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肠道重要菌属——Dorea菌,减肥过敏要重视它?

谷禾健康

认识 Dorea菌

Dorea菌属于厚壁菌门毛螺菌科广泛存在于人体肠道内,谷禾数据显示该菌在人群的检出率超89%。该菌最早也是从人体粪便中分离出来。

Dorea” 目前没有一个确定的译名,Dorea是以法国微生物学家 Joel Doré 的名字命名,以表彰他对肠道微生物学的诸多贡献。

该菌是一类革兰氏阳性厌氧菌,主要存在于人类和动物的肠道中,可以利用多种底物进行发酵代谢,包括葡萄糖、果糖、乳糖和芳香族化合物等。

它可能通过诱导Treg并抑制Th17细胞的分化和功能,从而调节肠道免疫反应,维持肠道黏膜屏障的完整性和稳定性。

编辑​

图源:microbiomology

Dorea在肠道微生态系统中的丰度和分布受到多种因素的影响,如年龄、饮食、生活方式、疾病等。在不同年龄段、不同饮食类型和不同疾病状态下存在差异,这可能与其在肠道内的营养代谢、免疫调节和菌群相互作用等方面的作用有关。

多发性硬化症、炎症性肠病患者,甚至结直肠癌、自闭症谱系障碍以及肥胖人群中的Dorea高丰度富集,被认为具有促炎作用。

多数研究证实Dorea与体重指数 (BMI)、腰围和舒张压呈正相关。基线肠道内富含高丰度的Dorea的人群,在减重方面更困难

然而Dorea菌在抑郁患者和患有食物过敏人群中减少,研究还表明Dorea菌可以预防或治疗过敏性鼻炎

相较于其他的肠道重要菌属,关于Dorea 的研究资料相对有限,本文将根据该菌相关的研究结果以及检测实践数据来综合分享该菌的相关信息和健康特性及其干预措施。

简 介

该菌是不形成孢子、革兰氏染色阳性、不运动、专性厌氧的菌。葡萄糖代谢的主要终产物是乙醇、甲酸盐、乙酸盐、H和 CO2不产生丁酸盐。DNA G+C 含量 (mol%):40–45.6 (Tm)。

该属的代表菌种是Dorea formicigenerans,是肠道中主要的产气菌,能够利用碳水化合物,这也是一些肠病部分肥胖患者会伴随腹胀气的原因之一。另外还有Dorea longicatena也比较常见。

该菌属包括目前已经鉴定的常见种包括以下:

  • Dorea acetigenes
  • Dorea ammoniilytica
  • Dorea amylophila
  • Dorea formicigenerans
  • Dorea hominis
  • Dorea longicatena
  • Dorea phocaeensis

Dorea菌与肠道微生态系统中的其他菌群之间也存在着复杂的相互作用。一些研究表明,Dorea菌与BacteroidesFaecalibacterium等菌群之间存在着协同关系,可以相互促进代谢产物的生成和利用,从而维持肠道微生态系统的平衡和稳定性

此外,青春双歧杆菌长双歧杆菌可以降低或抑制Dorea的丰度。

该菌作为肠道重要菌属,其与其它肠道菌群互作如下,仅供参考:

<来源:谷禾健康数据库>

健 康 特 性

▲ Dorea增多相关

➩ 非酒精性脂肪型肝炎

患有脂肪变性或非酒精性脂肪型肝炎(NASH)的儿童伴随着更高丰度的DoreaRuminococcus 菌属。


线粒体功能障碍,连同氧化应激和肠道菌群改变据信能够促进非酒精性脂肪型肝炎的进展。

证据表明非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)会破坏肠-肝轴,将野生型和甲基化控制的J蛋白敲除(MCJ-KO)小鼠喂食6周的高脂饮食 (CDA-HFD),小鼠的Dorea属及Oscillospira属较WT小鼠高;研究结果阐明了MCJ-KO的特定菌群谱,表现为DoreaOscillopira菌属的粪便相对丰度增加,以及AllboaculumRuminococcus菌属的减少。

这些菌通过增强短链脂肪酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)代谢和sirtuin(长寿蛋白)的活性,增加了无菌小鼠的脂肪酸氧化来发挥肝脏保护作用。值得注意的是,该研究强调Dorea菌属及其相关代谢产物是这种菌群依赖性保护表型的主要调节剂

研究者进一步利用公共数据库进行分析:通过一组肝硬化患者的数据,将患者根据体重指数(BMI)分为肥胖(BMI≥30;n=71)和非肥胖(BMI<30;n=121),有趣的是,在非肥胖受试者的子集中,粪便Dorea的丰度显著降低(p=0.026),而在肥胖患者中未观察到显著差异(p=0.636)。

这些发现可能表明瘦型非酒精性脂肪型肝炎患者的肠道菌群组成发生了特定变化,特征表现为Dorea菌属的减少

➩ 超重和肥胖

肠道菌群被认为在超重和肥胖的发展中发挥重要作用,但能量限制(特别是长期)对超重和肥胖成年人肠道微生物群的影响。发表于Genome Medicine的一项研究发现,基线时Dorea菌属丰度较高可能与随后难以减掉体重有关。

宏基因组研究也表明,BlautiaDoreaMediterraneibacter属的增加可能促成宿主肥胖

Dorea formicigenans 和 Dorea longicatena 在超重/肥胖人群中的丰度更高

基线Dorea的丰富随后的体重减轻适度的预测作用

Dorea丰度与肥胖呈正相关,在糖尿病前期患者中发现其丰度增加Dorea丰度的变化与粪中戊酸水平的变化呈负相关。Dorea高丰度可以降低产短链脂肪酸菌的丰度,导致粪便中包括戊酸在内的短链脂肪酸水平降低

➩ 2型糖尿病

2型糖尿病患者肠道菌群中产丁酸菌减少,而潜在致病菌增多。糖尿病前期患者肠道菌群也有相应的变化:梭菌属和黏蛋白降解菌AKKermansia显著减少。此外,Dorea菌属、瘤胃球菌属和链球菌属增多

➩ 肠易激综合征

肠易激综合征受试者中,与健康对照组相比,观察到肠道微生物群,肠杆菌科、瘤胃球菌、梭菌、Dorea物种增加

➩ 肿瘤息肉

肠道微生态系统组成变化与大肠肿瘤密切相关:与无腺瘤性息肉患者相比,腺瘤性息肉患者肠道微生态中拟杆菌比例相对降低,而变形菌比例相对较高,Dorea菌属及志贺菌属比例升高

➩ 结直肠癌

结直肠癌患者中DoreaPorphyromonas增加同时CatenibacteriumPrevotella减少的细菌属被证明产生了最准确的预测效果。Dorea在结直肠癌患者的粪便样本中比在健康对照者的粪便样本中更丰富Dorea菌具有粘附癌细胞的能力,这可能赋予Dorea在癌性结直肠环境中的竞争优势Dorea菌的机会主义能力带来潜在致癌作用。

➩ 牛皮癣

牛皮癣患者肠道菌群中的Ruminoccocus gnavus, Dorea formicigenerans, Collinsella aerofaciens丰度显著增加

➩ 自闭症

与健康对照组相比,自闭症孤独症谱系障碍儿童中毛螺菌科的数量有所增加毛螺菌科由大约几十个异质属组成。

众所周知,毛螺菌科成员中的许多属甚至可以主宰肠道微生物群,包括DoreaBlautia、LachnospiraCoprococcusRoseburiaRuminococcus。毛螺菌科成员具有广泛的代谢功能,包括合成短链脂肪酸(包括丁酸盐)、粘蛋白降解以及糖和芳香族氨基酸代谢。他们的生态失调与许多其他慢性疾病有关,例如炎症性肠病、肾脏疾病、肝脏疾病和神经行为疾病等。

▼ Dorea减少相关

➩ 过敏性鼻炎

过敏性鼻炎 (Allergic rhinitis,AR)是特应性个体接触环境中变应原后,通过IgE介导的多种细胞因子及炎性介质参与的鼻腔黏膜慢性非感染性炎症。发现过敏性鼻炎患儿的粪便Dorea菌、Dialister菌和组氨酸水平显著降低,而其差异代谢物与差异菌群无明显关联。

进一步研究发现DoreaRalstonia与淋巴细胞模式(Th2/Treg 比率)密切相关。有趣的是,DoreaRalstonia与淋巴细胞模式呈负相关:Th2/Treg 比率与Dorea呈负相关, 但与Ralstonia呈正相关。

在儿童早期,Dorea菌与屋尘螨特异性 IgE 水平呈负相关,并且似乎对过敏性鼻炎更具特异性。由于Dorea属与过敏的持续关联,因此Dorea菌丰度的改变可能通过改变对屋尘螨的过敏性致敏作用的发展,来预防或治疗过敏性鼻炎。

➩ 食物过敏

厚壁菌门的Dorea属与婴儿期的食物致敏和食物过敏呈负相关

研究表明提出婴儿双歧杆菌Bifidobacterium Infantis)可能通过增加Dorea和减少Ralstonia减轻 Tm 引起的过敏反应。Dorea可能有助于诱导 Treg 并抑制 Tm 诱导的过敏反应。

注:Tm 是指过敏原(allergen)或致敏物质(sensitizing agent)。

另外一项为期 3 年的后续研究表明,Dorea在后来发生食物致敏或食物过敏的婴儿的肠道微生物群中减少,因此表明Dorea可以防止食物致敏和食物过敏。

➩ 与肠道内肠道辅酶NAD正相关

Dorea相对丰度与肠道NAD总水平呈正相关。肠道NAD指的是肠道内的辅酶NAD(nicotinamide adenine dinucleotide)分子。NAD是一种重要的辅酶,在细胞中发挥着多种重要的生物学功能,包括能量代谢、DNA修复、信号转导等等。肠道内的NAD含量和代谢状态对肠道黏膜屏障的维护、肠道免疫和菌群平衡等方面都有着重要的影响。最近的研究表明,肠道NAD水平的改变可能与多种肠道相关疾病的发生和发展有关。

