肠道细菌代谢山梨醇促进艰难梭菌感染

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来源:蔡洁
2024-07-02 15:27:09
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核心提示:艰难梭菌能够利用食物和人体内代谢产生的山梨醇,同时上调宿主的醛醣还原酶,促进了山梨醇进一步生成。

  艰难梭菌(C. difficile)是革兰氏阳性,孢子形成,专性厌氧细菌和广泛的胃肠道疾病的主要原因。在炎症性肠病(IBD)患者中,艰难梭菌感染(CDI)的发生率大大升高,有报道称IBD的临床结局因CDI而恶化。

  上海交通大学医学院附属仁济医院检验科李敏课题组在《Gastroenterology》上在线发表了题为《Host sorbitol and bacterial sorbitol utilization promote C. difficile infection in inflammatory bowel disease》的文章,证实了作为宿主和食物来源的山梨醇能被艰难梭菌代谢并促进其在炎症性肠病患者中发生感染。

  艰难梭菌能够利用食物和人体内代谢产生的山梨醇,同时上调宿主的醛醣还原酶,促进了山梨醇进一步生成。本研究进行了横向和纵向的流行病学研究,发现ST54(tcdA+tcdB+)艰难梭菌相较于ST81(tcdA-tcdB+)更容易感染和加重IBD患者的炎症反应。实验通过DSS诱导和IL-10基因敲除构建IBD动物模型,结果表明ST54感染的小鼠炎症加重,全基因组测序显示ST54含有山梨醇代谢基因(srlD),而ST81缺少此基因。此外,IBD患者肠内山梨醇含量高于健康人群,这有助于促进ST54感染。研究结果表明,限制高山梨醇摄入可能有助于降低CDI发病率和炎症水平。

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  无独有偶,早在2021年,斯坦福大学医学院的Kali M. Pruss与Justin L. Sonnenburg在Nature发文“C. difficile exploits a host metabolite produced during toxin-mediated disease”。

  作者对定植于无菌小鼠的野生型和毒素基因缺陷的C. difficile进行了RNA测序,发现野生型表达了高水平的山梨醇代谢途径。构建山梨醇脱氢酶(SrlD)缺陷株并进行实验后发现,C. difficile可代谢山梨醇以生存。实验证明毒素引发的宿主炎症反应促进山梨醇的合成,帮助艰难梭菌生长。对小鼠使用醛糖还原酶抑制剂依帕司他后发现可缓解CDI,显示潜在的抗生素作用。

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  研究揭示了宿主代谢相关酶与产物在促进艰难梭菌定植和感染中的分子机制。这种跨界代谢相互作用对治疗策略具有启示作用:一是直接靶向艰难梭菌的代谢,二是干预维持艰难梭菌生存所需的宿主代谢途径或代谢产物。

  总的来说,对于IBD患者的饮食建议应该是个性化的,以维持肠道健康和减轻炎症反应为目标。建议在制定饮食计划时考虑上述因素,并结合个人的实际情况进行调整。

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