肠道里的“药效改写者”:迟缓埃格氏菌,如何改变心脏、帕金森药物疗效?

肠道里的“药效改写者”:迟缓埃格氏菌,如何改变心脏、帕金森药物疗效?

谷禾健康

在人类肠道微生物组这个复杂的生态系统中,大多数物种的功能仍属未知。然而,有一株细菌因其在药物代谢、免疫调控和疾病关联中的突出作用,正从”默默无闻”走向”舞台中央”——它就是迟缓埃格特菌(Eggerthella lenta)。

迟缓埃格特菌(Eggerthella lenta)是一种革兰氏阳性、无芽孢、专性厌氧的放线菌,广泛存在于人体肠道中。它是少见的无糖代谢专性厌氧菌,代谢终产物乙酸盐作为碳源,同时主要依赖精氨酸脱亚胺酶途径来产生 ATP 能量。

长期以来,该菌因其能够使心脏药物地高辛失活而闻名。不仅如此,多数研究逐步证实在治疗帕金森病的药物左旋多巴的代谢链中,E.lenta 同样扮演了关键角色,能利用多巴胺脱羟酶(Dadh) 将粪肠球菌产生的多巴胺进一步转化为间酪胺。

这些发现表明,它就像是药物在体内命运的一个“隐形开关”然而,近十年来的研究揭示了E.lenta远超药物代谢的丰富生物学图景:它拥有独特的类固醇代谢能力、多样的植物多酚转化途径、复杂的菌株水平变异,并通过多种代谢产物和细胞组分深度调控宿主免疫系统。

E. lenta在炎症性肠病、类风湿性关节炎、多发性硬化、2型糖尿病、心血管疾病及多种肿瘤中呈现丰度变化,且能在特定条件下“揭竿而起”,成为导致高死亡率血流感染的“机会主义者”。与此同时,该菌也在百岁老人肠道中富集,具有抗菌、抗肿瘤等潜在有益作用。这种“亦敌亦友”的特性使其成为微生物组研究中最引人注目的物种之一。

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近日, 美国加州大学Peter J. Turnbaugh 教授团队在《Nature Reviews Microbiology》(IF=104.6)发表综述,系统汇总迟缓埃格特菌代谢、免疫调控、菌株多样性及微生物编辑干预方案。本文以该综述为主要参考,探讨这一广泛存在却长期被忽视的肠道细菌,如何通过独特的代谢网络影响药物疗效、膳食成分转化及多种慢性疾病进程,并介绍针对该菌的精准干预方向,包括饮食调节、优化药物共给药、噬菌体治疗和 CRISPR 基因组编辑等。

迟缓埃格特菌(Eggerthella lenta)的发现和研究进展

▸ 迟缓埃格特菌的研究历史

迟缓埃格特菌(Eggerthella lenta)的研究历史可追溯至1935年,Eggerth首次从人类粪便中分离出这种革兰氏阳性、无芽孢的厌氧杆菌。

1938年,Prevot将其命名为迟缓真细菌(Eubacterium lentum),后于1999年基于系统发育证据重新分类至新建的埃格特菌属(Eggerthella),定名为Eggerthella lenta。

在随后的数十年中,该菌主要被视为一种低丰度的肠道共生菌,偶尔在菌血症等感染病例中被报道。直到2013年,Turnbaugh实验室在Science上发表里程碑式研究,证明E. lenta能够代谢并灭活强心苷类药物地高辛,且这一能力具有菌株特异性,这才真正点燃了学术界对该菌的研究热情。

此后十余年,随着高通量测序、比较基因组学、代谢组学、无菌动物模型及遗传操作工具的发展,E.lenta 的生物学特征得到迅速揭示。研究发现,该菌不仅含有参与强心苷还原的 Cgr 操纵子,还具备完整的类固醇代谢酶系,包括羟基类固醇脱氢酶(HSDH)、7α-脱水酶和 21-脱羟酶等,可转化胆汁酸和性激素。

