谷禾健康
糖尿病,一个日益严峻的全球健康挑战,其影响远不止血糖升高那么简单。在血糖波动的背后,看不见的慢性低度炎症,正悄然侵蚀着患者的健康,加速并发症的到来。
当我们谈论炎症时,脑海中浮现的可能是皮肤割伤后的红肿热痛,那是身体对损伤的快速、有益的防御反应,属于急性炎症;然而还有一种更隐蔽、更持久的炎症形式——慢性低度炎症,它没有明显症状,却像温水煮青蛙般长期损害我们的身体,被认为是心脏病、癌症以及糖尿病等诸多慢性疾病的共同根源。
这场炎症风暴的源头可能隐藏在我们体内最复杂的微生态系统——肠道菌群中。研究发现,糖尿病患者常存在菌群失衡:有益菌(如双歧杆菌、乳杆菌)减少,潜在致病菌增多,这些改变会导致肠道通透性增加(肠漏),使脂多糖(LPS)等微生物成分进入血液,通过 Toll 样受体激活引发全身性炎症。形成“菌群失调→肠漏→炎症→胰岛素抵抗”的恶性循环。
能否通过调节肠道菌群来阻断这一恶性循环?益生菌,作为定植于肠道的友好菌群,为我们提供了新的解题思路。在代谢性疾病中常见的益生菌属包括双歧杆菌属、乳杆菌属等通过发酵膳食纤维产生短链脂肪酸(SCFAs)——如丁酸(增强肠道屏障、直接抗炎)、丙酸(调节肝脏糖代谢)、乙酸(参与全身代谢),这些短链脂肪酸具有抗炎和改善胰岛素敏感性的作用。
但益生菌的抗炎效果是否真能得到科学验证?不同菌株、剂量的干预差异何在?这些问题亟待更权威的证据解答。
近日,一篇荟萃分析发表在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》上,该研究系统整合了46项随机对照试验,覆盖3580名糖尿病患者,旨在揭示益生菌及其代谢产物对糖尿病患者体内炎症标志物的真实影响。
这项研究不仅回答了“益生菌是否有效”的简单疑问,更深入探究了“哪种方案更优”、“需要多长时间见效”以及“其作用机制是否与短链脂肪酸直接相关”等核心问题。为临床实践提供了可靠的循证医学指导,也为未来精准干预策略的制定奠定了坚实的科学基础。
在糖尿病患者体内,慢性炎症状态尤为普遍。它不仅是疾病的结果,更是推动疾病恶化的帮凶。
炎症因子,作为炎症反应中的信使分子,在其中扮演了关键角色,就像一支特殊的信号部队,负责传递指令,协调免疫系统的行动。炎症因子主要分为两大类:
促炎因子
点燃和助长炎症的分子,如肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、白细胞介素-6 (IL-6) 和 白细胞介素-1β (IL-1β)。
在糖尿病中,这些因子水平的升高会干扰胰岛素信号传导,加剧胰岛素抵抗,损害血管内皮功能,为心血管并发症埋下祸根。
抗炎因子
它们是负责对抗炎症和修复的分子,其中最著名的是白细胞介素-10 (IL-10)。它能够抑制促炎因子的产生,帮助炎症反应消退,维持免疫系统的平衡。
还有一个重要的炎症标志物——C反应蛋白 (CRP)。它由肝脏在炎症刺激下产生,是临床上常用于衡量全身性炎症水平的指标之一。在糖尿病患者中,CRP水平的持续轻度升高,预示着心血管事件的风险增加。
研究表明,在明显的临床症状出现之前,这些炎症因子的水平可能已经悄然改变。而最早发出预警信号的,可能就是我们的肠道菌群。
健康的肠道菌群平衡(共生)对维持新陈代谢和免疫稳态至关重要。然而,在糖尿病患者中,这种平衡常常被打破,出现所谓的菌群失调——有益菌(如双歧杆菌、乳酸杆菌)减少,而一些潜在的致病菌增多。
菌群失调会导致肠道屏障功能受损,即肠漏。这使得细菌的某些成分(如脂多糖LPS)更容易进入血液,触发全身性的炎症反应。因此,通过调节肠道菌群来恢复平衡,成为控制糖尿病相关炎症的一个极具前景的策略。
益生菌,即“摄入足够数量时能对宿主健康产生有益作用的活的微生物”,正是实现这一目标的有力工具。常见的用于改善代谢疾病的益生菌属包括乳杆菌属、双歧杆菌属等。
益生菌发挥作用的一个关键机制,是通过发酵我们无法消化的膳食纤维(如菊粉、低聚果糖等益生元),产生一系列代谢产物如短链脂肪酸 (SCFAs) 。其中最重要的三种是:
这些短链脂肪酸不仅在肠道局部发挥作用,还能进入血液循环,对全身的免疫细胞和代谢器官产生深远影响,被认为是连接肠道菌群与宿主免疫的关键信使。
那么,补充益生菌是否真的能增加短链脂肪酸,是否能有效降低糖尿病患者的炎症水平呢?
为了解决更深入了解以上问题,近日一项大规模的系统回顾和荟萃分析,严格遵循PRISMA指南,从全球六大数据库中检索了从2000年1月至2024年3月的所有相关研究。
经过层层筛选,最终纳入了46项符合标准的随机对照试验,共涉及3580名1型或2型糖尿病患者。这些研究评估了口服益生菌或合生元(合生元是指益生菌+益生元)对炎症标志物(CRP, IL-6, TNF-α, IL-10)和短链脂肪酸水平的影响。
(对炎症标志物和菌群代谢物的影响)
经过对46项研究数据的严谨分析,研究者们得出了相关结果。以下我们将详细解读益生菌/合生元对各项关键指标的影响。
C-反应蛋白(CRP)——显著下降
在34项报告了CRP数据的研究中,合并分析结果显示,与安慰剂组相比,益生菌/合生元干预显著降低了CRP水平(SMD = –0.54;95% CI:–0.72 至–0.35;p < 0.0001),异质性为中度(I² = 64%),这是一个中等强度的、具有临床意义的改善。
更深入的亚组分析揭示了几个关键因素:
干预时长是关键
干预时间≥8周的研究显示出更强的CRP降低效果(SMD = –0.66),而短于8周的干预效果较弱(SMD = –0.31)。这表明,调节肠道菌群并影响全身免疫系统需要一定的时间。
“1+1 > 2”的合生元效应
使用合生元(益生菌+益生元如菊粉或低聚果糖)的干预比单独使用益生菌效果更优(SMD = –0.71 vs. –0.45)。这印证了益生元为益生菌提供食物,从而增强其功能和代谢产物生成的理论。
研究者发现,体内丁酸和丙酸水平的升高与CRP的下降显著相关。这首次在如此大规模的人群证据中,将益生菌的代谢产物(SCFAs)与全身炎症标志物的改善直接联系起来,揭示了其作用的可能机制。
白介素-6(IL-6):关键促炎因子下降
IL-6是驱动胰岛素抵抗和血管功能障碍的关键促炎因子。在29项报告了IL-6数据的研究中,益生菌/合生元干预同样显示出显著的降低效果(SMD = –0.41)。
亚组分析发现,干预时长≥12周时效果更为明显(SMD = –0.51),进一步证实了长期干预的必要性。
此外,分析还提示了菌株的特异性,含有干酪乳杆菌 (Lactobacillus casei) 和 短双歧杆菌(Bifidobacterium breve) 的制剂在降低IL-6方面表现尤为突出。
多变量荟萃回归模型再次证实,即使在校正了年龄和BMI等混杂因素后,丁酸和丙酸水平的升高仍然是IL-6降低的独立预测因素。这强有力地支持了肠道来源的短链脂肪酸通过抑制细胞因子来缓解糖尿病中代谢应激的假说。
益生菌来源的SCFAs降低IL-6的机制通路
doi.org/10.3389/fcimb.2025.1677671
TNF-α:胰岛素抵抗元凶之一被抑制
TNF-α在脂肪组织炎症和胰岛素抵抗中扮演着核心角色。26项RCTs的数据显示,益生菌干预显著降低了TNF-α水平(SMD = –0.48)。分析发现了一些有趣的差异:
对2型糖尿病更有效
在2型糖尿病患者中,TNF-α的降低效果(SMD = –0.52)比1型糖尿病患者(SMD = –0.36)更显著。这可能因为2型糖尿病通常与更严重的代谢综合征和胰岛素抵抗相关,为益生菌提供了更大的改善空间。
多菌株的协同作用
使用多菌株混合制剂的干预效果优于单菌株制剂(SMD = –0.50 vs. –0.28),这提示不同菌株之间可能存在功能互补和协同增效的作用。
相关性分析再次给出了强有力的证据:
在那些同时测量了丁酸水平的研究中,丁酸水平的变化与TNF-α的变化呈现出极强的负相关(r = –0.72)。这意味着丁酸水平越高,TNF-α的下降越明显。
益生菌衍生的丁酸盐在糖尿病中调节TNF-α和炎症信号通路
doi.org/10.3389/fcimb.2025.1677671
IL-10:抗炎主力军增强
与促炎因子下降相反,抗炎因子IL-10的水平在干预后出现了显著升高(SMD = +0.38),这表明免疫系统正向着一个更平衡、更具耐受性的状态转变。在18项研究中,这一发现在统计学上非常稳健。
合生元再次显示出其优越性,其提升IL-10的效果最为强劲(SMD = +0.49)。与IL-10升高最相关的菌株包括植物乳杆菌 (Lactobacillus plantarum) 和 长双歧杆菌 (Bifidobacterium longum)。
荟萃回归分析发现,丙酸浓度的升高是IL-10增加的强预测因子。这为SCFAs不仅能抑制促炎因子,还能增强抗炎因子提供了证据,共同促进了免疫稳态的恢复。
微生物代谢物变化
21项研究直接定量了SCFAs,为上述所有发现提供了直接的生化基础。合并分析显示,干预后:
这些代谢物的增加在使用合生元和多菌株配方的研究中最为明显,特别是那些包含长双歧杆菌 (B.longum)、鼠李糖乳杆菌 (L. rhamnosus) 和 植物乳杆菌 (L.plantarum) 的制剂。
这些发现无可辩驳地证明,益生菌/合生元干预确实能够改变肠道菌群的代谢功能,增加有益的短链脂肪酸产量。而这些短链脂肪酸,正是连接肠道与全身免疫系统,发挥抗炎作用的关键介质。
稳健性于偏倚性
为了确保结论的可靠性,研究者还进行了一系列严格的敏感性分析和发表偏倚评估。结果显示,即使剔除单个研究或质量较低的研究,总体结论依然不变,表明结果非常稳健。
虽然在CRP的分析中检测到轻微的发表偏倚(倾向于发表阳性结果的研究),但经过校正后,其显著的抗炎效果依然存在。这大大增强了本研究结论的可信度。
doi.org/10.3389/fcimb.2025.1677671
这项荟萃分析的意义不仅在于学术层面,更在于为临床实践和个人健康管理提供了清晰的指导。它系统地证明了益生菌和合生元作为辅助疗法,在管理与糖尿病相关的代谢性炎症方面的巨大潜力。
研究结果反复指向短链脂肪酸的核心作用。科学界目前认为,短链脂肪酸主要通过以下途径发挥抗炎作用:
这些机制共同解释了在这项荟萃分析中,短链脂肪酸水平的升高与炎症标志物的改善呈现出如此强烈的相关性。
实践建议:如何选择和使用益生菌?