➩ 心力衰竭

此外,个别研究发现直肠真杆菌和Dorea longicatena在心力衰竭患者肠道微生物群中的含量低于健康受试者。

➩ 抑郁、睡眠

重度抑郁症是一种常见的精神疾病。研究结果显示属水平上,Dorea菌与抑郁和睡眠质量同时相关。压力诱导 Dorea, Coprococcus等菌群显著变化。

Dorea在抑郁症患者中减少,患有睡眠障碍的重度抑郁症患者的Dorea formicgenerans减少。

干 预 调 节

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Dorea减少干预

在属水平上,摄入 3 g/d HMW β-葡聚糖会增加拟杆菌,但会减少 Dorea (P < 0.1)。

大麦干预具有更高丰度的 AkkermansiaBlautia 和 Bilophila,同时减少 Parabacteroides和 Dorea

属于厚壁菌门的 Dialister、 Dorea 、Pseudobutyrivibrio 和 Veillonella 在使用L-谷氨酰胺后显着减少。

补充维生素D,肠道内Dorea相对丰度降低。

补充硫酸铁(口服)导致 Dorea菌物种的丰度降低。

低聚半乳糖 (GOS) 补充显示Dorea减少。

补充益生元(低聚果糖FOS 和菊粉混合物)显示 Dorea 丰度较低。

Bifidobacterium longum 增加Dorea菌。

喂食鼠李糖乳杆菌hsryfm 1301或其发酵乳28天后,大鼠的肠道微生物群和血脂得到改善。血脂与瘤胃球菌、Dorea、Enterococcus正相关(P<0.05)。

刺梨(RRT)的果实可食用,被认为是具有降脂作用的药用果实。12 周刺梨降低 DoreaCoprobacillus 丰度,并促进双歧杆菌和Roseburia 丰度,来逆转高脂饮食诱导的肠道生态失调

芒果 ( Mangifera indica L.) 果皮是工业加工获取果汁和浓缩物的副产品,富含多酚和膳食纤维。将预先消化的芒果皮提交给人类结肠的动态体外模型。Dorea属在芒果果皮发酵中的含量为 6.69%。

抗生素(阿莫西林、四环素和甲硝唑)治疗 2 周后,Dorea formicgeneransEubacterium rectale的丰度下降。

白藜芦醇有效降低了AkkermansiaDoreaSutterella和Bilophila菌属的丰度 。

高蛋白饮食后,Dorea会随着 BMI 的降低而降低。

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Dorea增加干预

Dorea菌属可以利用多种底物进行发酵代谢,包括葡萄糖、果糖、乳糖和芳香族化合物等。因此,调节饮食结构可以影响Dorea菌属的生长和代谢。

摄入动物性饮食五天后,肠球菌科、肠球菌属和 Dorea属的细菌在蠕虫感染中表现出丰度增加的趋势。

高纤维、低脂肪的饮食有利于增加Dorea菌属的丰度和多样性。

富含可发酵碳水化合物的饮食支持相对丰富的双歧杆菌、普雷沃氏菌属、瘤胃球菌属、Dorea 、 Roseburia 等。

果胶是一种水果蔬菜中发现的复杂的膳食纤维和益生元。果胶摄入增加LachnospiraDoreaClostridium,其中Lachnospira的增幅最大。

中等强度的运动干预持续 3 个月后,亚阈值抑郁症的年轻青少年的肠道菌群发生变化,在属水平上增加Coprococcus、Blautia、Dorea、Tyzzerella 、Tyzzerella nexilis 的相对丰度。

注:中等强度的运动,包括每天跑步 30 分钟,每周 4 天。

结 语

当谈到Dorea菌时,虽然仍有许多未知的领域,但我们已经取得了一些重要的研究进展。Dorea菌在肠道微生物组中扮演着重要的角色,与人类健康密切相关。它们能够帮助维持肠道菌群的平衡,支持营养物质的吸收和消化,并且可能对肥胖、炎症性肠病、自身免疫疾病等疾病的发生和发展起到重要作用。

然而,关于Dorea菌的研究仍然处于起步阶段。我们需要研究更多的样本、更多的群体,并使用更多的技术手段来深入了解这些菌属的作用机制。相信随着微生物组研究的不断深入,我们将能够更好地理解Dorea菌和其他肠道菌属对人类健康的影响,并开发更加个性化的干预管理方案。

主要参考文献:

Chaput N,Lepage P,Coutzac C et al. Baseline gut microbiota predicts clinical response and colitis in metastatic melanoma patients treated with ipilimumab.[J] .Ann Oncol, 2019, 30: 2012.

Sowah SA, Milanese A, et al., Calorie restriction improves metabolic state independently of gut microbiome composition: a randomized dietary intervention trial. Genome Med. 2022 Mar 14;14(1):30

Juárez-Fernández M, Goikoetxea-Usandizaga N, Porras D, García-Mediavilla MV, Bravo M, Serrano-Maciá M, Simón J, Delgado TC, Lachiondo-Ortega S, Martínez-Flórez S, Lorenzo Ó, Rincón M, Varela-Rey M, Abecia L, Rodríguez H, Anguita J, Nistal E, Martínez-Chantar ML, Sánchez-Campos S. Enhanced mitochondrial activity reshapes a gut microbiota profile that delays NASH progression. Hepatology. 2023 May 1;77(5):1654-1669.

Zhang Q, Yun Y, An H, Zhao W, Ma T, Wang Z, Yang F. Gut Microbiome Composition Associated With Major Depressive Disorder and Sleep Quality. Front Psychiatry. 2021 May 21;12:645045.

Dahl WJ, Rivero Mendoza D, Lambert JM. Diet, nutrients and the microbiome. Prog Mol Biol Transl Sci. 2020;171:237-263.

Chen D, Yang Z, Chen X, Huang Y, Yin B, Guo F, Zhao H, Zhao T, Qu H, Huang J, Wu Y, Gu R. The effect of Lactobacillus rhamnosus hsryfm 1301 on the intestinal microbiota of a hyperlipidemic rat model. BMC Complement Altern Med. 2014 Oct 10;14:386. 

Tangestani H, Boroujeni HK, Djafarian K, Emamat H, Shab-Bidar S. Vitamin D and The Gut Microbiota: a Narrative Literature Review. Clin Nutr Res. 2021 Jul 20;10(3):181-191.

Wang R, Cai Y, Lu W, Zhang R, Shao R, Yau SY, Stubbs B, McIntyre RS, Su KP, Xu G, Qi L, So KF, Lin K. Exercise effect on the gut microbiota in young adolescents with subthreshold depression: A randomized psychoeducation-controlled Trial. Psychiatry Res. 2023 Jan;319:115005. 

Pantoea(泛菌属)——肠道内善恶兼备的神秘细菌

谷禾健康

Pantoea(泛菌属):是肠杆菌科内一个高度多样化和多变的菌属,也是肠道内神秘的“善恶兼备” 的细菌。

▸直到最近,人们对Pantoea还是一个模棱两可的认知。用研究人员的话来说:

“这些物种既是植物,动物,人类的机会病原体,又能生产在除草剂,重金属螯合剂,抗生素等方面发挥着非常关键的作用。”

▸该菌无论命名还是功能都很有的故事性

它最初被命名为:

Bacillus agglomerans

后来被称为:

Enterobacter agglomerans

1989 年将所有归类为类似的物种创建了一个名为Pantoea属(泛菌属)

▸泛菌属物种在自然界中无处不在

已从污染物质、土壤、水、植物(作为附生植物或内生植物)、种子、水果(例如菠萝、橘子)以及人和动物的胃肠道、乳制品、血液和尿液等分离出来。

▸与皮肤、软组织、骨骼、关节感染有关

通常是在被污染的物体造成穿透性创伤,或摄入受污染的动植物后导致人类机会性感染尤其是当免疫系统受损时。

泛菌属有 20 多个物种,其中90%以上的感染与2个物种有关:

  • Pantoea agglomerans
  • Pantoea dispersa

▸成团泛菌(Pantoea agglomeransP. agglomerans)是一种罕见的机会性人类病原菌

植物材料的伤口感染或医院获得性感染引起,主要发生在免疫功能低下的个体中。 患者年龄从早产儿到老年人与复杂产科等人群。

P. agglomerans自发性菌血症还与胃食管反流病、活动性恶性肿瘤和终末期肾病患者有关。而另一方面P. agglomerans被用于生产“Andrimid”,一种新型的、有前途的乙酰辅酶A羧化酶抑制剂,一种强效的广谱抗生素

Pantoea dispersa参与机会性感染

同样,关于Pantoea dispersaP. dispersa)也一样,越来越多证据显示该菌参与机会性感染,特别是在受损的老年患者以及婴儿中。印度中部首次报告了涉及该物种的新生儿败血症病例。相继的, 2014 年,有报告病例P. dispersa引起菌血症,再次被认为是机会主义入侵者。

▸其它的还有Pantoea ananatis (P. ananatis菠萝多源菌)和Pantoea calida (P. calida

这些是机会主义的多重耐药菌微生物,通常会导致医院感染。尼泊尔的一份最新报告表明,上面两种菌可能是两个儿科病例的感染原因,尤其是在术后期间

Pantoea brenneri P. brenneri)和Pantoea dispersa (P. dispersa )最近被鉴定为人类临床样本中的一种新物种,也被报道对人类具有致病性

应该注意的是,根据报告只有大约 20% 的病例能够在培养中分离出泛菌属物种。虽然泛菌属菌血症可能是短暂的,但其引起的临床恶化不容忽视

▸早期诊断和正确使用抗生素可以预防潜在的并发症

值得注意的是,大多数报道的泛菌属(Pantoea感染对广谱抗生素敏感。除了偶尔的严重临床过程外,大多数关于Pantoea 物种可以通过适当的抗生素和支持性管理进行治疗。