2020—2022 年,多项研究阐明了 E. lenta 通过 Cgr2 调控 Th17 细胞活化、促进肠道炎症的机制,并发现其胆汁酸代谢产物可双向调节 T 细胞分化。2022 年,首个针对 E. lenta 的 CRISPR-Cas 基因组编辑工具问世,推动相关研究从描述性关联迈向机制性因果验证。2024—2026 年,研究进一步揭示了该菌参与糖皮质激素向孕激素转化、产生促炎脂质分子,以及其对胰腺癌可能具有的保护作用。

▸ E. lenta值得研究的原因

迟缓埃格特菌(Eggerthella lenta)之所以值得深入研究,至少有以下几方面原因:

• 第一:它在人类肠道中高度流行(约80%以上的健康成人携带),但丰度通常较低(<0.1%),这种”高流行、低丰度”的模式提示其可能发挥着与其数量不成比例的重要调控作用;

• 第二,全身的“机会主义者”:传统上,迟缓埃格特菌感染多与腹腔内感染(如阑尾炎、肠穿孔、肝脓肿)相关,这与其肠道定植的生态位相符。

最新的病例报道:一位78岁的男性糖尿病患者,在Fournier坏疽(一种会阴、生殖器区域的坏死性筋膜炎)手术后出现了脓毒症休克,血培养最终揪出了元凶:迟缓埃格特菌。这个病例警示我们,该菌的感染谱可能比我们想象的更广。

迟缓埃格特菌感染的高危人群:

  • 胃肠道基础疾病患者:核心人群。超过一半(54.3%)的感染源在下消化道,如肠穿孔、阑尾炎。肿瘤(尤其是胃肠道肿瘤)、肠梗阻等都是高风险因素。
  • 存在皮肤屏障破坏者:特别是长期卧床的截瘫患者,并发严重压疮。细菌可能从破损的皮肤黏膜侵入血流。
  • 糖尿病患者:高血糖环境可能削弱免疫功能和组织修复能力。
  • 高龄及免疫功能低下者:年龄是独立危险因素。患者中位年龄达69岁,且30天死亡患者年龄显著更高(中位83岁)。

• 第三:该菌的泛基因组高度开放,菌株间变异显著,不同菌株在药物代谢、免疫激活等方面可能表现出截然相反的表型,这对微生物组研究中”物种水平”的分析范式提出了挑战;

• 第四:E. lenta与数十种疾病存在关联,涵盖自身免疫病、代谢性疾病、心血管疾病、肿瘤和神经系统疾病,是连接肠道菌群与全身健康的重要节点;

• 第五:,该菌已具备遗传操作系统,是微生物组编辑和精准医学的理想靶点。

Eggerthella lenta的分类学与生物学特性

分类地位

E. lenta在分类学上隶属于:

  • 门:放线菌门(Actinomycetota,旧称Actinobacteria)
  • 纲:红蝽菌纲(Coriobacteriia)
  • 目:红蝽菌目(Coriobacteriales)
  • 科:埃格特菌科(Eggerthellaceae)
  • 属:埃格特菌属(Eggerthella)
  • 种:迟缓埃格特菌(Eggerthella lenta)

埃格特菌科包含多个属,除Eggerthella外,还包括Gordonibacter、Slackia、Paraeggerthella、Adlercreutzia、Enterorhabdus等,这些菌在系统发育上关系密切,且普遍具有转化多酚和类固醇的能力。E. lenta的模式菌株为DSM 2243ᵀ(等同ATCC 25559ᵀ),于1935年由Eggerth分离。

形态和培养特征

E. lenta为革兰氏阳性杆菌(但在某些生长条件下或老龄培养物中可呈革兰氏染色不定),大小约为0.2-0.5 μm × 0.8-2.0 μm,不形成芽孢,不运动。

在厌氧条件下生长良好,最适生长温度为37°C。在血琼脂平板上培养48小时后,可形成直径0.5-2.0 mm的圆形、凸起、光滑、不透明的白色至灰色菌落。部分菌株可产生α溶血。