基于这项研究的发现,我们可以总结出一些给糖尿病患者的实用建议,以最大化益生菌的抗炎效益:
优先选择合生元或多菌株产品
研究明确指出,含有益生元(如菊粉、低聚果糖)的合生元产品,以及包含多种菌株(特别是乳杆菌属和双歧杆菌属)的混合产品,效果优于单一菌株的益生菌。寻找包含如干酪乳杆菌、植物乳杆菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌等经研究验证的菌株。
保证足够的使用剂量和时长
为了达到有效的抗炎效果,建议的剂量通常在每天 109~1010 CFU(菌落形成单位)。更重要的是,干预需要足够长的时间,至少应持续 8-12周,甚至更长,才能观察到显著的免疫调节效果。
关注饮食协同
益生菌的效果离不开“燃料”。在补充益生菌的同时,增加膳食纤维的摄入(如全谷物、豆类、蔬菜、水果),可以为益生菌提供充足的食物,促进短链脂肪酸的产生,达到事半功倍的效果。
对于那些已经存在明显代谢性炎症(如CRP/IL-6升高)、中心性肥胖或非酒精性脂肪肝(NAFLD)的糖尿病患者,益生菌干预可能带来更大的获益。
作为辅助而非替代疗法
益生菌是一种辅助管理策略,不能完全替代标准的降糖药物和生活方式管理,益生菌可以从源头改善,通过调节肠道微生态,靶向慢性炎症,缓解糖尿病,且减少并发症的风险。
益生菌与常规治疗相结合,共同控制疾病。益生菌创造的低炎症、更健康的肠道环境,可能有助于提高身体对降糖药物的反应,并优化健康饮食的营养吸收效果。这种协同作用,最终可能带来比单一策略好得多的整体管理效果。
肠道菌群与糖尿病炎症的深度关联,已从基础研究走向临床转化的关键节点。益生菌通过调节短链脂肪酸代谢实现抗炎降糖,但“菌株选择、剂量优化、疗效预测”等核心问题,始终依赖对个体菌群特征的精准洞察。
益生菌通过重塑肠道微生态、修复肠道屏障、抑制慢性炎症,为2型糖尿病的辅助管理开辟了充满希望的新途径。它从源头上干预了由菌群失调驱动的代谢紊乱,展现出巨大的应用潜力。
从盲目补充到精准调养
肠道菌群检测将成为个性化健康管理的起点。通过检测,你能清晰了解自身菌群结构(如双歧杆菌、乳杆菌等有益菌丰度)、短链脂肪酸代谢能力及炎症风险,从而告别试错式补充,精准匹配最适合的菌株与饮食方案(如搭配益生元增强效果),让益生菌的抗炎潜力得到最大释放。
从单一产品到生态协同
人群研究数据(如干预≥8周效果提升、合生元方案优于单一益生菌)揭示,肠道菌群调节需“检测-干预-跟踪”的闭环支持。
主要参考文献
Xie Y, Zheng Y, Jiang F, Cai X. Meta-analytical insight on probiotic metabolites and inflammatory markers in diabetes. Front Cell Infect Microbiol. 2025 Sep 22;15:1677671.
谷禾健康
2025 年 10 月 6 日,两位美国科学家玛丽·E·布伦科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)和 一位日本科学家坂口志文(Shimon Sakaguchi)因在外周免疫耐受方面的发现,获得 2025 年诺贝尔生理学或医学奖。
他们的发现揭示了人体免疫系统是如何避免自我攻击的,为一个新的研究领域奠定了基础,并推动了新疗法的研发,例如针对癌症和自身免疫性疾病的疗法等,目前,已有多种基于上述原理的疗法正在进行临床试验。
今天谷禾君和大家分享该伟大的发现以及肠道菌群与免疫调控的一些相关知识。
据诺贝尔委员会官网发布的新闻稿介绍,三位获奖者的集体工作,识别出了一类特殊的免疫细胞,它们如同体内的和平维护部队,主动抑制自身免疫攻击。这类细胞如今被称为调节性T细胞(Tregs)。他们的研究最终发现了控制这些关键细胞发育和功能的“总开关”基因——Foxp3。
人体强大的免疫系统必须受到调控,否则它可能会攻击我们自身的器官。三位获奖科学家发现揭示了免疫系统如何避免伤害人体。他们的发现为一个新的研究领域奠定了基础,并推动了新疗法的研发,例如针对癌症和自身免疫性疾病的疗法。
这一荣誉不仅是对免疫学领域一项里程碑式发现的最高认可,也可能标志着我们对免疫系统自我调节机制的理解进入了新纪元。
免疫“刹车片”的早期探索与鉴定
早在20世纪70年代,免疫学界便提出了“抑制性T细胞”的概念,推测存在一类能负向调节免疫反应的细胞。然而,由于缺乏特异性分子标志和可重复的实验验证,这一领域的研究曾一度停滞。
直至1995年,日本免疫学家坂口志文(Shimon Sakaguchi)教授通过严谨的实验,首次明确鉴定出一群表达CD4和CD25(IL-2受体α链)的T细胞亚群。他证实,从正常小鼠体内去除这群细胞会导致严重的自身免疫疾病,而将这群细胞回输则能有效抑制疾病发生。这一开创性工作揭示了免疫系统中存在着一支关键的维和部队,负责维持免疫耐受,防止免疫系统攻击自身组织。
FOXP3 —— 主控开关的发现
Treg细胞研究的另一重大突破是对其核心转录因子的鉴定。
2001年,美国科学家玛丽·E·布伦科(Mary E. Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)发现,一种名为Foxp3(Forkhead box P3)的基因发生突变,会导致罕见的、致命的自身免疫疾病——IPEX综合征。这一发现为Treg细胞的功能提供了遗传学基础。
注:IPEX综合征是一种罕见且严重的遗传性自身免疫疾病,它的名字是几个单词缩写:Immune dysregulation(免疫失调), Polyendocrinopathy(多发性内分泌病变), Enteropathy(肠病), X-linked syndrome (X连锁遗传)。简单来说,这种疾病的患者免疫系统会发生严重紊乱,错误地攻击自己身体的多个器官。
紧接着在2003年,坂口志文的实验室与另外两个独立研究团队几乎同时证实,Foxp3是Treg细胞发育、维持和发挥功能的主控开关。Foxp3的发现,使得Treg细胞的研究从依赖表面标志物进入到基于谱系特异性转录因子的精准分子调控层面。
2025年诺贝尔奖的加冕
基于上述开创性贡献,2025年诺贝尔生理学或医学奖授予了日本科学家坂口志文以及美国科学家玛丽·E·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔。诺奖委员会的颁奖词强调了他们的工作揭示了Treg细胞作为免疫系统的“刹车系统”,通过精准抑制过度活跃的免疫反应,维持外周免疫耐受。这一发现不仅深化了我们对免疫系统基本工作原理的理解,更为自身免疫疾病、器官移植排斥、肿瘤免疫逃逸等重大疾病的治疗开辟了全新的途径。
定义与核心特征
调节性T细胞(Regulatory T cells, Treg)是一类具有免疫抑制功能的CD4+ T细胞亚群,其核心功能是维持免疫稳态和自身耐受。
根据来源不同,可分为:
主要表面标志物
CD4+, CD25high, CTLA-4+, GITR+。在人类中,常结合CD127低表达(CD127low)作为更精确的辅助标志。
关键转录因子
FOXP3(叉头框蛋白P3),是Treg细胞谱系分化和功能维持的核心调控因子。
主要功能
抑制效应性T细胞的活化与增殖;
维持对自身抗原和共生菌群的免疫耐受;
调节炎症反应,防止组织损伤。
稳定性
tTreg细胞的表型和功能相对稳定,而pTreg细胞的稳定性受微环境影响较大。
多维度的免疫抑制机制
Treg细胞通过多种非冗余且协同的机制来发挥其强大的免疫抑制功能,这些机制共同构成了免疫系统的刹车网络。
分泌抑制性细胞因子
分泌IL-10、TGF-β、IL-35等细胞因子,直接抑制效应T细胞和抗原呈递细胞(APC)的功能。
代谢干扰
高表达CD25,竞争性消耗效应T细胞增殖所必需的细胞因子IL-2;通过表面分子CD39/CD73将ATP代谢为具有抑制功能的腺苷。
调节树突状细胞功能
通过其表面的CTLA-4与树突状细胞(DC)上的CD80/CD86结合,诱导DC表达IDO(吲哚胺2,3-双加氧酶),从而抑制T细胞增殖。
细胞溶解作用
通过分泌颗粒酶(Granzyme)A/B和穿孔素(Perforin),直接诱导靶细胞(如效应T细胞)凋亡。
肠道作为人体最大的免疫器官,是宿主与海量微生物共存的独特场所。肠道菌群及其代谢产物在塑造局部乃至全身免疫系统,特别是诱导和调节pTreg细胞方面,扮演着至关重要的角色。
