菌组的显著差异

研究首先对小肠黏膜和粪便的真菌菌群进行比较，发现黏膜真菌组与粪便真菌组在组成和多样性上存在巨大差异。黏膜真菌组α多样性显著低于粪便组，主要由Saccharomycetaceae、Aspergillaceae、Malasseziaceae和Cladosporiaceae科主导，其中Malasseziaceae和Cladosporiaceae在黏膜中显著富集。而样本类型（黏膜vs粪便）和肠道炎症状态（CD vs HC）是塑造真菌组异质性的最主要因素。生态网络分析进一步表明，黏膜真菌组的种间相互作用更强、更紧密，Cladosporiaceae家族成员（如C. sphaerospermum、C. halotolerans和C. cladosporioides）是黏膜网络中的关键枢纽，而这些物种在粪便中几乎缺失。这些发现强调了研究黏膜真菌组的必要性，黏膜原位真菌菌群直接与宿主上皮细胞和免疫系统互动，对维持肠道稳态至关重要。

图1 黏膜与粪便真菌群落的分类结构存在差异

02 CD患者黏膜真菌组的失调与标志性物种

在CD患者中，黏膜真菌组发生显著失调。地理位置和疾病表型对黏膜真菌组变异的解释度最高（RDA分析）。与健康对照相比，CD黏膜中Saccharomycetaceae科富集，而Aspergillaceae和Malasseziaceae减少。疾病活动度（HBI指数）与真菌多样性呈负相关，且真菌组成随疾病严重程度（缓解、轻度、中度）连续变化。

图2 CD黏膜真菌群落显著失衡，并在疾病活动度的不同阶段存在差异

通过随机森林分类器、MaAsLin2线性回归和SparCC网络分析，研究筛选出37种差异真菌物种。其中，C. sphaerospermum 是最突出的CD耗竭标志物：在黏膜中显著减少（与HC相比），且与疾病活动度及内镜评分（SES-CD）呈强负相关，但在粪便中无显著差异。这提示C. sphaerospermum 特异性定植于黏膜，并在稳态下发挥保护作用。

图3 CD黏膜真菌群落的典型特征是多种真菌物种富集以及C. sphaerospermum耗竭

功能预测和代谢组学进一步揭示，CD黏膜真菌组的核苷酸、氨基酸和能量代谢通路显著下调。粪便代谢组显示嘌呤代谢产物AMP和IMP在CD中减少，且与黏膜C. sphaerospermum 丰度正相关。体外培养证实，C. sphaerospermum 是肠道常见真菌中AMP产生能力最强的菌株，其基因组和转录组含有完整的嘌呤补救途径及转运蛋白，可将AMP分泌到胞外。

图4 CD患者体内嘌呤代谢物AMP和IMP水平降低，且与黏膜中C. sphaerospermum的丰度呈正相关。

03 C. sphaerospermum的定植特征与抗炎机制

接着，研究团队通过小鼠实验验证了C. sphaerospermum 的黏膜定植能力。经灌胃后，该真菌可在小肠、盲肠、结肠黏膜及粪便中存活，并优先占据肠隐窝（crypt）生态位——肠道干细胞富集、Wnt信号活跃的关键区域。荧光原位杂交（FISH）清晰显示其在隐窝的嗜好性。在DSS诱导的结肠炎模型中，预先定植C. sphaerospermum 的小鼠体重下降减轻、结肠长度更长、组织病理损伤减轻，促炎细胞因子（IL-1β、IL-6等）表达降低。补充AMP或使用AMP过表达的Aspergillus niger工程菌株可重现相似保护效果，而AMP产生缺陷菌株则无保护作用。在TNBS模型中也获得一致结果，证明AMP是C. sphaerospermum 抗炎作用的关键代谢物。

图5 C. sphaerospermum 通过特异性趋向于隐窝，定植于小肠黏膜，并在小鼠中通过产生AMP来缓解肠道炎症

机制上，C. sphaerospermum 和AMP通过增强上皮细胞间连接（Claudin-1、ZO-1、Occludin、E-cadherin）和黏蛋白MUC2表达，强化肠屏障完整性。转录组和空间转录组显示，二者显著激活Wnt信号通路，促进β-catenin核转位、上调Wnt靶基因（Axin2、Tcf7），并增加隐窝Ki67+增殖细胞和隐窝长度。体外Caco-2细胞实验（TEER、钙开关、划痕愈合、TOP/FOP报告基因）进一步证实，Wnt抑制剂可阻断其屏障修复和增殖促进作用，确立了Wnt信号的必要性。

图6 C. sphaerospermum及其代谢物AMP通过增强细胞连接来促进肠道屏障功能

图7 C. sphaerospermum及其代谢物AMP的肠道屏障保护作用依赖于Wnt信号通路的激活

研究意义

这项研究首次系统揭示了小肠黏膜真菌组的组成特征，证明其在区分CD与健康状态上的优越性能，并鉴定出一种黏膜相关益生真菌C. sphaerospermum。与以往关注致病真菌（如Candida、Malassezia）的研究不同，本文聚焦保护性真菌及其代谢物，为CD的微生物干预提供了新策略。传统益生菌定植效率低，而C. sphaerospermum 天然嗜好隐窝、产生AMP并激活Wnt信号，使其成为潜在的精准菌株疗法候选。不过这项研究也有局限，样本主要基于中国人群，需进一步国际验证；此外，C. sphaerospermum 的长期安全性、剂量优化及与其他微生物的互作仍待深入探讨。未来，可开发其活菌制剂、AMP衍生物或靶向增强其定植的合成生物学手段，结合现有生物制剂，为CD患者带来新型治疗选择。瑕不掩瑜，这项工作将肠道微生物研究从“细菌”扩展到“原位真菌”，凸显了多组学整合在揭示宿主-微生物互作中的强大威力，不仅深化了对CD发病机制的理解，也为利用有益真菌修复肠道屏障、缓解慢性炎症开辟了新路径。肠道真菌组，这片未被开发的“微生物处女地”，正逐渐展现其在人类健康中的重要价值。

参考文献：Huang, Z., Liu, Y., Wu, Y. et al. Gut mucosal mycobiome profiling in Crohn’s disease uncovers an AMP-mediated anti-inflammatory effect of Cladosporium sphaerospermum. Nat Metab 8, 389–409 (2026). https://doi.org/10.1038/s42255-025-01420-9