• 精氨酸是调控该菌免疫激活能力的重要物质

该菌生化反应不活泼,不发酵大多数糖类,不产生触酶和氧化酶。其生长严重依赖精氨酸,精氨酸通过精氨酸脱亚胺酶(arginine deiminase, ADI)途径代谢,产生鸟氨酸、氨和ATP。

早期研究表明,精氨酸是E. lenta的生长限制因子,在富含精氨酸的环境中生长显著增强。这一代谢特征后来被证明是调控该菌免疫激活能力的关键靶点。

流行率与人体分布

• 流行率较高但相对丰度较低

E. lenta是人类肠道中流行率最高的细菌之一。对超过168000份样本的整合分析显示,该菌在全球人群中的流行率超过80%。

然而,其相对丰度通常很低,在大多数健康成人中低于肠道菌群的0.1%。这种”高流行、低丰度”的分布模式提示E. lenta可能是一种”关键物种”,通过代谢活性而非数量优势来影响微生态和宿主生理。

• E. lenta主要定殖于人体结肠

E. lenta主要定殖于人类结肠,但在回肠中也可检出。除肠道外,该菌在口腔、女性生殖道中偶有报告。

值得注意的是,尽管该菌在人类肠道中高度流行,但在其他哺乳动物中并不常见。这种“人类特异性”定殖的机制尚不清楚,可能与宿主饮食、肠道生理环境或微生物竞争有关。

埃格特菌科的其他成员则在多种脊椎动物中广泛分布,提示E. lenta可能在进化过程中发生了宿主适应。

基因组特征

• 基因组基本特征

E. lenta模式菌株DSM 2243ᵀ的基因组大小约为3.1 Mb,GC含量约为64%,编码约2,800个蛋白质编码基因。随着菌株分离和测序工作的推进,目前已有数十个E. lenta基因组被测定和比较分析。

E. lenta的泛基因组呈现高度开放的特征。在2020年构建了包含24个菌株的比较基因组学工具箱,发现菌株间存在大量可变基因。最新的研究通过分析更多基因组,将E. lenta划分为两个系统发育亚群,其中一个亚群将越来越大比例的基因组用于移动元件防御,这反映了噬菌体和其他肠道移动元件对该菌施加的强烈选择压力。

• CRISPR-Cas系统与防御机制

E. lenta编码I-C型CRISPR-Cas3系统,这一内源性免疫系统后来被开发为基因组编辑工具。生物信息学分析从CRISPR间隔区中鉴定出13种不同的噬菌体,其中多种频繁受到CRISPR-Cas系统的靶向,表明噬菌体是E. lenta在肠道环境中的主要威胁之一。

除CRISPR系统外,E. lenta的泛基因组至少包含22类不同的防御系统,其中大多数具有菌株可变性。这些防御系统包括限制修饰系统、流产感染系统等,构成了多层防护网络。

• 拥有大量氧化还原酶

E. lenta的代谢多样性很大程度上依赖于其编码的大量氧化还原酶。比较基因组学分析显示,该菌编码多达651个氧化还原相关基因,约占其基因组的四分之一。这些酶利用铁硫簇、黄素、钼喋呤等辅因子,催化从类固醇还原到多酚脱羟基的各种反应。

Eggerthella lenta的代谢和在人体中的互作

厌氧呼吸与电子受体利用

E. lenta虽然不发酵糖类,但拥有强大的厌氧呼吸能力。它能够利用多种电子受体进行能量代谢,包括:

• 精氨酸:通过ADI途径,精氨酸不仅作为碳氮源,还可通过精氨酸-鸟氨酸反向转运产生质子动力。

• 有机酸:如乳酸,通过乳酸消旋酶和乳酸利用酶系进行代谢。

• 衣康酸(itaconate):这是一种宿主来源的免疫代谢物,由活化的巨噬细胞产生,具有抗菌活性。E. lenta能够利用衣康酸作为呼吸底物,这一能力由三个基因座(ita1、ita2、ita3)介导,且在该菌中高度保守。