菌群代谢产物:调控Treg分化与功能的关键信使
肠道菌群通过发酵膳食纤维等营养物质,产生多种小分子代谢物,这些代谢物如同信号分子,深刻影响着Treg细胞的分化、功能和稳定性。
★ 短链脂肪酸 (Short-Chain Fatty Acids, SCFAs)
短链脂肪酸是菌群发酵膳食纤维产生的主要代谢物,包括丁酸盐、丙酸盐和乙酸盐,它们是调节Treg细胞的关键分子。
★ 胆汁酸代谢物
初级胆汁酸由肝脏合成后进入肠道,被菌群(如梭菌属)代谢为次级胆汁酸。这些次级胆汁酸是重要的免疫信号分子。
研究发现,一种名为isoalloLCA的次级胆汁酸同样可以作为HDAC抑制剂(特别是HDAC3),促进FOXP3的表达。
此外,胆汁酸还可通过激活法尼醇X受体(FXR)和维生素D受体(VDR)等核内受体,调节Treg细胞的分化和功能,抑制肠道炎症。
★ 色氨酸代谢物
肠道菌群能够代谢膳食中的色氨酸,产生一系列吲哚衍生物,这些物质通过激活芳香烃受体(Aryl hydrocarbon receptor, AhR)来调节免疫。
AhR是一种在多种免疫细胞(包括Treg)上表达的配体依赖性转录因子。菌群产生的吲哚衍生物作为AhR的配体,激活该通路后可促进Treg细胞分化,并增强其分泌抗炎细胞因子IL-10的能力,从而维持黏膜免疫稳态。
特定肠道菌群/益生菌对Treg细胞的调节作用
除了代谢产物,特定的共生菌或益生菌菌株本身也能通过其独特的分子结构或与其他免疫细胞的互作,直接或间接地调节Treg细胞。
自身免疫疾病的根本病理在于免疫耐受的丧失,导致免疫系统攻击自身组织。大量研究表明,Treg细胞的功能缺陷和肠道菌群的失调是这一过程中的核心环节。
Treg细胞异常与肠道菌群失调的普遍联系
在多种自身免疫疾病(如类风湿关节炎、多发性硬化症、炎症性肠病)患者中,普遍观察到以下关联:
这些变化形成了一个恶性循环:
菌群失调导致有益代谢物减少,无法有效支持Treg细胞的分化和功能;
而Treg细胞功能缺陷又进一步加剧了对肠道菌群的异常免疫应答和全身性炎症。
具体疾病中的关联机制研究
★ 类风湿关节炎 (Rheumatoid Arthritis, RA)
Treg细胞异常
类风湿关节炎患者外周血和关节滑膜中Treg细胞数量减少且功能受损,CTLA-4和IL-10表达降低。
肠道菌群变化
一个显著特征是Prevotella copri(普氏栖粪杆菌)的丰度显著增加。同时,产丁酸盐的细菌如Faecalibacterium prausnitzii减少。
关联机制
研究表明,P. copri的过度增殖可能通过促进IL-6和IL-23等促炎细胞因子的分泌,抑制Treg细胞的分化,从而驱动关节炎症。丁酸盐的减少则直接削弱了对Treg细胞的支持。
★ 多发性硬化症 (Multiple Sclerosis, MS)
Treg细胞异常
多发性硬化症患者外周血Treg细胞数量减少,且向中枢神经系统浸润不足。Treg细胞的稳定性降低,易向Th17细胞转化。
肠道菌群变化
产SCFAs的菌群(如Clostridium cluster XIVa)减少,而Akkermansia muciniphila和Ruminococcus gnavus等菌的丰度变化与疾病活动性相关。
关联机制
短链脂肪酸的减少导致Treg细胞分化障碍,无法有效抑制攻击髓鞘的自身反应性T细胞。同时,菌群代谢产生的AhR配体减少,可能影响Treg细胞的稳定性,加剧神经炎症。
★ 炎症性肠病 (Inflammatory Bowel Disease, IBD)
Treg细胞异常
IBD患者肠道黏膜中Treg细胞数量减少或功能缺陷,特别是分泌IL-10的Tr1样Treg细胞缺乏。
肠道菌群变化
菌群多样性显著降低,产丁酸盐的益生菌Faecalibacterium prausnitzii(普拉梭菌)丰度急剧下降是IBD的标志性特征之一。同时,黏附侵袭性大肠杆菌等促炎菌增加。
关联机制
F. prausnitzii的减少直接导致丁酸盐供给不足,削弱了肠道屏障功能和对Treg细胞的诱导。菌群紊乱还可能导致TGF-β信号减弱,进一步影响Treg细胞的正常分化与功能,最终导致失控的肠道炎症。
治疗自身免疫病(增援维和部队)
在类风湿关节炎、1型糖尿病等疾病中,免疫系统过度活跃。治疗目标是增强调节性T细胞(Tregs)的力量得以恢复秩序。目前已有疗法通过扩增患者自身的Tregs再回输体内来进行治疗。
癌症免疫疗法(解除武装)
狡猾的癌细胞会利用这套维和系统来保护自己。许多肿瘤会主动招募Tregs在周围形成“保护盾”,阻止免疫系统攻击。因此,治疗目标与第一种恰好相反:暂时削弱或清除肿瘤周围的Tregs,解除武装,让免疫系统得以攻击癌细胞。
器官移植(诱导免疫耐受)
通过驾驭Tregs的力量,有望教导免疫系统容忍移植器官,从而减少对强效免疫抑制药物的依赖。
目前,已有多种基于上述原理的疗法正在进行临床试验。
下一代免疫疗法
靶向肠道菌群—Treg轴的机遇与挑战
近年来的研究深刻揭示了肠道菌群与宿主免疫系统之间复杂的相互作用,特别是其在调节Treg细胞(调节性T细胞)分化与功能中的核心作用,这为免疫介导性疾病的治疗开辟了全新的前沿。
展望未来,靶向“菌群-Treg轴”的免疫疗法展现出巨大的临床转化潜力。其核心机遇在于:
1) 个性化医疗的实现
通过粪菌移植(FMT)、定制化益生菌/益生元配方,或直接补充关键菌株代谢产物,有望为炎症性肠病(IBD)、自身免疫病乃至过敏性疾病患者提供“量身定制”的治疗方案。
2) 拓展癌症免疫疗法边界
优化肠道微生态以增强Treg细胞的适度抑制功能,可能减少免疫检查点抑制剂(ICIs)相关的免疫副作用(如结肠炎),甚至协同增强抗肿瘤效果,实现“增效减毒”。
3) 预防医学的应用
在生命早期通过饮食干预等手段,塑造健康的“菌群-Treg轴”,可能从源头上降低个体未来患上免疫相关疾病的风险。
然而,挑战依然严峻。菌群的高度个体化差异意味着通用型疗法难以实现,治疗方案必须高度定制化。如何确保工程菌在复杂肠道环境中的定植效率和安全性,以及如何精确控制Treg的诱导强度以避免过度免疫抑制(例如,在肿瘤患者中可能抑制抗肿瘤免疫),是临床转化前必须攻克的科学难题。
尽管如此,随着我们对这一复杂互作网络的理解日益加深,靶向菌群-Treg轴无疑将为无数免疫相关疾病患者带来颠覆性的治疗希望。
谷禾健康
在广阔的微生物世界中,细菌和真菌无疑是与人类健康关系最密切的两大类生物。它们都能够作为我们身体的“共生居民”,也都能摇身一变成为导致疾病的“入侵者”。细菌是简单的原核生物,而真菌则是相对复杂的真核生物。
然而,在临床医学的视角下,这两种微生物是截然不同的。一场细菌性肺炎和一场真菌性肺炎,尽管症状相似,其背后的病理机制、发展速度和治疗策略却有很多区别。这种差异的根源,并非在于它们的外在表现,而在于它们生命蓝图的最深处——细胞结构和生命活动的基本法则。
本文将聚焦于细菌与真菌在生物学上的核心差异,并深入探讨这些差异如何直接转化为它们在人类疾病中的不同角色、致病方式,以及治疗策略。理解这些差异,不仅是理解感染性疾病的关键,也是洞悉现代抗菌药物为何如此设计的根本所在。
细菌是单细胞微生物,其最显著的特征是缺乏一个由核膜包裹的、真正意义上的细胞核,属于原核生物。 作为地球上最古老的生命形式之一,细菌的历史可以追溯到约35亿年前。它们的结构相对简单,但适应能力极强,遍布于土壤、水、空气乃至极端环境(如深海热泉)和生物体内。
细胞结构
细菌细胞缺乏膜结合的细胞器,如线粒体、内质网等。其遗传物质(通常为单个环状DNA分子)集中在细胞质中一个被称为拟核 (Nucleoid) 的区域,没有核膜包裹。细胞质中含有大量的70S核糖体,负责蛋白质合成。
细胞壁
绝大多数细菌的细胞膜外都有一层坚韧的细胞壁,其主要成分是肽聚糖(Peptidoglycan)。这层结构不仅维持了细菌的形态,提供了保护,也是区分不同细菌(如革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌)以及抗生素作用的重要靶点。
图源:pediaa
形态与大小
细菌形态各异,主要有三种基本形状:
它们的尺寸微小,通常在0.5~5微米(µm)之间。
繁殖与遗传