目前全世界范围报告了越来越多的泛菌属导致的感染。而且在我们肠道菌群检测实践中也发现许多健康状况不良的人群,尤其幼儿和老年患者中检出高丰度的Pantoea,这也是本次调查和讨论该菌的原因之一。

<来源:谷禾健康数据库>

该例报告是一个4个月幼儿做完直肠和乙状结肠切除手术一个月后的菌群检测,菌群结果显示有害菌较高,其中包括Pantoea丰度高达20%显示超标,该检测结果在临床上有重要的用药管理价值。


泛菌属 Pantoea:
分类,物种多样性和系统发育

泛菌属是在 1989年 提出的,泛菌属以前包括在肠杆菌属中。肠杆菌属经历了重大的分类修订。

随着该属的划定,新泛菌属物种的鉴定在过去几年中大大扩展。 Pantoea 与 Tatumella 和Erwinia 密切相关,这三者形成一个单系群嵌套在其他肠杆菌属中,即埃希氏菌属、沙门氏菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、克雷伯氏菌属。

这个单系群的基础谱系包含第二群,其中包含许多植物致病群,包括 Dickeya、Pectobacterium  Brenneria,以及内共生菌 Sodalis .

doi.org/10.1093/femsre/fuv027

泛菌属有 20 个物种,由 13 个不同的 DNA 杂交组组成。 其中P. agglomeransP. dispersa是该属中最先发现的两个物种,这两个物种是与新生儿感染有关的最常见物种。

  • Pantoea agglomerans (成团泛菌)
  • Pantoea ananatis (菠萝多源菌)
  • Pantoea citrea (柠檬泛菌)
  • Pantoea dispersa (分散泛菌)
  • Pantoea punctata
  • Pantoea stewartii
  • Pantoea terrea
  • Pantoea deleyi
  • Pantoea anthophila
  • Pantoea brenneri
  • Pantoea allii
  • Pantoea cypripedii
  • Pantoea calida
  • Pantoea gavinae
  • Pantoea septica
  • Pantoea wallisii
  • Pantoea eucrina
  • Pantoea rodasii
  • Pantoea rwandensis
  • Pantoea vagans

下图 Pantoea 菌株的邻接系统发育,基于由部分 rpoB、gyrB、atpD 和 16S rRNA 基因组成的连接数据集。

doi.org/10.1093/femsre/fuv027

与每个代表性类型菌株相邻的符号表示该物种组内的菌株从临床环境(红色圆圈)、作为附生植物或病原体的植物宿主(绿色正方形)或从自然环境(紫色三角形)中分离出来。

仅来自植物:

P. deleyi、P. anthophila、P. allii、

P. cypripedii、P. wallisi、

P. rodasii 、P. rwandensis

仅来自临床:

P. conspicua、P. brenneri、

P. septica 、 P. eucrina

仅来自室外环境:

P. gavinae

从自然环境或加工产品中鉴定出 P. calida、P. dispersa  P. gavinae 的分离株。此前,已经提出了其他几个物种,包括 P. citrea、P. punctata  P. terrea;然而,这些后来使用多位点序列分析 (MLSA) 方法重新分类为 Tatumella 

菌株分型和群体遗传学研究对于流行病学目的和识别具有重要表型的菌株(如对植物或人类的毒力)是必要的。例如,重要的是确定P. agglomerans菌株感染人类或引起植物特定疾病的能力是否不同。已有研究使用荧光扩增片段长度多态性 (fAFLP) 或脉冲场凝胶电泳对成团泛菌菌株进行了区分。

使用d-酒石酸盐可以将P. agglomerans与其他Pantoea物种区分开来,而myo-肌醇和内消旋酒石酸盐仅用于P. agglomerans和密切相关Pantoea物种。

目前,泛菌属内仍然存在相当大的分类多样性,其中一些欧文氏菌的分离株仍未分组。仍有许多工作要做,用以澄清该属的系统发育分类。

遗传学和基因组学

泛菌属基因组的测序有助于人们探索分离株在不同环境中茁壮成长的遗传因素。几种泛菌属分离株的基因组,如P. agglomerans、P. stewartii、P. vagans、P. ananatis,揭示了从 4.5 到 6.3 MB 的基因组大小和 52-55% 的 G+C 含量。

尽管迄今为止还没有对泛菌属的广泛系统比较或进化基因组分析,但在更具体的分析中发现的一些常见基因组特征包括酰基高丝氨酸内酯和其他群体感应基因植物生长促进基因DNA 修复基因、致病因素以及 IV 型和 VI 型分泌系统

最近使用测序的泛菌属和欧文氏菌基因组对 VI 型分泌系统 (T6SS) 进行了比较基因组分析,结果表明一种 T6SS 变体在来自不同环境的泛菌属分离物中普遍存在。特别是一个基因座,T6SS-1 基因座,包含两个高度保守的核心区域,它们与包含hcp和vgrG的可变区域交替,这些区域编码分泌的效应蛋白。

hcp和vgrG岛包含在Pantoea菌株的保守区域,并在抗菌、真菌细胞壁降解和动植物发病机制中与已知作用的基因同源。然而,这些结构域在来自不同环境的分离物中的存在表明可能存在遗传多样性和适应性的先天能力,这种适应性也反映在泛菌属的质粒中。这也是该物种在自然界中广泛存在的原因。

对至少 20 个分离株的比较基因组研究导致鉴定了大泛菌属质粒家族 (LPP-1),其范围从 280 到 789 kb,发现分布在代表 7 个不同物种的 20 个泛菌属分离株中,包括:

P. agglomerans, P. vagans, P. eucalyptii,

P. anthophila, P.stewartii, P . ananatis,

P. cypripedii

质粒编码位点与各种糖、碳水化合物、氨基酸和有机酸的代谢和运输,以及铁和氮的同化、抗生素和重金属抗性、宿主定植、发病机制和抗菌作用有关。这说明了该质粒家族的可塑性,这可能有助于不同物种群的成员之间保持能力多样性。

基因组比较虽然主要限于一小群分离株,但已经对赋予关键生存和宿主关联能力的毒力、抗性和代谢决定因素的性质产生了重要的见解。额外基因组的可用性将使更大的比较基因组分析成为可能,从而可以确定导致物种水平多样化的特定进化过程。此类研究还将允许评估个体泛菌属的致病潜力鉴于目前使用一些分离物作为生物防治、生物修复和治疗剂。

致命的病原体、无害的共生动物
还是多才多艺的机会主义者?

泛菌属物种在自然界中无处不在。已从污染物质、土壤、水、植物(作为附生植物或内生植物)、种子、水果(例如菠萝、橘子)以及人和动物的胃肠道、乳制品、血液和尿液等分离出来。

已从各种土壤和水环境中分离出泛菌属的分离株,并与不同的宿主相关联:

Alyssa M. W. et al,EMS Microbiology Reviews,2015

泛菌属( Pantoea )是肠杆菌科中一组呈黄色、杆状的革兰氏阴性菌。它们是兼性厌氧菌氧化酶阴性。非包膜、非孢子形成的活动杆菌,具有周毛鞭毛,在营养琼脂中形成光滑、半透明和凸面的菌落。

Pantoea 可以利用 D-木糖、D-核糖、麦芽糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-果糖、海藻糖和 D-甘露醇作为能量代谢的碳源。

革兰氏染色上的成团泛菌(一种革兰氏阴性杆菌)

来源:doi.org/10.1155/2020/7890305

第一批的一些成员被认为是植物病原体,导致多种农业相关植物出现瘿、萎蔫、软腐和坏死,但从那时起,泛菌属菌株经常从许多水生和陆地环境中分离出来,以及与昆虫、动物和人类。

▸ 泛菌属会感染人类吗?可能带来什么样的后果?

人类通过摄入受感染的植物或刺突而接触。它也可能导致人类机会性感染,尤其是当免疫系统受损时,可能导致伤口、血液、肠道和尿路感染。

据报道,这种革兰氏阴性杆菌会导致生儿 ICU 中的机会性血流感染Pantoea 可作为社区获得性感染(包括职业接触)或医院获得性感染引起人类感染。

临床案例中报告了广泛的疾病已被归咎于泛菌属,包括脓毒性关节炎、骨髓炎、菌血症和败血症以及腹膜炎等,尽管其中大多数疾病的直接原因尚未得到证实。然而,几次新生儿暴发导致多起因败血症性休克和呼吸衰竭而死亡

它们还可能引起过敏和过敏性肺炎。在儿童,尤其是新生儿中,感染好发于呼吸道,导致呼吸衰竭导致高死亡率。

脓毒性关节炎滑膜炎外源性成团 P. agglomerans感染的常见临床结果。

▸ 可能感染哪些部位和器官?

各种部位和器官都会受到泛菌的影响,导致:

伤口感染、滑膜炎、脓毒性关节炎、骨髓炎、血流感染、腹膜炎、胆石症、眼内炎、心内膜炎、泪囊炎、尿路感染、脑膜炎、脑脓肿、呼吸道感染。

值得注意的是,已从免疫功能正常和免疫功能低下的患者中鉴定出泛菌菌株,患者年龄从早产儿到老年人不等。P. septica、P. calida、P. dispersa、P. ananatis、P. agglomerans、P. eucalyptii菌株已常规从人体伤口、骨折、血液和其他液体、皮肤和表面拭子、粪便、囊肿和脓肿中分离出来,以及来自尿道、气管和口咽部的拭子。

▸ 泛菌属临床分离株实际上可能属于其他属/种

一些工作表明,这些和许多其他已被标记为泛菌属菌株的临床分离株实际上是被错误识别的。一项研究表明,临床和动物分离株报告为泛菌属的成员(最常见的是P.agglomerans)实际上属于其他泛菌属物种组,甚至其他属,如肠杆菌属。在临床分离株被证实为泛菌属的情况下,它们属于多个物种群,包括P. septica、P. calida、P. brenneri、P. eucalyptii、P.agglomerans.