在肺炎小鼠模型中,E. lenta在肺部的丰度与衣康酸浓度相关,提示该菌能够利用宿主炎症代谢物在炎症部位生存。

• 羟基肉桂酸类:如绿原酸、新绿原酸等,通过脱羟基反应转化为相应的儿茶酚衍生物。这种代谢能力可能有助于多酚类化合物的利用,并影响宿主的抗氧化和抗炎反应。

强心苷还原酶系统与地高辛代谢

E. lenta最著名的代谢能力是对强心苷类药物的还原灭活。强心苷是一类结构中含有甾体母核和不饱和内酯环的化合物,包括临床上广泛使用的地高辛(digoxin)和洋地黄毒苷(digitoxin),用于治疗心力衰竭和心房颤动。

2013 年发表于《Science》的研究首次证实,E.lenta 可将地高辛还原为无活性的二氢地高辛,但这一能力具有菌株特异性,仅部分菌株具备该活性。

地高辛治疗窗极窄,有效血药浓度仅为 0.5–2.0 ng/mL;微生物介导的药物灭活可能导致疗效不足。抗生素可暂时改变 E. lenta 的丰度和活性,进而影响地高辛血药浓度。2024 年一项研究进一步发现,肠道放线菌(包括 E. lenta)分泌的 P-糖蛋白 ATP 酶抑制剂可促进药物吸收,表明微生物不仅能直接代谢药物,还可通过调控宿主转运蛋白影响药物作用。

胆汁酸代谢

E. lenta 编码一套在肠道细菌中较为罕见的胆汁酸代谢酶系统。

• E. lenta通过胆汁酸代谢调控肠道免疫

其产生的胆汁酸代谢物不仅参与胆汁酸转化,还可调控宿主免疫反应:异脱氧胆酸(isoDCA)通过法尼酯 X 受体(FXR)影响树突状细胞,并促进调节性 T 细胞(Treg)分化;异石胆酸(isoLCA)和 3-氧代石胆酸(3-oxoLCA)可直接作用于 RORγt,抑制辅助性 T 细胞 17(Th17)分化。isoLCA 进一步转化生成的 isoalloLCA 则可增强线粒体活性氧产生、促进 FOXP3 表达,从而有利于 Treg 形成。

百岁老人肠道中 isoLCA 和 isoalloLCA 水平通常较高。这些代谢物既有助于维持免疫平衡,也能有效抑制艰难梭菌和耐万古霉素肠球菌,可能是其抵御肠道感染的重要因素之一。

植物多酚代谢

E. lenta 在植物多酚的微生物转化中发挥关键作用,尤其参与木脂素和鞣花单宁代谢,并可转化四大类结构各异的多酚化合物。

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https://doi.org/10.1038/s41579-026-01344-5