细菌主要通过二分裂的方式进行无性繁殖,在适宜条件下增殖速度极快,细胞周期可短至20-60分钟。此外,它们还能通过接合、转化和转导等方式进行基因水平转移,从而获得新的性状,如抗药性。
营养与代谢
细菌的营养方式多种多样。部分细菌是自养生物(如光合细菌和化能自养细菌),能自己制造养分;但大多数是异养生物,需从外界环境(如糖、蛋白质、脂肪等有机物)获取能量和营养。它们的代谢方式也涵盖了需氧呼吸、厌氧呼吸和发酵等多种类型。
典型代表
大肠杆菌 (Escherichia coli)
作为一种典型的革兰氏阴性杆菌,大肠杆菌是科学研究中的模式生物。它广泛存在于人体或其他恒温动物的肠道中,大多数菌株是无害的,甚至能帮助合成维生素K和维生素B12。然而,某些致病性菌株可引起从轻微腹泻到严重肠道感染的多种疾病。
伤寒沙门氏菌 (Salmonella Typhi)
这是一种致病性革兰氏阴性杆菌,是引起伤寒病的元凶。它通过污染的食物或水源进入人体,感染肠道和血液,可导致从发热到危及生命的败血性休克等严重后果。
真菌是具有由几丁质构成的细胞壁的真核生物。 它们构成了一个独立的生物界——真菌界。与细菌不同,真菌的细胞结构更为复杂,与动植物细胞更为相似。真菌的种类繁多,从微观的酵母菌、霉菌到宏观的蘑菇,形态各异。
细胞结构
真菌细胞拥有一个由核膜包裹的真核,遗传物质(线性染色体)位于其中。细胞质内含有多种膜结合细胞器,如线粒体(能量工厂)、内质网、高尔基体等。其核糖体为80S核糖体。
细胞壁
真菌细胞壁的主要成分是几丁质 (Chitin),这是一种多糖,也存在于昆虫的外骨骼中。这种独特的成分是区别真菌与植物(细胞壁主要为纤维素)的关键特征之一。
形态与大小
真菌可以是单细胞(如酵母菌),也可以是多细胞。多细胞真菌通常由被称为菌丝(Hyphae) 的线状结构组成,大量菌丝交织在一起形成菌丝体 (Mycelium)。真菌的大小范围很广,从几微米的酵母到巨大的蘑菇不等。
繁殖
真菌的繁殖方式多样,可进行无性繁殖(如出芽、断裂、产生无性孢子)和有性繁殖(通过有性孢子)。孢子是真菌繁殖和传播的主要单位。
营养方式
所有真菌都是异养生物。它们通常通过分泌消化酶到环境中,将复杂的有机物分解成小分子,然后再吸收这些养分。因此,它们在生态系统中扮演着至关重要的分解者角色,也被称为腐生菌。部分真菌也可以寄生或与其他生物共生。
典型代表
酵母菌 (Yeast)
这是一类单细胞真菌的统称。其中,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 因其在烘焙和酿酒中的关键作用而广为人知。然而,某些酵母菌也具有致病性,如白色念珠菌 (Candida albicans),是引起人类常见机会性感染的病原体。
对于绝大多数健康人而言,它只是口腔、肠道和阴道黏膜上一个安静的共生成员。
而一旦身体的微生态平衡因为免疫力下降、长期使用抗生素、不健康的饮食习惯或激素水平变化等因素被打破,这个潜伏的伙伴就会迅速转变为危险的病原体。
它不仅是引起鹅口疮和外阴阴道念珠菌病等常见浅表感染的元凶,在严重情况下,它还能突破黏膜屏障进入血液,引发死亡率极高的侵袭性念珠菌病,对免疫力低下的人群构成致命威胁。关于白色念珠菌,详见谷禾之前的文章:
蘑菇(Mushroom)
蘑菇本质上是大型真菌为了繁衍后代而长出的子实体,负责产生和散播孢子。许多蘑菇如双孢蘑菇(Agaricus bisporus) 是营养丰富的食物,富含维生素D。但也有一些蘑菇含有剧毒,误食可致命。
细菌和真菌在生命演化的道路上分道扬镳,形成了本质上的区别。这些差异体现在细胞的每一个角落,从最基本的分类到具体的生化反应。下表详细列出了两者之间的关键区别:
细菌和真菌与人类的关系是复杂且双面的。它们既是导致疾病的元凶,也是维持健康和提供宝贵资源的益友。
致 病 性:感染与疾病
当病原性细菌或真菌侵入人体并成功定植、繁殖时,就会引发感染。由于它们的生物学特性不同,所引起的疾病类型和感染途径也大相径庭。
► 细菌性感染
菌血症是指血液中出现细菌。这可能是暂时的(如刷牙或咀嚼食物时),也可能是持续的。当身体的免疫系统无法清除这些细菌,并出现发烧、寒战等全身性感染症状时,就发展为败血症,这是一种可能危及生命的严重状况。
– 常见致病菌
根据临床资料,最常见的革兰氏阳性致病菌包括:金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌。
最常见的革兰氏阴性致病菌则有大肠杆菌、克雷伯氏菌属(Klebsiella spp.) 和铜绿假单胞菌 (Pseudomonas aeruginosa).
– 常见疾病
细菌可引起多种疾病,包括:
呼吸道感染: 肺炎、结核病。
消化道感染: 霍乱、伤寒、食物中毒。
全身性感染: 破伤风、麻风病、败血症。
其他: 链球菌性咽炎、皮肤感染等。
► 真菌性感染
真菌血症 (Fungemia) 是指血液中存在真菌,同样是严重的临床状况。真菌感染可分为表皮感染、皮下感染和深部(全身性)感染。对于免疫功能低下的人群(如艾滋病患者、器官移植者、化疗患者),真菌感染尤其危险。
– 常见致病真菌
临床上最常见的致病真菌是念珠菌属 (Candida),尤其是白色念珠菌,以及新型隐球菌 (Cryptococcus neoformans)。
– 常见疾病
皮肤感染: 脚癣(足癣)、体癣等。
黏膜感染: 鹅口疮、阴道酵母菌感染。
全身性感染: 曲霉病、组织胞浆菌病、隐球菌性脑膜炎。
菌 血 症
菌血症是指血液中存在细菌。细菌可通过三种途径进入血液:从共生菌群区域、从已存在的感染病灶,或通过创伤将污染物质直接注入血管系统。
根据血液中细菌存在的持续时间,菌血症分为:
短暂性菌血症
可能自发发生,也可能伴随刷牙或咀嚼食物等轻微事件发生。在操作受感染的组织、污染表面的器械和在非无菌部位进行手术时,细菌可能会短暂出现。这些细菌通常在几分钟内被免疫细胞从血液中清除。尽管如此,如果免疫系统不堪重负或被逃避,这些生物体可能会在血液中持续存在,导致菌血症的症状和体征。
持续性菌血症
在感染性休克、细菌性心内膜炎和其他血管内感染期间,细菌会源源不断地进入血液。在伤寒、布鲁氏菌病和钩端螺旋体病等感染的早期阶段,也会出现持续的菌血症。
间歇性菌血症
未引流脓肿患者的血液中可间歇性检出细菌。肺炎、脑膜炎、化脓性关节炎和骨髓炎等疾病的病原菌常在早期阶段从血液中被检出。
败血症
尽管败血症(字面意思是血液败血症)在实践中意味着比菌血症更严重的临床状况,但许多临床医生和微生物学家可以互换使用该术语。
注:传统上,菌血症一词是指患者血液中细菌在没有症状的情况下暂时存在;细菌的起源通常来自共生菌的定殖地。败血症是指血液中存在细菌,具有感染的临床症状和体征。在新的医学文献和出版物中,这种差异在很大程度上被忽视了。
有 益 作 用:共生与应用
尽管病原体臭名昭著,但绝大多数细菌和真菌对人类和自然界都是有益的。
► 维持人体微生态平衡
人体肠道、皮肤和黏膜表面栖息着数以万亿计的微生物,构成了复杂的微生物组。这些共生菌群(主要是细菌)有助于消化食物、合成必需维生素(如维生素K和B12)、训练免疫系统,并抵御外来病原体的入侵。
► 食品工业
细菌: 乳酸菌被用于制造酸奶、奶酪和泡菜等发酵食品。
真菌: 酵母菌是面包和酒精饮料(啤酒、葡萄酒)生产的核心。一些蘑菇和霉菌(如用于制作蓝纹奶酪的青霉)也是重要的食材。
► 医药工业
抗生素生产: 许多最重要的抗生素最初都来源于微生物。例如,链霉菌(一类细菌)是链霉素等多种抗生素的来源。著名的青霉素则是由青霉菌(一种真菌)产生的,开启了现代医学的抗生素时代。
药物研发: 一些真菌(如蘑菇)正在被研究用于提取具有抗癌、免疫调节等药用价值的多糖、糖蛋白等活性物质。
► 生态系统功能
微生物是地球上主要的分解者,它们分解死亡的有机物质,将营养物质释放回土壤,完成了物质循环的关键一环。
细菌:数量庞大、适应性强,能够快速分解易降解的有机物(如糖类、蛋白质),在土壤和水体中是最常见的分解者。
真菌:能够分泌多种胞外酶,特别擅长分解纤维素、半纤维素和木质素等复杂的高分子物质,在分解木材和其他难降解有机物方面起关键作用。
在精准对抗病原体之前,首要任务是准确地识别它们。临床上,对细菌和真菌感染的诊断依赖于一套从传统到现代的多样化技术,它们各有侧重,共同构成了病原体检测的完整体系。
传统微生物学方法
显微镜检