为了试图了解泛菌属分离株的致病潜力,以及是否有证据表明谱系间宿主关联和/或宿主特化的演变,已经使用经过验证的临床和环境泛菌属分离株的集合进行了几项 MLSA 研究,以评估哪些临床和环境分离物聚集在一起。

▸ 临床分离株 & 环境分离株

临床和环境分离株的独立系统发育聚类(分为致病组和非致病组)被认为强烈支持谱系特异性宿主适应,正如其他肠道菌如大肠杆菌所见。在对泛菌进行的所有系统发育研究中,许多物种群的环境和临床分离株,包括P.agglomerans、P. ananatis、P. eucalyptii不会在每个物种群内形成独特的集群,而是混合在一起。

这种系统发育结构通常表明分离株具有未知的宿主关联能力,临床分离株可能具有定殖植物宿主的潜力,环境分离株可能具有定殖人类宿主潜力。

此外,P. agglomerans的分裂分解分析揭示了分离株之间的实质性重组,展示了在具有不同能力的个体分离株之间转移遗传决定因素的能力

▸ 对植物和临床泛菌属分离株的毒力潜力评估

还使用功能宿主测定法对植物和临床泛菌属分离株的毒力潜力进行了评估。一项研究使用玉米、洋葱和果蝇的定量生长试验检测了来自环境和临床来源的多种泛菌的毒力潜力,结果表明临床分离株能够在两种植物宿主中生长,与环境分离株相当。临床分离株没有明显的生长或宿主定植模式,并且无法通过系统发育或分离来源预测宿主生长。

一项单独的研究评估了五种临床和五种植物相关的P. agglomerans在大豆和含胚鸡蛋中的菌株定量。临床菌株和植物菌株都能够在大豆植物上附生建立,并且在胚蛋中临床菌株和植物分离株之间的毒力没有差异,这表明所有P. agglomerans分离株可能具有相同的毒力潜力

这两项研究表明,泛菌属分离株的宿主定植能力仍然不可预测,大多数分离株的植物或动物宿主范围/宿主关联能力未知。值得注意的是,Pantoea还被发现菌株与陆生和水生动物有关,包括鸟类、鱼类、无脊椎动物、熊和反刍动物,这可能暗示了涉及动物宿主的生活史

流行病学

在 1994 年 1 月 1 日至 2005 年 6 月 1 日期间在荷兰对 6,383 名患者进行的一项研究中,125 名患者 (2%) 报告了泛菌属定植,但没有聚集。

常见的定植部位包括气管、泌尿道和肠道。另一个病例系列指出,在 2005 年 1 月至 2006 年 12 月期间,科威特在 2005 年 1 月至 2006 年 12 月期间, 入住两个不同ICU 的 1,665 名新生儿中,有 5 名因泛菌属菌株导致院内血流感染

在来自土耳其的一项单中心研究中,该研究评估了泛菌属的临床和微生物学特征从 2000 年到 2015 年,在儿科患者中,新生儿感染占 34.7%(23 个泛菌属分离株中有 8 个) 。

此外,临床医生更加关注从患者体内分离出的P .dispersa,目前,由它引起的人类感染临床报道的病例逐渐增多。

2003年报道一例71岁德国女性急性髓细胞白血病、多发性骨髓瘤并发呼吸道感染病例。该患者支气管肺泡灌洗液培养出P. dispersa

2006年报道一例,两名成年患者出现关节感染,关节液培养显示P. dispersa生长。

2013年报道一例P. dispersa从 2 名患有早发性败血症的印度新生儿中发现。

2014年,日本报道一例中线相关性血流感染是由P. dispersa 引起的。

2019年报道一例从一名急性胆管炎患者身上分离出P. dispersa的病例。在这项研究中,它是第一个从中国肝细胞癌患者身上发现的P. dispersa

谷禾菌群检测案例:一例发育迟缓儿童的菌群检测中发现,其肠道菌群构成中泛菌属病理性滋生。

详见:真实案例 | 儿童发育迟缓肠道菌群检测的应用

目前从我们的检测实践中发现,在部分幼儿中老年人的肠道菌群中发现泛菌属的高丰度水平,而且有的高丰度伴有菌群紊乱的迹象,希望有更深入临床研究关注人群肠道中泛菌属的健康特性。

风险因素,感染原因,潜在症状

儿 童

早产和相关的未成熟免疫系统导致相对免疫功能低下状态是新生儿泛菌属引起的医院获得性感染的主要危险因素。

截至 2020 年 7 月,在英国文献中报告的所有新生儿泛菌感染中,75%(40 人中的 30 人)发生在早产儿。这些婴儿中的大多数至少有一种合并症。迄今为止,文献中确定的合并症包括:

  • 早产
  • 呼吸窘迫综合征
  • 动脉导管未闭
  • 坏死性小肠结肠炎
  • 先天性心脏病
  • 宫内生长受限
  • 围产期窒息
  • 胎膜延长
  • 绒毛膜羊膜炎

新生儿重症监护病房感染风险因素

新生儿重症监护病房中泛菌相关血流感染的暴发与肠外营养、静脉输液、婴儿配方奶粉、血液制品和麻醉剂的污染有关。追踪在新生儿重症监护病房中没有聚集的感染的起源是具有挑战性的。这些被定义为“散发”感染。尚无关于泛菌属垂直传播的确凿证据的记录。

儿童感染部位

在新生儿中,血液脓液是最常见的分离泛菌属的样本。泛菌属菌血症的常见来源包括中心静脉导管和呼吸道。泛菌属菌血症的其他原因包括尿路感染、腹膜炎和皮肤感染

在一项 6 年以上在儿童医院就诊的患者从正常无菌部位培养的 53 例成团泛菌感染的儿科病例。分离物包括来自血流的 23 个、来自脓肿的 14 个、来自关节/骨骼的 10 个、来自泌尿道的 4 个、来自腹膜胸部的各 1 个。P. agglomerans 与植物材料的穿透性创伤和导管相关菌血症最相关。

在 2000 年至 2015 年在土耳其一家三级保健儿科医院进行的一项单中心回顾性研究中,从总共 15 个分离株中抽吸,最常见的Pantoea标本包括脓液(6 个标本,42.8%)、尿液(3 个标本,21.4%)、气管(3个样本,21.4%)和血液(3个样本,21.4%)。

成 人

感染进展:皮肤感染->深入骨骼->腹膜炎和脓毒症

皮肤感染作为伤口重复感染发生,或者当皮肤发生穿透性创伤导致慢性炎症反应时,有害物可能进入皮肤。感染可能深入骨骼导致化脓性关节炎、脊椎间盘炎或胫骨骨炎,并可能进展为腹膜炎和脓毒症。

风险因素:植物材料伤口感染

P. agglomerans 的伤口感染通常是在用植物刺、木片或其他植物材料刺穿或撕裂皮肤,随后接种植物驻留细菌,主要是在从事农业和园艺工作或儿童玩耍时。在许多感染病例中,由于大多数菌血症感染具有多种微生物性质,因此很难辨别出这种细菌。

风险因素:接触被细菌污染的医疗设备或液体

除了导致上述结果的植物材料伤口感染外,接触被细菌污染的医疗设备或液体特别是在免疫受损个体中,是导致菌血症爆发的主要感染原因

工厂污染的带有静脉输液瓶的螺旋盖是 1970 年至 1971 年在美国婴儿和儿童流行的一个已证明的例子。在一项研究中,已发现该生物体作为粉状婴儿温和配方传播的机会性病原体的潜在候选者

此外,成团泛菌菌血症与静脉输液污染、全胃肠外营养、麻醉剂和血液制品有关。在巴西的一家医院中,发现用于静脉水合的 0.9% NaCl 溶液连接的转移管是医院内 P.agglomerans 暴发的源头。

在成人中,医院获得性P. agglomerans感染已确定污染源的例子包括接受血液透析或血浆置换术的患者,这是由抗凝剂柠檬酸葡萄糖 46% 溶液的污染引起的输血后的败血症。

泛菌属还可以通过职业接触有机粉尘而发生。Pantoea agglomerans以大量定植棉花和棉花植物而闻名,它与棉花热有关,棉花热是一种在静脉内吸毒者中常见的良性发热综合征。

自发性或散发性菌血症:与胃食管反流病和抗酸剂有关,可能通过摄入蔬菜或水果引入

尽管血流感染通常与受污染的血管内产品和医疗设备相关,从而导致爆发,但P. agglomerans也可引起自发性或散发性菌血症。自发性菌血症与胃食管反流病 (GERD) 和服用抗酸剂密切相关。由于泛菌属物种普遍存在于植物上,因此有可能通过摄入蔬菜或水果引入,在胃食管黏膜病变(如 GERD)和/或没有保护性的情况下,导致疾病发生。

症状表现和判别管理

症状

Pantoea引起的感染的临床结果包括感染骨骼、关节、滑膜引起化脓性关节炎、骨髓炎或滑膜炎,包括但不限于心内膜炎、眼内炎和皮肤感染。

新生儿泛菌感染最常见的表现是迟发性败血症。 除Habsah 等人报告的受污染的肠外营养导致新生儿重症监护室爆发之外,2005 年迄今仅有 2 例早发性脓毒症在新生儿人群中被报道,与绒毛膜羊膜炎和胎膜延长破裂有关。

患有泛菌属菌血症的新生儿最常出现肺部症状。迄今为止,文献中报道的泛菌感染的系统性临床特征包括在下表中。

Pantoea是新生儿重症监护室遇到的一种相对罕见但具有潜在危险的医院获得性感染,尤其是在有合并症的早产儿中。

▸ P. agglomerans 和 P. dispersa 是新生儿最常见的致病菌种

定植往往发生在呼吸道、泌尿生殖道和胃肠道易位到血液中会产生侵袭性感染。对常规一线抗生素的敏感性因多药耐药率高而变化。

▸ P. dispersa具有引起不同系统感染的能力

例如呼吸系统、关节系统、血液系统和消化系统。患者通常会出现由相应感染病变引起的高烧等症状。此外,已知P .dispersa不仅会在免疫功能低下的患者中引起感染,还会在免疫功能正常的患者中引起感染