• E. lenta转化多酚释放健康潜能

E. lenta能够帮助人体转化多种植物多酚,尤其擅长分解和改造木脂素、鞣花单宁等成分。这些物质广泛存在于亚麻籽、芝麻、全谷物、浆果和核桃等食物中。

E. lenta编码的儿茶酚-O-脱甲基酶(如Demethylenateuteinase A, DmaA)负责将罗汉松脂素等木脂素O-脱甲基化为肠木脂素的前体。肠木脂素(肠二醇和肠内酯)具有弱雌激素活性、抗氧化和抗肿瘤特性。

E. lenta和近缘菌参与将鞣花单宁(存在于浆果、核桃等食物中)转化为尿石素的过程。2025年,研究发现了对映互补的肠道细菌酶,能够以不同立体化学方式代谢膳食多酚。

这表明,膳食和补充剂成分经 E. lenta 等肠道菌代谢后可转化为多种新化合物,其中部分具有弱雌激素、抗氧化和抗炎作用,进而影响人体健康。

氨基酸代谢

E. lenta 的生长和代谢高度依赖氨基酸,尤其是精氨酸。其精氨酸脱亚胺酶(ADI)途径可将精氨酸转化为瓜氨酸和氨,随后生成鸟氨酸和 ATP,从而提供能量、缓冲酸性环境,并为多胺合成提供底物。

此外,E. lenta 还可通过 Stickland 型反应代谢脯氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸等多种氨基酸。2025 年研究表明,这类氨基酸发酵在复杂肠道菌群中的作用比此前认识更广泛。

E. lenta 的氨基酸代谢也与宿主免疫直接相关。Alexander 等发现,高精氨酸饮食可抑制 Cgr2 酶活性,阻断 E. lenta 激活 Th17 细胞,从而缓解小鼠结肠炎,为通过膳食氨基酸调控肠道免疫提供了新思路。

强大的类固醇激素代谢

E. lenta具有强大的类固醇转化能力,这在肠道细菌中极为罕见。除前述胆汁酸转化外,该菌还能:将皮质酮等糖皮质激素转化为孕酮等孕激素。这一转化需要与大肠杆菌共培养,利用其产生的氢气。

早期研究表明,E. lenta能够转化多种内源性和合成的性激素,这些激素经历肠肝循环。这一能力对生殖系统疾病的潜在影响正在受到关注。

其他药物和外源物代谢

除地高辛外,E. lenta还参与多种药物和外源化合物的代谢:

• 左旋多巴:在治疗帕金森病的药物左旋多巴的代谢链中,E. lenta 同样扮演了关键角色,能利用多巴胺脱羟酶(Dadh) 将粪肠球菌产生的多巴胺进一步转化为间酪胺。

• 甲氨蝶呤:甲氨蝶呤是一种常用的免疫抑制剂和抗肿瘤药物。甲氨蝶呤影响E. lenta等多种肠道细菌的保守代谢通路,导致宿主免疫激活降低。

• 辛伐他汀:2024年的研究发现,辛伐他汀可诱导E. lenta细胞表面基因的表达,提示药物-微生物互作不仅限于直接代谢。

• 咪唑丙酸:E. lenta参与组氨酸代谢产生咪唑丙酸的过程,该代谢物在2型糖尿病患者中升高,可通过mTORC1通路损害胰岛素信号传导。2025年的研究进一步证实咪唑丙酸是动脉粥样硬化的驱动因子和治疗靶点,并可调节下丘脑活动和应激相关行为。

微生物间互作

E. lenta在肠道中并非孤立存在,而是与其他微生物形成复杂的代谢互作网络。例如:

• 与大肠杆菌的共代谢:E. lenta的21-脱羟酶活性需要与大肠杆菌共培养,大肠杆菌产生的氢气为该反应提供了必要的还原力。这一发现强调了微生物互作在类固醇代谢中的关键作用。

• 木脂素转化的分工协作:在将植物木脂素(如罗汉松脂素)转化为肠木脂素(肠二醇和肠内酯)的过程中,E. lenta负责O-脱甲基化步骤,而其他肠道细菌(如Gordonibacter、Lactonifactor等)参与后续的脱羟基和环化反应。

• 苯乳酸(PLA)对金黄色葡萄球菌的抑制:E.lenta和其他肠道细菌通过Dao酶将饮食中的3,4-二羟基苯乳酸(DOPL)转化为苯乳酸(PLA),后者在体外和体内均能抑制金黄色葡萄球菌的生长和毒力。