通过对样本(如痰液、血液、分泌物)进行涂片和染色(如革兰氏染色),可以直接观察微生物的形态、大小、排列方式及染色特性,快速地区分出是细菌还是真菌,并对细菌做出初步分类。
微生物培养
将样本接种到适宜的培养基上,让病原体生长繁殖形成肉眼可见的菌落。不仅能证实病原体的存在,还能进行后续的药敏试验,指导临床用药。
免疫学与生物标志物检测
通过捕捉血液等体液中的病原体“标志物”(抗原)或人体产生的抗体来实现的快速诊断,无需等待耗时的培养。
该方法在真菌和细菌诊断中的地位截然不同。
对于生长极其缓慢的真菌,这是早期诊断的核心武器。血液中的G试验(广谱筛查)、GM试验(针对曲霉菌)和隐球菌抗原检测,是医生在培养结果出来前判断病情、决定用药的关键依据,为抢救重症患者生命赢得了宝贵时间。
而对于大多数培养较快的细菌,该方法更像是一个辅助侦察兵,仅用于特定场景(如肺炎链球菌和军团菌的尿抗原检测)为社区获得性肺炎提供快速的初步线索。
注:免疫学检测对细菌是辅助,对真菌则是主力,这种策略差异的根源在于两者截然不同的生长速度。
现代分子诊断技术
随着技术发展,分子诊断方法因其高灵敏度、高特异性和速度,在病原体检测中占据了越来越重要的地位。它们通过识别病原体独特的遗传物质(DNA/RNA),为快速、精准诊断提供了强有力的工具。
聚合酶链式反应 (PCR) 及其衍生技术
等温扩增技术
这类技术(如重组酶聚合酶扩增,RPA)无需传统PCR所需的高温变性步骤,可以在恒定温度下快速扩增DNA。这使得检测流程极大简化,反应时间缩短至5-20分钟,非常适合开发成可在现场或资源匮乏地区使用的快速检测工具 (Tan et al.; Liu et al.)。结合CRISPR等技术,其灵敏度和特异性能得到进一步提升。
高通量测序 (NGS)
靶向扩增子测序
这是一种寻找策略,它不测序整个基因组,而是只聚焦于特定物种的身份证基因。
这种方法成本相对较低,分析简单,对于研究特定菌群(如肠道菌群、口腔菌群)的构成非常有效。但它的局限性是看不到真菌和病毒。
宏基因组测序
这是一种破案策略,采取的是“无偏倚”的鸟枪法(Shotgun)。它不对目标进行任何预设,而是将样本中所有的遗传物质(包括细菌、真菌、病毒和来自宿主的)全部打碎,进行无差别的大规模测序。这种方法更全面。
人体的自然防御与免疫清除能力
自然防御机制:物理屏障
我们身体的某些部分具有自身的防御机制来抵抗细菌感染。例如,呼吸道有纤毛,这些像微小毛发一样的结构以同步波动的形式移动,清除细菌并防止它们定植。
体内的免疫系统:主动防御
我们的身体免疫系统旨在对抗感染并清除有害细菌。当它检测到细菌入侵时,会激活各种防御机制,例如产生抗体和免疫细胞,以摧毁病原体。在许多情况下,免疫系统能够自行清除感染。
轻微或局部感染:感染的自限性与自愈过程
一些细菌感染只影响身体的较小区域或引起轻微症状。在这种情况下,免疫系统可能能够清除感染,而无需使用抗生素或其他医疗干预。
微生物定植与感染
在临床实践中,区分微生物的定植与活动性感染是一个长期存在且至关重要的挑战。
定植指微生物(细菌、真菌等)存在于人体特定部位(如呼吸道、胃肠道、皮肤黏膜),但不引发宿主的免疫反应或相关的临床感染症状。此时,该微生物被称为定植菌。
感染是指当宿主与微生物之间的平衡被打破时,定植菌可转变为致病菌。
这种转化通常由两个因素触发:
摒弃单一指标,强调临床整合
目前的共识是,需要进行综合分析,将微生物学证据与患者的临床信息进行整合判断。
➦ 判断依据
辅助检查结果
对菌群检测结果的解读,需要脱离“检出/超标即为感染”的简单逻辑。
➦ 临床决策逻辑
倾向于感染: 当微生物学证据与临床表现、辅助检查结果三者相符时,应高度怀疑为感染,并启动相应的抗感染治疗。
倾向于定植:若仅有微生物学培养/肠道菌群检测阳性结果,而患者无任何相关的临床表现和辅助检查异常,则应首先考虑为定植。
病原体与标本部位的特异性
同一病原体在不同标本部位的临床意义截然不同,这是鉴别诊断中的核心考量点。
– 以肺炎克雷伯氏菌为例
粪便标本: 在肠道中通常为定植菌,检出率高(谷禾健康数据库显示28.2%的人群丰度>1%),这并不代表肠道感染。
但是当肺炎克雷伯菌进入血液并感染时,通常会发生细菌血症。症状可能包括发冷,发烧,发抖,肌肉酸痛,疲劳和嗜睡。
当肺炎克雷伯菌感染肝脏时,会引起脓性病变,也被称为化脓性肝脓肿。这种类型的感染更常见于患有糖尿病一段时间或已经服用抗生素多年的人。
– 以大肠埃希氏菌为例
血培养阳性时需考虑血流感染,怀疑致病性大肠埃希菌感染肠道时需特殊培养或者血清学、PCR,16s测序检测等。
因普通大肠埃希菌可寄居在肠道中,粪便普通培养有大肠埃希菌生长并不能直接考虑大肠埃希菌肠道感染。
– 以念珠菌为例
痰/尿标本: 可能为定植,需结合临床综合判断。
血液标本: 血培养阳性(念珠菌血症)是危重信号,需警惕,可能是严重感染。
对微生物检测结果的解读,需要将其置于完整的临床背景下,结合标本质量、采集部位、患者病史、临床体征和多源化的检测数据进行综合研判。
药物干预
传统抗生素和抗真菌药物仍是主流。
➤ 抗生素与抗真菌药物
针对细菌感染,首选抗生素。当患者感染金黄色葡萄球菌引起的肺炎时,可根据细菌的耐药情况选择合适的抗生素 。如果是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染,通常会选用万古霉素等抗生素进行治疗 。这是因为万古霉素能够抑制 MRSA 细胞壁的合成,从而有效地杀灭细菌。
对于真菌感染,如白色念珠菌引起的阴道炎,常用唑类抗真菌药物进行治疗。氟康唑等唑类药物能够抑制白色念珠菌细胞膜麦角固醇的合成,破坏细胞膜的完整性,达到治疗目的。
如果真菌感染有渗液,可能并发了细菌感染。需要用抗生素治疗。涂敷抗生素霜剂或口服抗生素。稀释醋酸铝溶液或怀特菲尔德软膏也可用来使渗液的皮肤干燥。
现代抗菌药物设计的核心原则是选择性毒性,即药物能够特异性地攻击或抑制病原体,而对宿主(人体)细胞的损害尽可能小。细菌和真菌与人体细胞在结构和生化上的差异,为实现这一目标提供了绝佳的靶点。
★ 抗生素(靶向细菌)的设计
由于细菌是原核生物,而人体细胞是真核生物,两者之间存在大量独特的靶点,使得抗生素的开发相对容易。
靶点一:细胞壁合成
细菌细胞壁的肽聚糖是其独有的结构,人体细胞没有。因此,抑制肽聚糖合成的药物(如青霉素类和头孢菌素类抗生素)可以有效破坏细菌细胞壁,导致细菌裂解死亡,而对人体细胞完全无害。这是最经典、成功的抗生素作用机制之一。
靶点二:蛋白质合成
细菌的70S核糖体与人体的80S核糖体在结构上有显著差异。许多抗生素(如四环素类、大环内酯类)可以特异性地与70S核糖体结合,干扰或阻断细菌的蛋白质合成过程,从而抑制其生长和繁殖。
靶点三:核酸合成
某些抗生素(如喹诺酮类)可以抑制细菌特有的DNA旋转酶,从而阻断DNA的复制和修复。另一些(如利福平)则抑制细菌的RNA聚合酶。
靶点四:叶酸代谢
人体直接从食物中获取叶酸,而许多细菌必须自己合成。磺胺类药物通过抑制细菌合成叶酸所需的关键酶,达到抑菌效果,而对不合成叶酸的人体细胞无影响。
★ 抗真菌药物(靶向真菌)的设计
开发抗真菌药物的挑战远大于抗生素,因为真菌和人体细胞同为真核生物,许多生化途径和细胞结构非常相似,可供选择的特异性靶点较少。
靶点一:细胞膜的麦角固醇
这是抗真菌药物最重要的靶点。真菌细胞膜的主要固醇是麦角固醇(Ergosterol),而人体细胞膜是胆固醇 (Cholesterol)。
多烯类药物(如两性霉素B)能与麦角固醇结合,在细胞膜上形成孔道,导致细胞内容物泄露而死亡。
唑类药物(如氟康唑)则通过抑制合成麦角固醇的关键酶来发挥作用。
由于靶点的差异,这些药物对真菌细胞膜的亲和力远高于对人体细胞膜的亲和力。
靶点二:细胞壁合成
真菌细胞壁的几丁质和葡聚糖是人体细胞所没有的。棘白菌素类药物(如卡泊芬净)通过抑制β-(1,3)-D-葡聚糖的合成来破坏真菌细胞壁的完整性,对多种念珠菌和曲霉菌有良好效果。
靶点三:核酸合成
氟胞嘧啶是一种抗真菌药物,它在真菌细胞内被特异性酶转化为一种抗代谢物,从而干扰DNA和RNA的合成。由于人体细胞缺乏这种转化酶,该药物表现出较好的选择性。
➤ 药物再利用
部分已获批的非抗菌药物(如降脂药、抗炎药等)被发现对多重耐药细菌和真菌有效,可缩短研发周期并降低成本。
➤ 药物联合与新剂型
抗真菌药物联合应用可增强疗效、降低毒性,纳米载体等新型制剂有助于提升药物靶向性和生物利用度。
微生态干预