▸ 自发性菌血症还与潜在疾病有关

自发性菌血症还与恶性肿瘤、糖尿病、慢性病毒性肝炎、脑血管意外、充血性心力衰竭、自身免疫或结缔组织疾病、慢性肺阻塞性疾病和终末期肾病等潜在疾病有关。

注:细菌内毒素导致细胞因子的产生,是感染的罪魁祸首。菌血症的体征和症状包括但不限于非特异性病理生理反应,例如胃肠道症状、发热、白细胞计数变化、贫血、血小板减少、弥散性血管内凝血、低血压和休克。

其他记录在案的儿科患者发生医源性暴发的例子包括但不限于由肠外营养液引起的呼吸衰竭败血症和用于静脉补液的受污染转移管引起的具有胃肠道症状的败血症

判别

▸泛菌属的血培养和分离是诊断血流感染的金标准

通过分子诊断测试,如基质相关激光解吸/电离飞行时间质谱 (MALDI-TOF MS)、16s RNA 基因测序、多位点序列分析 (MLSA),可以实现快速的物种水平鉴定和抗生素敏感性。

Pantoea感染是新生儿重症监护病房中相对罕见但具有潜在危险的机会性病原体,特别是在早产儿中,因此准确的物种水平鉴定和适当的定向治疗至关重要。

▸注意比较Pantoea菌的植物来源和临床菌株

使用多位点系统发育分析和荧光扩增片段长度多态性指纹识别来寻找区分基因型/表型标记。研究发现,大量来自培养物保藏中心的临床分离株在序列分析后被错误地命名为P. agglomerans

在日常工作中,用常规方法难以准确识别Pantoea。采用传统方法,Pantoea的培养特性与肠杆菌科相似。菌落是兼性厌氧的。

▸通过部分16SrRNA或宏基因组测序鉴定Pantoea是一种有用的诊断工具

这些方法具有比传统表型方法更高的性能特征。16S rRNA 基因在细菌中普遍存在,这主要是由于它在细菌中的保守性,并且由于大约 1500 个碱基对 (bp) 基因座提供的系统发育信号。此外,16S rRNA 基因序列不限于一组已知细菌,新分离物可以与一组相关细菌建立连接。

抗生素耐药性

成团泛菌已表现出对多种抗生素的耐药性,包括早代青霉素、早代头孢菌素、广谱头孢菌素和抗假单胞菌青霉素、氟喹诺酮类、氨基糖苷类、TMP-SMX和四环素。

关于有效的抗菌治疗,在成人患者自发性菌血症的队列研究中研究了抗菌药物敏感性

100%的分离株对头孢噻肟、头孢他啶、哌拉西林-他唑巴坦、亚胺培南、环丙沙星、庆大霉素和阿米卡星敏感。61%对头孢唑林敏感,56%对氨苄青霉素敏感,33%对磷霉素敏感。

菌血症患者接受有效经验性抗生素治疗的临床治疗成功率高达100%

据报道,使用多粘菌素 B 固定化纤维柱直接血液灌流 (PMH-DHP) 疗法从革兰氏阴性菌中去除脂多糖以及抗生素,可成功治疗由P. agglomerans感染引起的肺小细胞癌患者的败血症。

在包括儿科和新生儿在内的病例系列中,所有成团聚球菌分离株均显示出对阿米卡星、庆大霉素、美罗培南和甲氧苄啶-磺胺甲恶唑的抗菌敏感性,92.5% 的分离株对广谱头孢菌素和半合成青霉素敏感,62.3% 对超广谱头孢菌素,只有47.2%为氨苄青霉素。

众所周知,广谱抗生素的使用会增加医院环境中定植的风险,并增加出现抗生素耐药性的风险。胃肠道定植和后来的易位可能成为该生物体的储存库。

治疗

管理新生儿泛菌属血流感染的成功取决于及时识别和早期给予适当的抗生素治疗以及常规支持性护理。由于大多数报道的泛菌属。新生儿血流感染与中心静脉导管有关,应注意识别这种关联。

▸ 抗菌药物选择

根据临床案例治疗和研究报告建议新生儿科医生在选择抗菌药物治疗时应注意感染部位、婴儿胎龄及其合并症。对于发生感染而无中心静脉导管或其他合并症的足月或晚期早产儿,氨基糖苷类药物(庆大霉素或阿米卡星)联合氨苄青霉素是合适的一线治疗方法。

根据文献调查,这种微生物是导致极早产儿合并症(呼吸机依赖型支气管肺发育不良和中心静脉导管)迟发性败血症的病原体,有临床研究推荐碳青霉烯类作为肺炎或菌血症的一线治疗。对于局限于泌尿生殖道的单纯性感染氨基糖苷类药物可作为一线治疗。

▸ 替代疗法

对于对碳青霉烯类耐药的泛菌属菌株,甲氧苄氨嘧啶/磺胺甲恶唑是一个不错的选择。新生儿的这种药物需要在整个治疗过程中定期监测血清胆红素水平和肝酶。

生物技术中的 Pantoea

许多泛菌菌株显示出惊人的环境多功能性和适应性,并具有多种生物合成和生物降解能力,可用于农业、环境和临床环境中的潜在有用应用。

益 处

Pantoea agglomerans 是一种植物来源的 γ‐变形菌纲的菌,具有许多有益的特性,可用于预防和/或治疗人类和动物疾病、对抗植物病原体、促进植物生长和环境的生物修复。它生产多种抗生素(herbicolin、pantocins、microcin、agglomerins、andrimid 等),可用于对抗植物、动物和人类病原体或用于食品保存。

▸ 来自成团泛菌的 IP-PA1:愈合、镇痛、防止感染、过敏、癌症等

日本研究人员已经证明,由他们分离并描述为“来自成团泛菌的免疫增强剂1(IP-PA1)”的P. agglomerans 的低分子量脂多糖具有极广谱的愈合特性,主要是由于它能够通过巨噬细胞活化维持体内平衡。

最近,由P. agglomerans IG1 产生的免疫增强剂 IP-PA1 被证明可以增强小鼠和鸡的免疫相关功能,以对抗细菌和寄生虫感染,并增强免疫抑制的恢复。将 IP-PA1 施用于患有 B16 黑色素瘤(一种皮肤癌)的小鼠,存活期显着延长

IP-PA1被证明可有效预防和治疗广泛的人类和动物疾病,如肿瘤、高脂血症、糖尿病、溃疡、各种传染病、特应性过敏和压力引起的免疫抑制;它还显示出很强的镇痛作用。重要的是,大多数这些效果可以通过安全口服 IP-PA1 来实现。

IP-PA1 也被研究用于巨噬细胞活化,以防止感染、过敏和癌症,以及逆转化疗引起的免疫抑制,这反映了Pantoea-衍生天然产物作为治疗剂

 P.agglomerans——替代化学肥料的环保生物接种剂的理想候选者

据记载,Pantoea 菌株对土壤和水的各种化学污染物(包括石油烃和有毒金属)具有生物降解活性P. agglomerans 通过生物膜的形成防止有害工业污染物渗透到土壤的更深处,并具有从废物中产生氢气的能力。因此,这种细菌似乎是一种有价值的生物修复剂,在某些情况下,它可以作为一种廉价的能源形式获得。

▸ P. ananatis 应用于食品冷冻,控制害虫,改良水稻

P. ananatis 的细胞外冰成核剂已经过测试并应用于食品的冷冻以获得所需的质地,以及食品的冷冻干燥。

P. ananatis 的冰成核菌株也显着降低桑葚幼虫的耐寒性,因此这些菌株具有作为害虫生物控制剂的潜力。

此外,瑞士研究人员对水稻进行基因改造以生产“黄米”的成就归功于P. ananatis。在这种情况下,来自P. ananatis(一种被鉴定为Erwinia uredovora的菌株)的八氢番茄红素去饱和酶被用于将 β-胡萝卜素生物合成途径引入水稻。

▸ 泛菌属——开发成生物防治产品,生物修复

一些泛菌属分离株产生抗微生物剂,并已开发成商业生物防治产品。例如 BlightBan C9-1 帮助控制苹果和梨树的火疫病,而其他具有生物修复潜力,能够在不产生有毒副产品的情况下降解除草剂

Pantoea通过分解有毒物质来增强昆虫的适应性,甚至在限氮条件下促进植物根系的固氮。此外,这种细菌群在不同环境中竞争和生存的能力使其许多成员对生物防治和生物修复都特别有吸引力。

Pantoea具有独特的生物降解能力,包括降解除草剂和其他有毒化合物的代谢途径,为有用产品的开发和商业化提供了机会。

结 语

Pantoea 是肠杆菌科中一个高度多样化的群体,其成员分布在水生和陆地环境中,并与植物、昆虫、人类和动物有关。

Pantoea 目前被认为在临床环境中存在问题,然而,围绕单个菌株的宿主关联和致病能力仍然存在很多不确定性

鉴于没有已知的病原体生物标志物可用,而且仍然需要确定那些能够实现特定生态位定殖的遗传决定因素,包括可能决定宿主定殖能力和宿主特异性的任何因素。确定这些遗传因素的性质仍然是一个有前途的研究方向,无疑将有助于揭示这种多用途、广泛利基细菌群的全部能力。

此外,一些分离株已被用作免疫增强剂IP-PA1被证明可有效预防和治疗广泛的人类和动物疾病,用于开发治疗黑色素瘤、感染、过敏和逆转免疫抑制的支持药物。

因此,无论是环境还是临床都应保持对泛菌属的高度敏感和关注,有效的检测技术将帮助我们拓宽认知,推进对该菌内不同菌种与宿主的致病或共生关联以及感染生态位的确定。此外,不应拒绝对使用这些生物及其相关产品,但是应该注意在使用泛菌生物制剂时提供安全预防措施

主要参考文献:

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Lemieszek MK, Golec M, Skórska C, Góra-Florek A, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part II–Deleterious effects: Dust-borne endotoxins and allergens–focus on grain dust, other agricultural dusts and wood dust. Ann Agric Environ Med. 2016;23(1):6-29. doi: 10.5604/12321966.1196848. PMID: 27007514.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Lemieszek MK, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part IV. Beneficial effects. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):206-22. doi: 10.5604/12321966.1203879. PMID: 27294621.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Kinga Lemieszek M, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part III. Deleterious effects: infections of humans, animals and plants. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):197-205. doi: 10.5604/12321966.1203878. PMID: 27294620.