• 合成群落中的抗病原菌作用:在艰难梭菌感染模型中,包含E. lenta的合成群落能够抑制艰难梭菌的生长,这与其产生的次级胆汁酸(如DCA)有关。

与免疫系统的相互作用

E. lenta 对宿主免疫的调控是近年来的研究热点。其通过代谢产物和细胞组分调节 T 细胞、B 细胞、树突状细胞及中性粒细胞等多类免疫细胞。

• Th17细胞激活:Cgr2-RORγt通路

Th17细胞是一类表达转录因子RORγt(视黄酸相关孤儿受体γt)并分泌IL-17A的CD4⁺辅助性T细胞,在黏膜防御和自身免疫病中发挥关键作用。2022年在Cell Host & Microbe上发表的研究揭示了E.lenta激活Th17细胞的分子机制:

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  1. E. lenta(尤其是表达Cgr2的菌株)在回肠和结肠中诱导Th17细胞活化,且这一过程不依赖于抗原呈递和其他肠道细菌的存在。
  2. Cgr2酶是Th17激活的充分必要条件。Cgr2通过代谢一种内源性甾体苷类物质(该物质是RORγt的抑制剂),”解除”对RORγt的抑制,从而促进IL-17A的转录。
  3. 在IBD患者中,cgr2⁺ E. lenta的丰度显著升高,且与疾病严重程度正相关。
  4. 在类风湿性关节炎患者中,cgr2⁺ E. lenta同样富集,且与疾病活动度相关。
  5. 高精氨酸饮食(3% Arg)能够抑制Cgr2活性,从而阻断E. lenta诱导的Th17激活和结肠炎加重。

这一发现的重要意义在于:它首次证明了一种肠道细菌的单个代谢酶可以直接调控宿主的T细胞分化和自身免疫进程,且该酶的活性可以通过膳食营养(精氨酸)进行精准调控。Cgr2由此成为连接微生物代谢、饮食和自身免疫性疾病的关键分子节点。

E. lenta代谢产物及细胞组分对宿主免疫功能的影响

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https://doi.org/10.1038/s41579-026-01344-5

• 胆汁酸对T细胞的双向调节

与Cgr2的促炎作用不同,E. lenta产生的胆汁酸代谢产物对T细胞具有抗炎和促炎的双重调节作用,这些看似矛盾的效应反映了E. lenta免疫调节的复杂性:同一菌株可以同时产生促炎和抗炎的代谢产物,其净效应取决于菌株的基因组成、代谢状态、微环境和宿主背景。

• B细胞与IgA应答影响肠道免疫

E. lenta 与 B 细胞的互作在多发性硬化(MS)中备受关注。MS 患者粪便中,E. lenta 是 IgA 包被比例最高的细菌之一,提示其可能被黏膜免疫系统识别为潜在致病原。

活动性脑炎症期间,IgA⁺ B 细胞增多并聚集于炎症病灶,可穿过血脑屏障。部分由脑脊液 IgA⁺ B 细胞克隆获得的抗体能够结合 E. lenta,且对其结合能力强于对宿主抗原,提示 E. lenta 特异性 B 细胞可能由肠道迁移至中枢神经系统并参与 MS 炎症。

E. lenta 这种肠道细菌可能通过两种方式影响炎症和免疫疾病:一方面,它参与生成一种叫作 TUDCA 的物质,TUDCA 能降低中性粒细胞的过度活跃,从而可能帮助缓解炎症;另一方面,E. lenta 某些蛋白与人体关节软骨中的 II 型胶原很相似,免疫系统可能因此“认错对象”,在攻击细菌时也误伤自身关节组织。这种分子模拟可能增强炎症信号、减少调节免疫反应的 Treg 细胞,并促进自身抗体产生,从而增加类风湿性关节炎发生或加重的风险。这说明E. lenta 具有“双重免疫调控作用。

Eggerthella lenta的分类学 与健康和疾病的关联

迟缓埃格特菌(Eggerthella lenta)与多种疾病存在关联,这些关联的强度和证据级别各不相同。

1
炎症性肠病(IBD)