益生菌:通过调节肠道菌群、抑制病原菌/真菌定植、增强黏膜免疫,辅助预防和治疗真菌感染。例如下表:
益生元:膳食纤维不是典型的益生元,但具有益生元特性,例如,β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、果胶和抗性淀粉。益生元和特定的膳食纤维通过充当发酵底物促进肠道中有益细菌的生长,同时通过生态位排除抑制病原体的生长。
粪菌移植(FMT)
粪菌移植是最早应用于临床的微生物群干预手段,尤其在复发性艰难梭菌感染治疗中疗效显著,已有多项指南推荐。
日常注意
➤ 饮食
富含水果、蔬菜、豆类和全谷物的纤维饮食与多样且强大的微生物群相关。这种多样性对肠道健康至关重要,因为它增强了对抗病原体细菌的抵抗力,支持免疫系统,并产生丁酸、丙酸和乙酸等短链脂肪酸。
西兰花芽中的萝卜硫素、卷心菜、菜花、甘蓝等能抑制细菌生长;发酵乳制品、蔓越莓可创造不利于其定植的环境;浆果(蔓越莓、蓝莓、覆盆子、草莓等)等能有效阻止有害菌粘附。
大蒜具有天然的抗菌特性,可以帮助抵抗某些类型的细菌。食用生大蒜或服用大蒜补充剂可能有助于减少体内细菌的生长。
薰衣草油、牛至油因其抗菌特性而常被使用。
绿茶、乳铁蛋白、蜂胶等补充剂也显示出抑菌和抗炎的效果。
姜黄具有天然的抗菌特性,可以帮助抵抗感染。它可以作为调味品用于烹饪,或与温牛奶和蜂蜜混合制成舒缓饮品。
将这些食物融入日常饮食,虽不能替代药物,但却能从多个维度辅助治疗。
饮食改变与肠道炎症相关的肠道微生物群
Lobionda S,et al.Microorganisms.2019
一项大规模全球宏基因组学研究,通过分析超过12,000份人类肠道样本发现:
肠道中的细菌可以分为两大阵营:
肠杆菌科能否在肠道内站稳脚跟,很大程度上取决于这两大阵营的势力平衡。
这种平衡可以直接受到我们饮食的影响。例如,高纤维饮食(富含蔬菜、豆类)会喂养像粪杆菌属(Faecalibacterium)这样的关键“共排斥菌”。这些有益菌在分解纤维时,会产生大量短链脂肪酸。这些酸性物质会降低肠道环境的pH值,创造一个不利于肠杆菌科生长的酸性“土壤”,从而有效地抑制其过度繁殖。这就像通过施肥来帮助益草生长,从而挤压杂草的生存空间。
反之,饮食也可能为有害菌提供可乘之机。研究指出,争夺铁是共排斥菌抑制肠杆菌科的另一重要手段。
➤ 应该避免哪些饮食?
乳制品
生的蛋白质食物
未洗的水果和蔬菜
茶水
➤ 如何在厨房尽可能避免细菌?
➤ 应该遵循哪些食品购物指南?
➤ 其他注意事项
注意卫生:日常生活中注意饮食卫生,家庭居所最好日常进行消毒、灭菌,防止带入外界环境的致病菌。
体育锻炼:适当从事体育锻炼可以提高免疫力,可根据自身情况选择打太极拳、健身、跑步、郊游等,劳逸结合。
增加维生素摄入:维生素C、维生素D和锌等在支持免疫系统方面起着至关重要的作用。将富含这些维生素的食物纳入你的饮食中,或者考虑服用补充剂。
避免吸烟和过度饮酒: 吸烟会损害呼吸系统,使细菌更容易进入你的身体。过度饮酒也会损害免疫功能。
远离传染源:有传染性疾病的人群应做好隔离措施,其他人群也应做好防护措施,避免与其接触,避免到细菌感染流行病区。
细菌和真菌,作为人体内共存的微生物,共同构成了复杂而精妙的微生态系统。它们既有细胞结构和繁殖方式上的根本区别,又在人体内扮演着双重角色——既是维持健康不可或缺的伙伴,也可能是引发疾病的潜在威胁。
肠道菌群检测等先进技术为我们提供了一个窗口,去窥探这个“看不见的器官”的健康状况。帮助我们评估疾病风险的同时,开启了个性化健康管理的全新可能。
通过精准调节肠道菌群,例如开发新型益生菌、定制营养饮食干预方案等,我们有望开发出更具针对性的疾病预防和治疗策略。这预示着一个从“治疗疾病”到“经营健康”的医学新时代即将到来,而这一切的核心,就蕴藏于我们体内的微小生命之中。
注:本账号发表的内容仅是用于信息的分享,在采取任何预防、治疗措施之前,请先咨询临床医生。
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谷禾健康
近来,Bilophila wadsworthia在谷禾肠道菌群检测实践以及多项肠道研究中检出率及其相对丰度持续升高,我们不禁思考,这是否与人群中一些相同的生活习惯有关,并且是否可能带来一些不良的健康影响呢?
沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)是一种革兰氏阴性、专性厌氧的耐胆汁杆菌。它存在于人类胃肠道中,其重要特征是产硫化氢(H₂S):过量H₂S可干扰上皮线粒体代谢、破坏紧密连接和黏液层稳态,诱发或加重炎症,并引发腹胀、腹痛与排便模式改变。这一过程可能与代谢异常和肠黏膜炎症相互促进,与肠道炎症、炎症性肠病及肠易激综合征等相关。
从定植与扩增的诱因来看,饮食与宿主环境是关键驱动:西方饮食尤其是高饱和脂肪/乳脂饮食会提升牛磺酸结合胆汁酸(如 TCA)的比例与可及性,为B.wadsworthia提供充足“燃料”;动物性饮食占比高、纤维摄入不足则削弱产丁酸菌与丁酸水平,降低对B.wadsworthia的代谢性制衡;抗生素或质子泵抑制剂的使用、胆汁酸吸收与信号(FXR/TGR5)紊乱、肠腔更还原的环境以及黏膜屏障受损与轻度炎症,都会叠加提高其定植与增长的概率。
值得庆幸的是,针对B.wadsworthia过度增殖已有一些可操作的干预方向:
•调整饮食脂肪“质与量”,减少饱和脂肪/乳脂与牛磺酸摄入(例如海鲜尤其贝类,动物内脏等);
•增加可发酵膳食纤维(如菊粉、抗性淀粉)以提升丁酸生态、降低肠腔 pH 并重建竞争格局;
•审慎使用可能影响胆汁酸与菌群的药物;
•通过生活方式与微生态支持手段降低H2S负荷、改善屏障功能。
本文将从基础特征、致病机制到饮食与干预策略,系统解析Bilophila wadsworthia与人体健康的关联。
沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)是一种革兰氏阴性、专性厌氧的耐胆汁杆菌,属于变形菌门->脱硫弧菌目->脱硫弧菌科->嗜胆菌属,于1988年从阑尾炎患者的腹膜液和组织标本中分离出来后首次被描述。
它存在于人类胃肠道中,被认为是共生肠道菌群的一部分,但越来越被认为是腹腔内、泌尿生殖系统和软组织感染中潜在的机会性病原体。并且其胆汁耐受性和将硫化合物进行还原,从而产生硫化氢(H₂S)的能力增强了其致病性,当其丰度过高时,可能与与炎症性肠病、肠易激综合征和结直肠癌等疾病有关。
1
基础信息
命名由来:Bilophila源自拉丁文 “bilis”(胆汁)和“philus”(喜爱),意为“喜胆汁的微生物”。wadsworthia是为了纪念美国Wadsworth厌氧菌实验室。
模式菌株:WAL 7959;其他菌株编号如 ATCC 49260、CCUG 32349、DSM 11045 (RZATAU)。
DNA G+C 含量:约 59.2 mol%。
形态:小到中等大小的杆状菌,通常为 0.7–1.1 μm × 1.0–2.0 μm。
染色特性:革兰氏阴性,但染色可能不典型。
编辑
Gan F,et al.BMC Infect Dis.2025
来自患者血培养的 Bilophila wadsworthia 革兰氏染色。细菌被染色为革兰氏阴性杆菌,如深色箭头所示。
运动性:非运动性
芽孢:不形成芽孢
细胞壁:典型的革兰氏阴性菌结构,含内毒素,但其活性低于大肠杆菌等常见致病革兰阴性菌。
超微结构:通过电镜可见典型的内膜和外膜结构,无鞭毛结构。
2
生长条件与代谢能力
氧气需求:严格厌氧
最适生长温度:35–37°C(人体体温范围)
菌落形态(在BBE琼脂上):初期为小、透明至半透明、中心黑色的菌落;培养 3 天后,可变为黑色、不透明、低凸或脐状,常伴硫化氢(H₂S)沉淀(黑色 FeS)。
呼吸类型:严格厌氧呼吸
主要代谢途径:能利用肽类作为碳源和能源,产生 乙酸为主要终产物,以及少量琥珀酸。
小鼠和人类实验表明以动物脂肪和乳源性饱和脂肪为基础的饮食可以增加Bilophila wadsworthia。
电子供体/受体:能以甲酸作为电子供体,进行硫还原反应,将含硫氨基酸或牛磺酸还原为硫化氢(H₂S)和乙酸;
不还原硫酸盐,但能还原亚硫酸盐、硫代硫酸盐,并产生H₂S。
人类肠道细菌B.wadsworthia的代谢
doi: 10.1073/pnas.1815661116.
