精准设计的梭菌组合:通过色氨酸代谢物双管齐下逆转结肠炎

原创
来源:黄心怡
2026-09-28 10:59:16
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核心提示:炎症性肠病患者的肠道菌群普遍失调:肠杆菌科与梭杆菌等条件致病菌扩张,代谢色氨酸的有益梭菌减少。这项研究用11株(11-mix)和17株(17-mix)人源梭菌组合,治疗小鼠已建立的结肠炎。两种组合都降低了粪便炎症标志物与组织学评分,减少了炎症因子表达;机制上,它们既抑制肠道内的条件致病菌、提高色氨酸代谢物与次级胆汁酸水平,又通过不依赖 IL-10 的方式激活宿主抗炎的AhR通路。

人源梭菌组合为何被用于治疗结肠炎

炎症性肠病(IBD)包括克罗恩病与溃疡性结肠炎,患者肠道最典型的改变之一是菌群失调:肠杆菌科(以大肠杆菌、克雷伯菌为主)和梭杆菌等条件致病菌扩张,而产生短链脂肪酸、代谢色氨酸的梭菌类群明显减少,粪便中的色氨酸代谢物与芳香烃受体(AhR)活性也同步走低。此前的研究已经证明,特定梭菌组合能诱导调节性T细胞并促进IL-10分泌,但它们能否治疗已经形成的炎症,是否还有别的机制,一直没有答案。这项研究因此设计了两套成分明确的活体生物药(LBP):11株(11-mix)与17 株(17-mix)人源梭菌组合。为了让结论更贴近真实疾病,研究者先用人类粪便菌群定植无菌小鼠,再分别转入CD4⁺ T 细胞诱导慢性结肠炎,或用IL-10基因缺失小鼠复现炎症背景,另设一组由患者来源的克雷伯菌、肠杆菌与大肠杆菌诱导的“致病菌驱动”模型。给药时机是这项研究的关键——治疗在结肠炎已经建立之后才开始,剂量约为2×107CFU。

补进去的菌做了什么:一边压制致病菌,一边调动肠道的抗炎通路

疗效本身相当明确:两种组合都显著改善了小鼠的粪便性状评分、粪便脂质运载蛋白-2(f-Lcn,反映肠道炎症的指标)与组织学评分,减少了黏膜中浸润的单个核细胞和中性粒细胞,并降低了结肠内IFN-γ、IL-12p40、IL-1β等促炎因子的表达。耐人寻味的是,从17株中去掉6株得到的11株组合,疗效与17株接近,说明菌株数量并非越多越好。机制上,研究给出了两个"非经典"的答案。第一,在IL-10缺失小鼠和T细胞缺陷小鼠中,17株组合仍能缓解结肠炎,说明保护作用不完全依赖IL-10与Treg 这条经典通路。第二,这些菌会改变肠腔的化学环境:吲哚、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丙酸(IPA)与烟酸等色氨酸代谢物,以及脱氧胆酸、石胆酸等次级胆汁酸都明显上升;体外实验中,吲哚与IPA可直接抑制人源克雷伯菌、大肠杆菌与肠杆菌的生长,IAA则抑制粪肠球菌和瘤胃球菌,同时卵形拟杆菌、毛螺菌科等有益菌的丰度上升。

此外,用药物阻断AhR后,17株组合的保护作用被部分削弱,说明这些色氨酸代谢物还通过激活宿主自身的抗炎信号发挥作用。作者由此提出"双重作用"的框架:一端是菌与菌之间的直接竞争和抑制,另一端是对宿主免疫的调节,两者共同促成结肠炎的缓解。

这项研究不再问“吃益生菌有没有用”,而是问“缺了哪一环功能、该派哪一株菌去补”。决定结果的不是菌种数量,而是这些菌能产出什么。当益生菌开始按菌株、按功能、按代谢产物来设计,它才有可能从日常保健品,走向真正意义上的药物:不是吃得更多,而是补得更准。

参考文献:Oka A, Bongers G, Mishima Y, Baltus AJ, et al,. Defined human Clostridia consortia reverse colitis via dual effects of tryptophan metabolites on microbiota and immunity. Cell Host Microbe. 2026 Sep 9;34(9):1746-1763.e15. doi: 10.1016/j.chom.2026.08.003. Epub 2026 Aug 26. PMID: 42648293.

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