证据最充分

IBD(包括克罗恩病和溃疡性结肠炎)是E. lenta疾病关联研究中证据最充分的领域。

• 炎症性肠病患者中E. lenta丰度升高

多项宏基因组学研究一致显示,E. lenta在IBD患者粪便中显著富集。更精细的分析表明,IBD患者中富集的是特定的E. lenta菌株谱系,而非简单的物种水平丰度增加。表达cgr2的菌株与疾病严重程度的相关性尤为显著。

• 补充精氨酸可能改善结肠炎

膳食精氨酸补充能够抑制相关菌株的促 Th17 代谢活性,并缓解小鼠结肠炎,提示饮食—菌群—免疫轴可能成为 IBD 干预的研究方向。

需要指出的是,E. lenta在IBD中的富集也可能是疾病状态的结果而非原因。IBD患者肠道中精氨酸可用性增加、氧化还原环境改变、IgA产生增多等因素可能为E. lenta提供了竞争优势。

因此,E. lenta在IBD中可能扮演”加速器”而非”启动器”的角色。

2
类风湿性关节炎(RA)

证据来自多项独立研究

类风湿性关节炎(RA)是一种以关节滑膜炎和自身抗体产生为特征的自身免疫病。E. lenta在RA患者肠道中富集的证据来自多项独立研究。在动物模型中,E. lenta加重了胶原诱导的关节炎,增加了促炎细胞因子和类风湿因子水平。

• E. lenta促进类风湿关节炎的机制

机制上,E. lenta可能通过两条途径促进RA:一是Cgr2介导的Th17激活(Th17在RA发病中起核心作用);二是II型胶原模拟蛋白诱导的抗原特异性自身免疫。这两条途径可能协同作用,共同驱动关节炎症。

3
多发性硬化(MS)

证据强度一般

• E. lenta在多发性硬化患者中富集

多发性硬化(MS)是一种中枢神经系统脱髓鞘疾病。多项研究报告E. lenta在MS患者中富集。最引人注目的发现是E. lenta特异性IgA⁺ B细胞能够从肠道迁移至中枢神经系统,参与活动性病灶的炎症反应,这一发现为“肠-脑轴”在MS中的作用提供了具体的细胞和分子机制。

4
其他自身免疫性疾病

• 系统性红斑狼疮(SLE):未治疗的SLE患者肠道中E. lenta富集,且与自身免疫和促炎特征相关。

• 格雷夫斯病:患者肠道菌群组成和基因改变中,E. lenta被鉴定为特异性诊断生物标志物。

• 强直性脊柱炎和脊柱关节炎:E. lenta在患者中富集,但因果关系尚未建立。

• 白塞氏葡萄膜炎:报告了E. lenta的富集。

• 乳糜泻:仅治疗患者中显示富集,需排除治疗混杂因素。

• IgG4相关疾病和系统性硬化症:经模型调整后仍显示E. lenta富集。

5
代谢性疾病

• 2型糖尿病(T2D):E. lenta在T2D患者中富集。有研究通过纳入初治患者和糖尿病前期对照,部分排除了二甲双胍治疗的混杂影响。

机制上,E. lenta 可产生咪唑丙酸,该代谢物通过 mTORC1 损害胰岛素信号,并影响动脉粥样硬化和下丘脑功能。

• 终末期肾病:E. lenta在患者中富集,且动物实验支持其致病作用。

6
心血管疾病

• 动脉粥样硬化:E. lenta相关的咪唑丙酸被证明是动脉粥样硬化的驱动因子和治疗靶点。

• 急性冠脉综合征:未治疗患者中E. lenta富集。

• 心力衰竭:经模型调整后仍显示富集。

考虑到地高辛是治疗心衰和房颤的常用药物,而E.lenta能够灭活地高辛,该菌在心血管疾病中的作用具有双重意义:它既可能通过炎症代谢物促进心血管疾病,又可能直接影响心血管药物的疗效。

