甲基汞不再可怕！科学家用“细菌魔法”守护母婴健康

甲基汞是一种环境污染物，主要源于工业活动中汞的排放。它能在水生生物体内富集，当人类食用受污染的鱼类、贝类时，甲基汞便进入人体。对于普通人而言，甲基汞可能导致神经系统损伤、记忆力减退等问题。而对于孕妇来说，甲基汞更是胎儿发育的 “隐形杀手”，它可以通过胎盘屏障，干扰胎儿的神经系统发育，增加自闭症、智力发育迟缓等风险。目前，面对甲基汞的威胁，除了减少高汞食物摄入，尚无有效的内源性防护手段。尽管全球都在努力减少汞排放，但甲基汞的慢性暴露问题依然严峻。目前的治疗方法效果有限且存在副作用。因此，科学家们一直在寻找更安全、更有效的干预手段。

2025年5月1日，加州大学洛杉矶分校Elaine Y. Hsiao助理教授联合AminaT.Schartup副教授在Cell Host and Microbe在线发表题为“An engineered gut bacterium protects against dietary methylmercury exposure in pregnant mice”的研究性文章，该研究首次证明了工程化肠道细菌能够限制甲基汞的生物积累，并减轻其对机体的不良影响，为开发新型的预防甲基汞中毒的策略提供了理论依据。

图1 文献信息

在该研究中，作者坍塌了工程肠道微生物特异性解毒甲基汞的潜力，并进一步评估了它在成年期和妊娠期（妊娠期是发育中胎儿接触甲基汞的最敏感时期）食用含甲基汞饮食的小鼠对抗不良生理结果的能力。为了实现肠道细菌的靶向甲基汞解毒，作者选择了常见的肠道共生菌——多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron，Bt）并对其进行工程改造。在先前研究中，作者从汞污染矿区分离出一种耐汞细菌，其携带的有机汞裂解酶（MerB）和汞还原酶（MerA）基因，实验中作者将MerB和MerA基因导入Bt中，使工程菌株BtmerA/B具备解毒甲基汞的能力。经口摄入是人类接触甲基汞的主要途径，为确定Bt^merA/B降低口服暴露引起的甲基汞的能力，作者使用Bt^merA/B或Bt单定植无菌小鼠进行实验，使用单次高剂量的甲基汞，发现Bt^merA/B成功地在肠道内局部去除甲基汞，但在用高剂量 甲基汞攻击时未能阻止组织的生物蓄积。

图2 工程多形拟杆菌（Bt^merA/B）在体外对甲基汞和膳食甲基汞进行去甲基化，对单定植小鼠的肠道内容物进行去甲基化

图3 Bt^merA/B降低暴露于口服甲基汞或用富含甲基汞的鱼配制的饮食的单定植小鼠结肠内容物中的甲基汞

怀孕期间接触甲基汞可穿过胎盘并在胎儿体内生物蓄积，从而损害后代的神经认知发育。作者进一步测试了孕鼠肠道定植工程菌株Bt^merA/B对母亲及其后代甲基汞负荷，结果表明Bt^merA/B同样降低怀孕和非怀孕小鼠的肠甲基汞含量，但当长期暴露于高水平的甲基汞时，仅适度限制甲基汞的组织生物积累，与此同时，Bt^merA/B能够显著减弱减弱诱导的胎儿大脑转录组和细胞改变。

图4 Bt^merA/B减少暴露于膳食甲基汞的妊娠母体及其胎儿中甲基汞的生物蓄积

图5 Bt^merA/B母体定植减弱膳食甲基汞诱导的胎儿大脑转录组和细胞改变

这项研究首次证明了工程化肠道细菌能够限制甲基汞的生物累积，并减轻其对机体的不良影响。Bt^merA/B通过在肠道内将甲基汞转化为毒性较低的形式，阻止了其进入血液循环，从而保护了母体和胎儿的健康。这一发现为开发新型的预防甲基汞中毒的策略提供了理论依据。

这项研究为应对甲基汞污染问题带来了新的希望。未来，或许可以通过口服工程化益生菌来降低海鲜中甲基汞对人体的危害。这种基于微生物的干预方法不仅具有针对性，还避免了传统解毒剂的副作用。此外，该研究还强调了微生物组工程在公共卫生领域的巨大潜力，尤其是在保护孕妇和儿童等易感人群方面。总之，这项研究不仅为解决甲基汞污染问题提供了新的思路，也为未来的环境健康干预措施开辟了新的方向！

参考文献：Kristie B.Yu, Franciscus Chandra, Elena J. Coley-O’Rourke, et al. An engineered gut bacterium protects against dietary methylmercury exposure in pregnant mice. Cell Host and Microbe.2025-05-01;doi:10.1016/j.chom.2025.04.009.