Cruz AT, Cazacu AC, Allen CH. Pantoea agglomerans, a plant pathogen causing human disease. J Clin Microbiol. 2007 Jun;45(6):1989-92. doi: 10.1128/JCM.00632-07. Epub 2007 Apr 18. PMID: 17442803; PMCID: PMC1933083.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Lemieszek MK, Golec M, Skórska C, Góra-Florek A, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part II–Deleterious effects: Dust-borne endotoxins and allergens–focus on grain dust, other agricultural dusts and wood dust. Ann Agric Environ Med. 2016;23(1):6-29. doi: 10.5604/12321966.1196848. PMID: 27007514.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Lemieszek MK, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part IV. Beneficial effects. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):206-22. doi: 10.5604/12321966.1203879. PMID: 27294621.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Kinga Lemieszek M, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part III. Deleterious effects: infections of humans, animals and plants. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):197-205. doi: 10.5604/12321966.1203878. PMID: 27294620.

Cruz AT, Cazacu AC, Allen CH. Pantoea agglomerans, a plant pathogen causing human disease. J Clin Microbiol. 2007 Jun;45(6):1989-92. doi: 10.1128/JCM.00632-07. Epub 2007 Apr 18. PMID: 17442803; PMCID: PMC1933083.

Mani S, Nair J. Pantoea Infections in the Neonatal Intensive Care Unit. Cureus. 2021 Feb 3;13(2):e13103. doi: 10.7759/cureus.13103. PMID: 33643749; PMCID: PMC7886163.

M, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part III. Deleterious effects: infections of humans, animals and plants. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):197-205. doi: 10.5604/12321966.1203878. PMID: 27294620.

Cruz AT, Cazacu AC, Allen CH. Pantoea agglomerans, a plant pathogen causing human disease. J Clin Microbiol. 2007 Jun;45(6):1989-92. doi: 10.1128/JCM.00632-07. Epub 2007 Apr 18. PMID: 17442803; PMCID: PMC1933083.

Coutinho TA, Venter SN. Pantoea ananatis: an unconventional plant pathogen. Mol Plant Pathol. 2009 May;10(3):325-35. doi: 10.1111/j.1364-3703.2009.00542.x. PMID: 19400836; PMCID: PMC6640510.

Walterson AM, Stavrinides J. Pantoea: insights into a highly versatile and diverse genus within the Enterobacteriaceae. FEMS Microbiol Rev. 2015 Nov;39(6):968-84. doi: 10.1093/femsre/fuv027. Epub 2015 Jun 24. PMID: 26109597.

Brady C, Cleenwerck I, Venter S, Vancanneyt M, Swings J, Coutinho T. Phylogeny and identification of Pantoea species associated with plants, humans and the natural environment based on multilocus sequence analysis (MLSA). Syst Appl Microbiol. 2008 Dec;31(6-8):447-60. doi: 10.1016/j.syapm.2008.09.004. Epub 2008 Nov 12. PMID: 19008066.

Tsubouchi H, Matsumoto N, Yanagi S, Arimura Y, Nakazato M. Successful treatment of sepsis due to Pantoea agglomerans by polymyxin B-immobilized fiber column direct hemoperfusion therapy in a small cell lung carcinoma patient. Respir Med Case Rep. 2016 Oct 6;19:155-158. doi: 10.1016/j.rmcr.2016.10.004. PMID: 27752466; PMCID: PMC5061076.

Luziatelli F, Ficca AG, Bonini P, Muleo R, Gatti L, Meneghini M, Tronati M, Melini F, Ruzzi M. A Genetic and Metabolomic Perspective on the Production of Indole-3-Acetic Acid by Pantoea agglomerans and Use of Their Metabolites as Biostimulants in Plant Nurseries. Front Microbiol. 2020 Jul 14;11:1475. doi: 10.3389/fmicb.2020.01475. PMID: 32765438; PMCID: PMC7381177.

肠道重要菌属——另枝菌属(Alistipes),调节炎症情绪等的潜力菌

谷禾健康

Alistipes拟杆菌门的一种革兰氏阴性细菌,也是相对新的细菌属,主要从医学临床样本中分离出来。该菌的生态失调,可能是有益的也可能是有害的。

Alistipes可能对某些疾病有保护作用,包括肝纤维化癌症免疫治疗心血管疾病。相比之下,其他研究表明Alistipes结直肠癌中具有致病性,并且与抑郁症有关。

该菌避开富含植物性食物的饮食,可以在高脂肪饮食中茁壮成长,并且在肥胖患者的肠道微生物群中生长得特别好,表明与肥胖相关。

表型、培养和物种形成

Alistipes 是拟杆菌门中的一个属,革兰氏阴性,专性厌氧,是肠道共生的细菌,G+C 含量为55–58%,直径为 0.2–0.9 µm,长度为 0.5–4 µm 的直或略微弯曲的棒状,末端为圆形。不会形成孢子。细胞通常单独或成对出现,偶尔以较长的细丝出现。

不运动,可产生吲哚不能还原硝酸盐,不水解精氨酸和尿素,葡萄糖代谢终产物是琥珀酸和少量的乙酸,丙酸

microbiomology

在分类学上,Alistipes 是在 2003 年在患有阑尾炎的儿童的组织样本中发现后描述的一个属。第一个被发现的Alistipes物种是Alistipes Finegoldii,它是以美国厌氧细菌学和传染病临床研究学家Sydney M. Finegold 的名字命名,极大地促进了我们对厌氧菌的理解。

根据NCBI分类数据库,目前Alistipes由13个物种组成:

  • Alistipes finegoldii
  • Alistipes putredinis
  • Alistipes onderdonkii
  • Alistipes shahii
  • Alistipes indistinctus
  • Alistipes senegalensis
  • Alistipes timonensis
  • Alistipes obesi
  • Alistipes ihumii
  • Alistipes inops
  • Alistipes megaguti
  • Alistipes provencensis
  • Alistipes massiliensis

2017 年从肠易激综合征患者的结肠中分离出来一种名为Tidjanibacter massiliensis Marseille-P3084 的新物种,与A. putredinis具有 92.1% 的序列同源性,不过该菌株尚未被官方认可或存放在公共菌株生物储存库中。

此外,三个较新的亚种:

  • Alistipes Communis
  • Alistipes dispar
  • Alistipes Onderdonkii

菌种的生态和代谢特征

从生态学角度来看,Alistipes主要存在于健康人的肠道中。然而,Alistipes也从其他液体中分离出来、如尿液、阑尾、腹部、直肠周围和脑脓肿中分离出来,突出了它们在人类疾病中潜在的机会致病作用。

A. putredinis(ATCC 29800 T型菌株)已从各种标本中分离出来,例如粪便、急性阑尾炎患者的阑尾组织、腹部和直肠脓肿、甚至农场土壤。该菌株对克林霉素、头孢西丁、氯霉素、红霉素和甲硝唑敏感,对四环素和强力霉素有中度耐药

Alistipes finegoldii 已被认为是肉鸡的生长促进剂,并且已观察到在人类中,A. putredinis随着十字花科蔬菜摄入量的增加而增加,因此可以合理假设不同的Alistipes物种在营养健康方面可能具有不同的作用

A. onderdonkii和 A. shahii 分别从腹部脓肿和阑尾组织以及尿液中分离出来。它们具有圆形菌落。这两个种都对 20% 的胆汁具有抗性,并色氨酸水解为吲哚。它们是过氧化氢酶、氮还原酶和脲酶阴性琥珀酸是主要的代谢终产物,少量产生乙酸和丙酸。

其他两个种,A. senegalensis 和 A. timonensis 最初是从健康患者的粪便菌群中分离出来的。它们有圆形菌落并产生色素,可以将色氨酸水解为吲哚A. senegalensis会发酵甘露糖,而A. timonensis 不会。这些细菌菌株对青霉素、阿莫西林加克拉维酸、亚胺培南和克林霉素敏感。此外,A. senegalensis菌株对甲硝唑耐药A. timonensis 菌株对甲硝唑敏感

Alistipes inops从人类粪便中分离出物种。它对吲哚产生呈阳性,对过氧化氢酶、硝酸还原酶和脲酶呈阴性。这种细菌是非发酵的,主要代谢终产物是琥珀酸和乙酸

A. megaguti (Marseille-P5997 T型菌株)是从一名年轻健康女性的新鲜粪便样本中分离出来的。

A. megaguti是过氧化氢酶、脲酶和氧化酶阴性

A. provencensis (Marseille-P2431 T型菌株) 分离自一名患有高血压和糖尿病的男性患者。该种属氧化酶和脲酶阴性,而过氧化氢酶阳性

A.ihumii 已从患有神经性厌食症的患者的粪便中分离出来,而A.obesi则从患有病态肥胖症的患者中分离出来。

该菌属大部分耐胆汁,因此,有必要确定对胆汁酸的抗性是否确实决定了Alistipes胃肠道内的区域性富集,或临床上以胆汁改变为特征的疾病,其与Alistipes菌的关系。

Alistipes的健康特性

肝病和短链脂肪酸中的 Alistipes

肝细胞癌 (HCC) 是全球第二大致命癌症。HCC 通常是由肝硬化、非酒精性脂肪肝病 (NAFLD) 或非酒精性脂肪性肝炎 (NASH) 引起的晚期肝纤维化发展而来的。这些肝脏疾病与“微生物-肝轴”有关,表明生态失调是潜在原因之一