★ 关键生化特征:
•异硫醚裂解酶:介导肠道中 H₂S 的生成,属于甘氨酰自由基酶家族;
•具有很强的过氧化氢酶活性:尤其对15%H₂O₂;
•约 75–90% 菌株产脲酶;
•不发酵糖;凝胶酶阴性、淀粉与七叶苷水解阴性、卵磷脂酶/脂肪酶阴性、吲哚阴性。
•对20%胆汁耐受并被刺激;对香豆素类耐受。
3
耐药性与敏感性
✔普遍敏感的抗生素:
甲硝唑:几乎所有菌株均敏感;
✔可能耐药的抗生素:
•克林霉素
•亚胺培南
•氨苄西林/舒巴坦
•头孢西丁(cefoxitin,32 μg/mL)
注:超过85%的菌株产生 β-内酰胺酶,导致对青霉素类和头孢菌素类天然抵抗。
4
人群中的存在情况
✔主要分离来源:
•人类及动物(如狗)的消化道(胃肠道)、泌尿生殖道和口腔(尤其是牙周袋);
•感染性病灶:如脓肿、化脓性感染;
✔在人体中的分布:
•一般在健康人群粪便中占比较低,但是如果一段时间高饱和脂肪/乳脂或大量牛磺酸摄入(例如大量海鲜尤其贝类,动物内脏等)其丰度会增加;
•但在某些病理状态下(特别是穿孔性或坏疽性阑尾炎)是第三常见的厌氧菌分离株;
•可从血液、脑脓肿、肝脓肿、肺脓肿、盆腔感染、口腔感染、皮肤软组织感染等多种临床标本中分离出,通常为混合感染的一部分。
✔与饮食的关系
•高动物性脂肪/蛋白饮食(富含饱和脂肪与胆汁酸)可显著促进肠道中 B.wadsworthia的增殖;
该菌被认为是 “西方饮食相关菌”,与炎症性肠病等现代慢性疾病发展存在潜在关联。
5
在健康与疾病中的作用
✔健康状态下的角色
•在健康人群中通常为非优势菌,数量比较低甚至检测不到;
•可能作为肠道正常厌氧菌群的一部分,参与含硫氨基酸代谢与胆汁酸相关底物的降解;
•如果丰度高,则产生的过量 H₂S(硫化氢)可能影响肠道上皮细胞功能与黏膜稳态。
✔在疾病中的潜在作用
(1)感染性疾病
•腹腔感染:阑尾炎(尤以坏疽/穿孔型)、腹膜炎、肝脓肿、脾脓肿;
•软组织与皮肤:Fournier 坏疽(坏死性筋膜炎)、伤口感染;
•口腔与头颈部:牙周感染、颌面部脓肿、中耳炎;
•妇科:盆腔炎、Bartholin 囊肿感染;
•血流感染:菌血症;
•骨与关节:骨髓炎;
•肺部:肺脓肿、脓胸。
(2)与炎症及免疫反应的关联
•产生大量 H₂S:低浓度为信号分子,高浓度具细胞毒性与促炎作用。
•可抑制线粒体功能、破坏 DNA、诱导氧化应激并损伤肠上皮屏障。
•可能参与炎症性肠病(IBD)、溃疡性结肠炎和克罗恩病的发病机制。
•内毒素(LPS)虽活性较弱,仍可激活宿主免疫并促进局部炎症。
•与肠道菌群失调密切相关,尤其在高脂高胆汁饮食、肥胖和代谢综合征背景下易增殖。
(3)与胆汁酸及饮食的交互作用
•该菌依赖胆汁环境生长,是典型的胆汁耐受与利用菌;
牛磺酸代谢是其重要特征,与胆盐循环和肠道硫代谢密切相关;
高动物脂肪摄入 → 刺激胆汁分泌 → 增加胆盐水解 → 提供牛磺酸等底物 → 促进Bilophila wadsworthia增殖;这种机制可能是现代饮食相关慢性炎症疾病的潜在“菌-食-炎”轴之一。
6
与人体及其他菌群的相互作用
✔与宿主互作:
•通过代谢胆汁酸相关物质(如牛磺酸)、产生 H₂S,影响肠道生理与免疫平衡;
•可能通过破坏肠道屏障,促进内毒素入血与系统性炎症;
✔与其他微生物互作:
•常与其他厌氧菌(如 Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium)共生,形成复杂的感染微生物群落;
•在肠道中可能与益生菌(如产丁酸菌)竞争营养或生态位,加重菌群失调;
•与硫酸盐还原菌(如 Desulfovibrio)有代谢相似性,但不完全相同,可能在硫循环中占据不同生态位。
增强:
•Bacteroidales
•Bacteroides
•Odoribacter
•Peptococcaceae
抑制:
•Bifidobacterium
•Coriobacteriales
•Adlercreutzia
•Collinsella
•Porphyromonas
•Prevotella
•Clostridium
•Clostridiales incertae sedis
•Clostridiales Family XIII. Incertae Sedis
•Blautia
•Coprococcus
•Dorea
•Lachnospiraceae
•Ruminococcaceae
•Ruminococcus
•Dialister
•Campylobacteraceae
•Erysipelotrichaceae
沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)属于正常肠道菌群的可检出成员;但在特定饮食/环境下可由“共栖”转为“条件致病菌”。包括以下几种情况:
①感染性疾病
Bilophila wadsworthia在腹腔感染中(如穿孔/坏疽性阑尾炎、腹腔脓肿与肝脓肿)被检出,通常与其他厌氧或兼性致病菌共同存在,呈现典型的混合感染特征;此外,虽不常见,但亦有零星菌血症病例被报道。
②促进炎症
研究从一名患者粪便中分离Bilophila wadsworthia, 并经连续7天口服灌胃于SPF小鼠,观察到显著的体重与多部位脂肪量下降、肝脾肿大,以及血清炎症标志物SAA与IL-6升高;且16S rRNA测序显示整体肠道微生物群α/β多样性与OTU组成未发生显著改变。
上述结果表明,在不显著扰动整体肠道微生态的情况下,高负荷Bilophila wadsworthia可诱发系统性低度炎症,具有潜在致病性,并可能参与肥胖、糖尿病等慢性炎症相关代谢疾病的发生与进展。
③增加代谢障碍风险
该研究揭示高脂饮食(HFD)与Bilophila wadsworthia协同,加剧宿主的代谢失衡:其通过提升肠黏膜与全身炎症、破坏肠屏障、扰乱胆汁酸与短链脂肪酸(特别是丁酸盐)代谢,最终导致更差的血糖稳态与肝脂肪变性;多组学(宿主转录组与微生物群转录组)分析指向脂多糖生物合成上调与丁酸代谢通路下调是关键机制。
B.wadsworthia与高脂饮食协同引发代谢障碍
doi: 10.1038/s41467-018-05249-7.
④还可能影响认知功能
还有动物研究发现,沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)会损害海马体,导致认知能力下降。
▸ B.wadsworthia过高意味着什么?
