肠道益生菌移植的未来——可逆定植

  使用婴儿长双歧杆菌与人乳寡糖混合的方式，可提高在无抗生素干扰的健康成人中的定植效率，并通过人乳寡糖可逆的调控定植群落。

  人乳寡糖(human milk oligosaccharides，HMO)是母乳中所特有的，是母乳中第三丰富的固体成分，仅次于乳糖和脂肪。女性在哺乳期会产生一系列的HMO，与牛奶中的其他成分不同，HMO不会被婴儿代谢，而是作为一种益生元来促进肠道微生物群中特定有益成员的生长和功能，特别是双歧杆菌的强大定植。虽然多种双歧杆菌都利用HMO，但婴儿双歧杆菌在历史上一直是婴儿肠道中的主要分类群。婴儿双歧杆菌可以利用HMO作为唯一的碳源，其基因组包括编码HMO特异性转运、结合和水解蛋白的基因组。因此，它只存在于母乳喂养的婴儿中，并且随着HMO浓度的降低，其水平在断奶期间缓慢下降。婴儿双歧杆菌产生的乳酸和醋酸盐不仅影响宿主，也影响微生物群的其他成员。值得注意的是，这些有机酸交叉喂养产生丁酸盐的共生微生物。

  本文证明了HMO依赖，高水平和可逆的婴儿长双歧杆菌植入健康成人肠道微生物群的可能。已经证明，HMO是定植的必要充分条件，以诱导婴儿长双歧杆菌在成人的植入。HMO的剂量影响健康成人移植的效率，当HMO剂量停止时，婴儿长双歧杆菌水平迅速下降。通过停止HMO给药来逆转植入的能力提供了额外的控制水平，而使用其他方法只能通过广谱抗生素等非特异性方法来实现。

  HMO可能通过创造一个优越的营养生态位来促进婴儿长双歧杆菌的植入，使婴儿长双歧杆菌能够克服健康微生物组固有的定植抗性。HMO也可能通过影响微生物群的其他成员来支持婴儿长双歧杆菌的植入。

  本文的数据表明，在没有抗生素预处理的情况下，成功地将菌株特异性植入未受干扰和具有抗定植的微生物群的健康成人中。先前的成功通常是在生态失调或抗生素治疗的群落中进行益生菌肠道定植。同样，在以往的成功定植小鼠模型中，其与抗生素首先干扰微生物群落的程度有关。然而，患者使用抗生素不仅会破坏微生物群的多样性，还会导致严重的耐药性问题。

  本文发现，高水平的定植是可以实现的。在最高剂量的HMO，婴儿长双歧杆菌达到平均相对丰度的5%和高达25%。很少有物种在健康成虫中达到这种丰度水平。本文数据反映了1000到10000倍扩增(图2C)。

  总之，这些结果代表活体生物治疗产品技术发展的下一个阶段。本研表明，在益生菌群中，婴儿长双歧杆菌可能通过HMO的代谢和代谢物的产生来调节肠道环境，这些代谢物既可以提高共生微生物有益丁酸盐的产生，又可以抑制肠道病原体。这项研究也为开发可预测和可控的活体生物治疗产品，治疗各种微生物组疾病打开了大门。

  参考文献：

  Button JE, Autran CA, Reens AL, Cosetta CM, Smriga S, Ericson M, Pierce JV, Cook DN, Lee ML, Sun AK, Alousi AM, Koh AY, Rechtman DJ, Jenq RR, McKenzie GJ. Dosing a synbiotic of human milk oligosaccharides and B. infantis leads to reversible engraftment in healthy adult microbiomes without antibiotics. Cell Host Microbe. 2022 May 11;30(5):712-725.e7. doi: 10.1016/j.chom.2022.04.001. Epub 2022 May 2. PMID: 35504279.