肝纤维化中Alistipes减少

在对微生物群组成和肝纤维化进行的研究中可以看出,在纤维化的整个进展过程中,Alistipes减少

例如,在代偿性和失代偿性肝硬化 (LC) 患者中,来自健康志愿者和各种类型 LC 患者的新鲜粪便宏基因组序列表明,与健康对照组相比,A. shahiiA. putredinis菌减少

针对 LC 患者粪便和活检的研究中,与 LC 患者相比,健康对照患者的Alistipes丰度增加

代偿发展到失代偿,Alistipes减少

随着疾病从代偿发展到失代偿,观察到Alistipes indistinctus 的减少。一旦个体出现失代偿性肝硬化,患者就会开始产生多种严重并发症,例如肝性脑病。

另一项研究表明,在比较失代偿性肝硬化和急性肝性脑病患者的粪便微生物群时,Alistipes具有保护作用,其丰度的降低肝性脑病复发增加相关。因此,Alistipes的减少与肝硬化进展为失代偿状态有关。

NASH 和 NAFLD中 Alistipes 降低

在NASH 和 NAFLD 等其他纤维化疾病中可以看到肝纤维化患者的Alistipes丰度降低。有实质性纤维化的 NAFLD 患者粪便中乙酸盐和丙酸盐浓度降低丁酸盐浓度无显着差异。当将健康对照与 NASH 患者进行比较时,A. finegoldii 显着减少,标准化计数平均值从 542 减少到 19。在具有显着纤维化的 NAFLD 患者中,观察到 A. onderdonkii 的显着减少从 285 到 31。

Alistipes生产短链脂肪酸

值得注意的是,这些晚期纤维化患者的粪便乙酸盐和丙酸盐水平降低

Alistipes是一种丙酸生产者,表达甲基丙二酰辅酶A差向异构酶,其中该酶的基因位于具有乙酰辅酶A羧化酶基因的操纵子上。

此外,Alistipes乙酸盐生产者,由于先前的研究表明短链脂肪酸具有抗炎机制,因此可以表明Alistipes 减少促使短链脂肪酸减少,可能加剧这些 NAFLD 患者中的晚期纤维化

心血管疾病、高血压和上皮中的 Alistipes

心血管疾病 (CVD) 是发展中国家和发达国家死亡和发病的主要原因。随着全球人口老龄化,预计心血管疾病在未来会上升,因此对与肠道微生物群关系的评估进行了更广泛的研究。

Alistipes高血压等心血管疾病风险因素以及心房颤动 (AF)、充血性心力衰竭 (CHF) 和动脉粥样硬化性心血管疾病 (ACVD) 等多种心血管疾病相关。

各种研究表明,Alistipes心血管疾病中起保护作用

心房颤动患者Alistipes减少

Alistipes心房颤动 (AF) 等心血管疾病直接相关。心房颤动是最常见的心律失常,在高血压、心力衰竭和肥胖患者中普遍存在。

为了量化肠道微生物组和心房颤动之间的关系,对来自中国参与者的 100 个粪便样本全基因组鸟枪序列进行分析,显示在心房颤动患者肠道中Alistipes急剧减少

Alistipes和链球菌的拮抗作用

然而,研究中提出在心房颤动期间急剧增加的细菌,如链球菌,可能是导致Alistipes下降的原因,这表明Alistipes和链球菌之间存在潜在的拮抗作用。这种趋势在其他心脏病中很常见,例如 ACVD和 CHF。

但是Alistipes在心血管疾病中证据是矛盾的,尚不清楚关联是保护性的、有益的还是致病的。因为大多数心血管疾病具有共同的病理生理特征,例如内皮功能障碍 ,Alistipes的作用可能取决于多个心血管疾病共享的疾病机制。因此,更多关于肠心轴的研究可能会导致未来对微生物组相关疾病和潜在疗法的理解。

高血压中Alistipes有助于炎症和上皮细胞的改变

宏基因组分析研究了 22 名高血压患者和 18 名对照患者的粪便样本。数据显示A. finegoldiiA. indistinctus的增加与收缩压呈正相关,表明该物种是高血压患者肠道屏障功能障碍和炎症的潜在驱动因素,但是该研究样本量较少,证据力度不大

肠道炎症和结直肠癌中不一样的 Alistipes

由于胃肠道中微生物群的多样性,菌群失调与炎症性肠病(IBD)之间存在很强的相关性

人群中最常见的炎症性肠病是克罗恩病 (CD) 和溃疡性结肠炎 (UC)。溃疡性结肠炎是一种主要针对结肠的慢性炎症性疾病。有人提出A. Finegoldii是一种针对结肠炎保护性物种,因为A. Finegoldii在患有结肠炎的小鼠中减少。

基于这个事实,进行了一项研究,其中微生物群耗竭的小鼠用口服 DSS 治疗以诱发结肠炎。当用 A. finegoldii 灌胃时,结肠炎的严重程度与野生小鼠相似。当给患上结肠炎小鼠添加了A. finegoldii和 Bacteroides Eggerthii (一种结肠炎诱导细菌)时,与单独添加B. Eggerthii 或添加其他细菌(如Parabacteroides distasonis或Prevotella falsenii)的小鼠相比,结肠炎的严重程度显着降低,这进一步表明A. Finegoldii是一种减轻结肠炎的细菌

具有对比临床意义的是,已从严重克罗恩病的肠壁海绵状瘘管 (CavFT) 微病变中分离出与其他拟杆菌有关的 A. finegoldii. 对自发性克罗恩病回肠炎小鼠模型粪便样本的宏基因组研究显示,与亲代 AKR/J 小鼠群体相比,Alistipes 富集

8 周龄 NOD2 敲除小鼠富含Alistipes、抗炎细胞因子(TGF-β 和 IL-10)和 CD4 + LAP + FoxP3 –调节性 T 细胞。这些观察结果的一个可能联系来自对姜黄素的研究,姜黄素是一种已被证明可通过 IL-10增加 CD4 + LAP + FoxP3 -细胞来调节肠道炎症的香料

有趣的是,有炎症的患者服用益生菌后,Alistipes增加了。迄今为止,尚不清楚该属与肠道中的其他微生物(包括食物和益生菌菌株)之间存在哪些相互作用机制。

诱发结直肠癌

已发现Alistipes作为潜在的病原体可能会诱发结直肠癌A. Finegoldii 通过 IL-6/STAT 3 途径促进右侧结直肠癌。报告指出Alistipes产生磺脂,已知磺脂类药物可作为血管性血友病因子受体的拮抗剂并抑制肿瘤坏死因子-α (TNF-a),这些物质与微炎症血管内皮功能障碍有关。

Lipocalin 2 (LCN 2) 是一种与铁载体结合的抗微生物蛋白,最终会降低铁的利用率

 IBD 患者中LCN 2 在黏膜和粪便样本中的浓度很高。从本质上讲,这可以减少Alistipes的繁殖,因为铁是A. finegoldii 生长的调节因子

小鼠研究表明A. finegoldii在 WT、LCN 2 KO 和 IL-10 KO C57BL/6J 小鼠中口服给药 1 周后引起肠道炎症。因此,该论文得出结论,Alistipes在缺乏 LCN 2 并促进炎症和肿瘤形成的发炎环境中茁壮成长。此外,他们发现在盲肠中发现Alistipes finegoldii丰度高于大肠内的其他位置

癌症免疫疗法中的Alistipes

该属已被证明可以通过调节肿瘤微环境在癌症免疫治疗中发挥有益作用。癌症的主要标志之一是逃避免疫系统。因此,一种形式的抗癌治疗是操纵肿瘤微环境。

免疫疗法的一个例子是通过诱导肿瘤相关骨髓细胞产生肿瘤坏死因子 (TNF) 来操纵微环境,最终导致肿瘤根除。

一种方法是使用肿瘤内 CpG-寡脱氧核苷酸 (ODN) 的组合来激活 TLR9 和抑制性 IL-10R 抗体。这种免疫疗法通常会阻止肿瘤生长并通过肿瘤相关的骨髓细胞诱导肿瘤坏死因子依赖性出血性坏死,从而导致肿瘤抑制。

免疫疗法效果依赖微生物群的存在

由于 TNF 产生减少,抗生素导致肿瘤根除效率降低。然后,研究人员怀疑这是否取决于肠道中的细菌负荷。因此,具有 MC38 肿瘤的无菌 (GF) 小鼠接受了抗 IL-10R/CpG-ODN 治疗。与无特定病原体 (SPF) 小鼠相比,经处理的 GF 小鼠产生的 TNF 量显着降低

这表明肿瘤相关的先天性骨髓细胞由微生物群引发,以响应抗 IL-10R/CpG-ODN 产生炎性细胞因子,并且抗生素治疗或无菌状态导致的细菌负荷减少会降低这种反应,并且TNF依赖的早期肿瘤坏死。

为了更好地了解抗生素的作用和肠道微生物群的作用,用 LPS 灌胃 MC38 荷瘤小鼠并重建 TNF 表达。Alistipes属和 TLR4 引发/TNF 产生的作用,两者之间存在正相关

TNF 恢复是由于促炎性革兰氏阴性菌A. shahii与 TLR4 结合,启动 TNF 产生表达的作用

为了进一步证明他们的假设,作者随后显示了抗生素治疗后A. shahii恢复的延迟,这也与抗生素给药后约 4 周的 TNF 恢复阶段平行。

此外,他们表明,当用抗生素预处理A. shahii灌胃的小鼠时,与肿瘤相关的骨髓细胞产生 TNF 的功能得到恢复。临床相关,该研究表明,当Alistipes减少对癌症免疫疗法的最佳反应平行减少 。陆续其他人也确定了Alistipes在癌症免疫治疗中的作用。