那么,当Bilophila wadsworthia水平升高时可能意味着几件重要的事情,也可能指向一系列值得关注的变化或信号:
1.潜在的肠道菌群失调:高于正常水平的B.wadsworthia可能表明肠道微生物组失衡。
2.炎症风险增加:B.wadsworthia会产生硫化氢,过量会导致肠道炎症,并与炎症性肠病和肠易激综合征等疾病有关。
3.饮食不均衡:水平升高可能与饱和脂肪含量高的饮食和富含牛磺酸的食物(如肉类和奶制品)有关,因为这些会刺激B.wadsworthia的生长。
4.代谢问题:研究表明,较高水平的B.wadsworthia已被证明会加剧代谢功能障碍,特别是与高脂肪饮食相结合时。这可能导致炎症增加、肠道屏障功能障碍和血糖调节问题。
5.潜在的健康风险:虽然健康个体中存在B.wadsworthia,但过度生长与各种健康问题有关,包括与结直肠癌的潜在联系。
6.胆汁酸代谢:由于B.wadsworthia在富含胆汁的环境中茁壮成长,因此水平升高可能表明胆汁酸代谢或产生发生变化。
值得注意的是,虽然水平升高可能会引起关注,但B.wadsworthia本身的存在并不一定有害。它是许多人正常肠道菌群的一部分。关键是平衡——太多可能会导致问题。
▸ B.wadsworthia产生硫化氢的机制及影响
✔产生机制
人肠道中的Bilophila wadsworthia厌氧利用牛磺酸产生硫化氢(H2S)的完整脱磺代谢途径,并鉴定出关键的甘氨酰自由基酶“异乙酸磺酸亚硫酸裂解酶”(IslA):
该途径先由已知的牛磺酸:丙酮酸氨基转移酶(Tpa)将牛磺酸转为磺乙醛,再由新发现的 NADH 依赖性还原酶(SarD)还原为异乙酸磺酸(isethionate),随后 IslA 催化新型自由基介导的 C–S 键断裂,生成亚硫酸盐与乙醛;乙醛被 AdhE 氧化为乙酰辅酶 A,而亚硫酸盐经异化亚硫酸盐还原酶(Dsr)还原为 H2S。
✔对人体健康的潜在影响
H2S在生理低剂量具信号分子功能,但在局部高浓度时可抑制线粒体细胞色素氧化酶、损伤上皮细胞,导致:
•肠黏膜屏障受损,肠通透性上升(“漏肠”);
•黏膜免疫激活与促炎介质上调;
•系统性低度炎症风险增加。
并且在高脂饮食背景下,B.wadsworthia扩增与H2S负荷上升与代谢失衡相关,可能导致:
•空腹血糖上升/胰岛素抵抗;
•肝脂肪堆积与胆汁酸谱失衡;
•微生物短链脂肪酸(尤其丁酸)减少,进一步削弱屏障修复与免疫稳态。
▸ B.wadsworthia对炎症的影响
研究发现,B.wadsworthia丰度过高具有促炎倾向:与黏膜TH1型免疫应答、全身低度炎症和结肠炎风险上升有关,尤其在遗传易感或屏障受损宿主中更显著。具体机制如下:
✔系统性炎症
短期高负荷B.wadsworthia会导致:体重和脂肪量显著下降、肝脾肿大、血清SAA与IL‑6升高;但结肠形态与局部炎症基因(Il6、Tnfα、Tlr4)未见显著变化,提示以全身性低度炎症为主,而非急性局部结肠炎。
✔结肠炎与TH1免疫
在IL‑10−/−或DSS处理等易感条件下,富乳脂饮食(MF)特异性促发B.wadsworthia“爆发式”增殖,并诱导TH1偏向(IFNγ↑、IL‑12p40↑),显著提高结肠炎发生率与严重度。
机制关键在于MF促进肝胆汁酸牛磺酸结合,为B.wadsworthia提供含硫电子受体与优势生态位。
▸ B.wadsworthia与消化系统的关联
✔炎症性肠病与结肠炎
在屏障受损情况下,B.wadsworthia扩增与结肠炎显著相关;人群研究亦提示产硫菌与炎症性肠病联系增强。
✔腹胀与功能性症状
过量H2S会抑制肠上皮细胞的能量代谢并破坏黏膜完整性,继而使屏障功能下降、通透性升高,诱发与气体积聚导致的腹胀和炎症相关的不适感与敏感症状;在动物研究中,Bilophila wadsworthia的扩增与全身性低度炎症及消化功能紊乱相伴出现,提示其代谢负荷上升与宿主应答有关。临床观察亦显示,B.wadsworthia常在腹腔感染与阑尾炎标本中被检出,其数量增加时产生的H2S负担随之上升,进一步加剧局部刺激与屏障受损。
总体而言,当B.wadsworthia过度增殖时,可能通过H2S增加而诱发一系列胃肠症状,包括腹胀、腹痛以及排便习惯的异常,加重患者的消化不适与炎症相关表现。
✔结直肠癌风险信号
部分研究提示,结直肠癌患者的结肠菌群中B.wadsworthia的相对丰度约为健康对照的近两倍,这一差异在多项独立样本中均有报告,具有一定一致性与指向性;同时,H2S所表现出的遗传毒性与对上皮屏障的损伤特征,为建立从菌群变化到黏膜损害再到肿瘤风险上升的致病链条提供了合理假说依据,但当前证据仍以相关性为主,尚缺乏明确的因果性验证与机制层面的决定性证明。
✔代谢并发症“肠–肝–代谢轴”
在高脂饮食背景下,B.wadsworthia的扩增与多种代谢异常呈相关,包括空腹血糖升高、胰岛素抵抗的加重、肝脏脂肪变性形成、胆汁酸组成与比例的紊乱,以及短链脂肪酸尤其是丁酸水平的下降等;并且,即使在采取抑炎措施的条件下,仍可观察到部分不良代谢表型持续存在,这一现象提示除炎症通路之外还存在直接的代谢层面影响,可能独立驱动或维持这些代谢失衡的发生与发展。
那么究竟有哪些因素会导致导致Bilophila wadsworthia丰度过高呢?接下来我们将从饮食、微生态以及宿主相关多方面入手,系统梳理并逐一说明,一起来详细了解其中的关键影响因素。
1
饮食与营养相关因素
✔高脂/高饱和脂饮食(尤其海鲜贝类,乳脂,动物内脏)
高饱和脂肪促进肝肠轴中牛磺酸结合胆汁酸(如 TCA)增加,提供Bilophila wadsworthia所需的含硫电子受体与生态位优势。富乳脂饮食可引发B.wadsworthia“爆发式”扩增,并与黏膜 TH1 型应答、炎症表型与代谢异常相关。
✔动物性饮食与低纤维饮食
动物性膳食可在短期内提高胆汁酸排入与肠腔 pH、氧化还原条件的改变,从而利于耐胆汁、硫代代谢菌扩张。
低发酵性纤维摄入减少丁酸等短链脂肪酸(SCFAs)与抑菌代谢物,使B.wadsworthia生态位竞争压力下降。
✔牛磺酸相关底物增加
加工肉类、能量饮料及部分补剂中牛磺酸摄入升高,或间接增加牛磺酸可利用性。
胆汁酸的牛磺酸结合比例上升(受饮食与宿主代谢影响)直接增加B.wadsworthia可利用的硫源。
2
胆汁酸代谢与宿主生理
✔胆汁酸流量与结肠通达性增加
胆汁酸吸收障碍、肠道转运异常或小肠结肠反流样改变,增加结肠胆汁酸负荷,利于耐胆汁菌群(含B.wadsworthia)。
✔胆汁酸信号通路扰动(FXR/TGR5)
FXR 被抑或信号异常时,宿主对胆汁酸合成/回收的精细调控受损,可能提升肠腔可发酵硫源。
✔肝胆疾病或代谢综合征
相关病理状态常伴胆汁酸谱紊乱(结合/去结合比例、次级胆汁酸↑),为B.wadsworthia提供适宜生态位。
3
免疫状态不佳
✔黏膜屏障受损或免疫调节缺陷
如 IL‑10 信号不足、屏障破坏等条件下,B.wadsworthia更易扩增并触发炎症正反馈。
✔炎症微环境的双向作用
低度炎症可改变黏液层、胆汁酸转运与上皮代谢,反过来提高B.wadsworthia的定植与利用底物效率。
✔胃肠动力与分泌改变
蠕动减缓或分泌节律异常,延长底物滞留并改变胆汁酸在远端肠段的浓度与形态,有利于B.wadsworthia聚集。
4
药物与医疗相关因素
✔质子泵抑制剂(PPI)与抗生素暴露
质子泵抑制剂(PPI)可改变胃酸屏障与肠道菌群,增加胆汁酸通达与上游底物流向结肠的机会;广谱抗生素则削弱竞争菌群,为B.wadsworthia腾挪生态位。
✔胆汁酸代谢相关药物或补充剂
某些降脂药、胆汁酸结合树脂或促进胆汁分泌药物,可能通过改变胆汁酸谱与流量间接影响B.wadsworthia(取决于具体药物对结合比例与肠腔到达量的影响)。
✔营养补充剂中的牛磺酸摄入
高剂量牛磺酸补充,理论上可提高可利用硫源,尤其在高脂饮食并存时,叠加风险更大。
当Bilophila wadsworthia丰度过高时有哪些具体且可行的干预措施呢?
▸ 饮食结构干预:减少“供料”,恢复生态位竞争
✔偏向植物性、高纤维的膳食模式
目标:提升可发酵纤维与短链脂肪酸(特别是丁酸)生态,抑制Bilophila wadsworthia。
做法:每日纳入全谷物、豆类、根茎类与绿叶蔬菜;逐步增加,以避免胀气不适。
✔限制高饱和脂肪和动物肉类及富含牛磺酸饮食
依据:高脂饮食与过量乳脂可促胆汁分泌与牛磺酸结合胆汁酸上升,为B.wadsworthia提供底物。
做法:适度下调饱和脂来源(黄油、奶油、全脂乳),以橄榄油、坚果、亚麻籽,芝麻中的不饱和脂肪为主,控制总脂能比至中等水平。
✔避免不必要的牛磺酸补充
依据:B.wadsworthia可利用牛磺酸作为电子受体生成 H2S。
做法:避免能量饮料与高剂量牛磺酸补剂的额外输入。
▸ 益生元与益生菌:“以友抑敌”,重塑代谢
✔益生元(优先证据:菊粉/菊粉型果聚糖)
人体随机双盲交叉试验证据:每日约12g菊粉可显著提升Bifidobacterium、Anaerostipes(产丁酸属),并显著下降Bilophila。
使用建议:从低剂量起步(如3–5g/d),1–2 周递增至目标剂量,监测胀气耐受。
✔益生菌:抑制B.wadsworthia过度扩张
鼠李糖乳杆菌CNCM I-3690 (Lr) 的每日口服管饲导致粪便B.wadsworthia丰度显著降低。同样,鼠李糖乳杆菌CNCM I-3690 能够进一步减少盲肠和小肠中的B.wadsworthia扩张。除了通过阻止其在体内扩张来抑制与B.wadsworthia相关的代谢功能障碍外,它还通过其调节胰岛素水平的固有能力来改善代谢功能。
临床可及替代策略:选择有助于提升双歧或产丁酸生态的复合益生菌;关注个人耐受与症状反馈。
▸ 胆汁酸相关策略:减少远端结肠“胆汁酸泛滥”
饮食先行:优先通过“脂肪质量与剂量管理+高纤”降低胆汁酸通达与牛磺酸结合比例的上行驱动。
✔避免促胆汁酸通达远端结肠的行为与药理因素
例如不必要的长期高剂量脂肪冲击式饮食;与医师评估某些药物对胆汁酸谱与流量的影响。
注:个别药物(如胆汁酸结合树脂)对肠道胆汁酸生态影响复杂,应用需由医生根据适应症与并发症风险综合判断。
▸ 微生态与生活管理
✔提升产丁酸菌生态
路径:可发酵纤维(菊粉、抗性淀粉、部分半乳寡糖)+ 多酚类食物(莓果、绿茶、可可等)+ 充足睡眠与规律运动。
目标:通过丁酸盐以强化上皮代谢与屏障功能,降低B.wadsworthia优势。
✔减少含硫发酵压力与蛋白质过量腐败
在干预期控制过量红肉/加工肉类,避免过量富含含硫氨基酸的“单一高蛋白”模式与吃法。
✔缓解低度炎症与氧化应激
富含抗氧化的全食物饮食、压力管理、保证睡眠;必要时与医生讨论是否需要针对性抗炎策略(如有基础疾病)。
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