精神健康中的 Alistipes

虽然Alistipes常见于肠道,但它已被证明对定位于肠道外的疾病有显着影响,例如抑郁症、焦虑症、慢性疲劳综合征、自闭症、肝硬化和衰老。肠道内的生态失调会影响肠脑轴,并用于解释肠道微生物群、抑郁症和其他情绪障碍(如焦虑)之间的关系。

抑郁患者中Alistipes增加

与健康对照组相比,重度抑郁症患者的粪便中肠杆菌科和Alistipes水平升高,粪杆菌水平降低Alistipes属吲哚阳性,影响血清素前体色氨酸,而Faecalibacterium具有抗炎特性。

在一项对 BALB/c 小鼠进行的研究中,该小鼠置于压力环境中,Alistipes丰度显着增加。此外,还发现挪威患有慢性疲劳综合症的患者的Alistipes浓度增加了近 4 倍。这些发现与抑郁症患者Alistipes增加的证据相关,因为抑郁症患者通常与疲劳和压力作斗争 。

Aistipes丰度的增加可能与GABA增加有关

研究指出,Alistipes的增加扰乱了肠-脑轴,因为Alistipes是一种吲哚阳性生物体,因此会降低血清素的可用性。色氨酸是血清素的前体,血清素的减少与抑郁症有关。此外,Alistipes已被证明可表达谷氨酸脱羧酶,这是一种在鸡体内将谷氨酸代谢为 γ-氨基丁酸 (GABA) 的酶。因此Alistipes丰度的增加也可能与 GABA 的增加有关。然而,应该进行研究以证明 GABA 是否被分泌到肠腔中。

自闭症患者中Alistipes研究不一致

此外,自闭症谱系障碍患者的大脑和肠道之间存在关联。研究发现自闭症谱系障碍患者的Alistipes减少。然而,另一项针对不同形式的自闭症 PDD-NOS 的研究表明,儿童中存在大量Alistipes。据推测,这可能来自丙酸的产生,丙酸已被证明对大鼠具有神经生物学作用。需要对Alistipes进行更多研究及其对肠脑轴的影响,因为关于其在两个系统中的保护/致病作用存在矛盾的证据。

磺胺类和生化标志物

Alistipes是一种细菌,具有许多与上述疾病相关的免疫和生化途径。一个重要的意义是Alistipes通过 IL-6/STAT 3 途径促进结直肠癌

因此,未来的研究可以考虑使用Alistipes物种作为结直肠癌的潜在生物标志物,利用我们基于微生物组 DNA 数据的理解以及对疾病发病机制的生化概念的整合。

实现这一目标的一种潜在方法是寻找磺基脂,这是一类独特的鞘脂,在鞘氨醇碱基中具有磺酸基团。

Alistipes产生磺基脂

研究表明,当 C57BL/6N 小鼠喂食含有红花油或猪油脂肪的高脂肪饮食 3 周时,与喂食正常食物的小鼠相比,磺胺脂以及体重都会增加。进行了宏基因组分析并筛选了这些小鼠盲肠中参与磺胺脂生物合成的细菌基因。发现A. inops外的所有Alistipes物种都产生磺基脂(关于最新物种 A. megaguti、A.provencensis和磺基脂生产的信息仍然未知)。

为了进一步证明磺基脂是细菌的产物和Alistipes的标志物,科学家们对带有Alistipes的无菌 (GF) 小鼠进行了单定殖研究并检测到单定殖小鼠盲肠中明显出现了以前在无菌小鼠中不存在的磺基脂

因此,由于结直肠癌的常见风险因素是高脂肪饮食、肥胖和年龄,除了这些结肠疾病中Alistipes的丰度增加外,还有一个有趣的提议是使用磺基脂类作为结直肠癌患者风险的标志物。此外,应进行研究以验证Alistipes丰度是否在息肉中增加,癌前与癌性,息肉是结直肠癌的另一个危险因素。

有害代谢产物与结直肠癌相关

此外,Alistipes在共生细菌中具有最多的腐败途径。腐败是肠道微生物群在胃肠道中发酵未消化的蛋白质,通常会导致细菌产生有害代谢物。据报道,这些产物有害并与结直肠癌相关。此类产品包括氨、H2S、甲酚、吲哚和苯酚

在一项旨在确定肠道细菌使用的主要腐败途径的研究中,发现Alistipes有助于组氨酸降解/四氢呋喃产生、吲哚产生和苯酚产生。已发现组氨酸降解/THF 产生会释放过量的氨,当吸收时会损害结肠细胞。还发现会增加肠细胞增殖并有助于结直肠癌癌细胞生长。当患者有结直肠癌风险时,发现过量氨和其他Alistipes产生的腐败产物可能对临床医生有用。

结论、局限性和未来方向

Alistipes是一种从临床样本中分离出来的相对较新的细菌属,尽管与拟杆菌门中的其他细菌相比,其分离率较低。全基因组蛋白质系统发育分析表明,与拟杆菌门中的其他成员相比,该属可能具有独特的功能特性。

一般,超过一定量的Alistipes在临床和临床前研究中已被认为是导致疾病的原因。有趣的是,其他研究表明它们的存在与促进健康表型相关,例如Alistipes结肠炎自闭症谱系障碍以及各种肝脏和心血管纤维化疾病等疾病中的保护作用

尽管Alistipes在健康表型中发挥作用,但与之形成鲜明对比的是,Alistipes焦虑、肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征、抑郁症、PDD-NOS 和 CRC 等疾病中具有致病作用

根据相关研究的结论,该属可能在疾病的调节中起主导作用或者可能只是具有辅助作用共同诱导作用。将进一步需要动物研究来破译其复杂多模式疾病机制,以及亚型表型的有针对性研究。

使用无菌动物和模型将有助于了解该属在疾病和健康中的作用以及与宿主免疫防御耐受性的相互作用,例如应该有研究调查Alistipes及其生产的 SCFAs 的作用对各种肝病的影响和Alistipes对T细胞分化的直接作用。

主要参考文献

Parker BJ, Wearsch PA, Veloo ACM, Rodriguez-Palacios A. The Genus Alistipes: Gut Bacteria With Emerging Implications to Inflammation, Cancer, and Mental Health. Front Immunol. 2020 Jun 9;11:906. doi: 10.3389/fimmu.2020.00906. PMID: 32582143; PMCID: PMC7296073.

Sakamoto M, Ikeyama N, Ogata Y, Suda W, Iino T, Hattori M, et al. . Alistipes communis sp. nov., Alistipes dispar sp. nov. and Alistipes onderdonkii subsp. vulgaris subsp. nov., isolated from human faeces, and creation of Alistipes onderdonkii subsp. onderdonkii subsp. nov. Int J Syst Evol Microbiol. (2020) 70:473–80.

Rau M, Rehman A, Dittrich M, Groen AK, Hermanns HM, Seyfried F, et al. . Fecal SCFAs and SCFA-producing bacteria in gut microbiome of human NAFLD as a putative link to systemic T-cell activation and advanced disease. United Euro. Gastroenterol J. (2018) 6:1496–1507. 10.1177/2050640618804444

Song Y, Könönen E, Rautio M, Liu C, Bryk A, Eerola E, et al. . Alistipes onderdonkii sp. nov. and Alistipes shahii sp. nov., of human origin. Int J Syst Evol Microbiol. (2006) 56:1985–90. 10.1099/ijs.0.64318-0

Kim S, Goel R, Kumar A, Qi Y, Lobaton G, Hosaka K, et al. . Imbalance of gut microbiome and intestinal epithelial barrier dysfunction in patients with high blood pressure. Clin Sci. (2018) 132:701–18. 10.1042/CS20180087

Shen L, Liu L, Ji HF. Regulative effects of curcumin spice administration on gut microbiota and its pharmacological implications. Food Nutr Res. (2017) 61:1361780. 10.1080/16546628.2017.1361780

Merrill AH. Sphingolipid and glycosphingolipid metabolic pathways in the era of sphingolipidomics. Chem Rev. (2011) 111:6387–422. 10.1021/cr2002917

Parker BJ, Wearsch PA, Veloo ACM, Rodriguez-Palacios A. The Genus Alistipes: Gut Bacteria With Emerging Implications to Inflammation, Cancer, and Mental Health. Front Immunol. 2020 Jun 9;11:906. doi: 10.3389/fimmu.2020.00906. PMID: 32582143; PMCID: PMC7296073.

Sakamoto M, Ikeyama N, Ogata Y, Suda W, Iino T, Hattori M, et al. . Alistipes communis sp. nov., Alistipes dispar sp. nov. and Alistipes onderdonkii subsp. vulgaris subsp. nov., isolated from human faeces, and creation of Alistipes onderdonkii subsp. onderdonkii subsp. nov. Int J Syst Evol Microbiol. (2020) 70:473–80.

Rau M, Rehman A, Dittrich M, Groen AK, Hermanns HM, Seyfried F, et al. . Fecal SCFAs and SCFA-producing bacteria in gut microbiome of human NAFLD as a putative link to systemic T-cell activation and advanced disease. United Euro. Gastroenterol J. (2018) 6:1496–1507. 10.1177/2050640618804444

Song Y, Könönen E, Rautio M, Liu C, Bryk A, Eerola E, et al. . Alistipes onderdonkii sp. nov. and Alistipes shahii sp. nov., of human origin. Int J Syst Evol Microbiol. (2006) 56:1985–90. 10.1099/ijs.0.64318-0

Kim S, Goel R, Kumar A, Qi Y, Lobaton G, Hosaka K, et al. . Imbalance of gut microbiome and intestinal epithelial barrier dysfunction in patients with high blood pressure. Clin Sci. (2018) 132:701–18. 10.1042/CS20180087

Shen L, Liu L, Ji HF. Regulative effects of curcumin spice administration on gut microbiota and its pharmacological implications. Food Nutr Res. (2017) 61:1361780. 10.1080/16546628.2017.1361780

Merrill AH. Sphingolipid and glycosphingolipid metabolic pathways in the era of sphingolipidomics. Chem Rev. (2011) 111:6387–422. 10.1021/cr2002917

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