7
肿瘤

E. lenta与肿瘤的关系呈现复杂的双向模式:

• 胰腺癌:孟德尔随机化分析和小鼠实验均支持E.lenta对胰腺癌的保护作用,其机制涉及肿瘤浸润CD8⁺ T细胞和自然杀伤T细胞的增加。

• 结直肠腺瘤和息肉:E. lenta在腺瘤性息肉患者中减少,但在结直肠癌中的关联结果不一致。在粪便免疫化学试验阳性的人群中,E. lenta被报告为减少。

• 肺腺癌:在初治患者中富集。

这些结果提示,E. lenta在不同肿瘤类型和不同疾病阶段中可能扮演不同角色,从保护因子到风险因子都有可能。

8
炎症性肠病(IBD)

• 阿尔茨海默病:E. lenta在患者中富集。

• 重度抑郁症:报告了富集。

• 精神分裂症:仅在抗精神病药物治疗后富集,提示可能是药物效应而非疾病本身的特征。

• 慢性疲劳综合征/肌痛性脑脊髓炎:关联结果不一致,有报告减少,也有报告富集。

咪唑丙酸对下丘脑活动和应激相关行为的调节,以及E. lenta特异性B细胞向中枢神经系统的迁移,为理解”肠-脑轴”提供了新机制。

9
菌血症与机会性感染

尽管E. lenta通常被视为肠道共生菌,但在免疫功能低下、胃肠道屏障受损或存在腹腔感染灶的患者中,该菌可引起菌血症。

研究系统分析了 E. lenta 菌血症的临床和微生物学特征,发现其常与胃肠道恶性肿瘤、腹腔手术及憩室炎相关,且多为多微生物感染。该菌通常对甲硝唑、碳青霉烯类和氯霉素敏感,但对万古霉素和氨基糖苷类的敏感性差异较大。

潜在有益作用

与上述疾病关联形成对比的是,E. lenta也有许多的健康保护作用:

• 抗菌防御:E. lenta产生的DCA抑制艰难梭菌生长,isoLCA/isoalloLCA抑制艰难梭菌和耐万古霉素肠球菌,PLA抑制金黄色葡萄球菌。

• 抗病毒/抗真菌免疫:特定菌株激活Th17细胞,这可能增强对病毒和真菌感染的黏膜防御。

• 抗炎平衡:3-oxoLCA/isoLCA抑制Th17,isoDCA/isoalloLCA促进Treg,这些抗炎代谢产物可能帮助维持肠道免疫稳态。

• 长寿相关:百岁老人肠道中E. lenta产生的isoLCA和isoalloLCA水平升高,与抗菌防御和健康长寿相关。

Eggerthella lenta 的针对性干预策略

▸ 饮食干预

饮食是调控肠道菌群最安全、最可行的手段。针对E. lenta的饮食干预策略包括:

①精氨酸补充

高精氨酸饮食(3% Arg)可抑制 Cgr2 活性,阻断 cgr2⁺ E. lenta 激活 Th17 细胞及加重结肠炎。

精氨酸经精氨酸脱亚胺酶途径代谢,高浓度可能通过改变细胞内氧化还原状态或竞争性结合 Cgr2 活性位点抑制其功能。需注意,精氨酸也是 E. lenta 的生长限制因子,过量摄入或可促进其增殖,整体效应仍待进一步研究。

② 多酚饮食

摄入富含木脂素(亚麻籽、芝麻、全谷物)、鞣花单宁(浆果、核桃)和羟基肉桂酸(咖啡、水果、全谷物)的食物,可以为E. lenta提供代谢底物,促进肠木脂素、尿石素和PLA等有益代谢产物的产生。

然而,由于E. lenta菌株的代谢能力存在个体差异,“精准营养”需要考虑个体的菌群组成。

③ 膳食纤维

虽然E. lenta不直接发酵复杂多糖,但膳食纤维通过改变肠道整体环境(pH、短链脂肪酸、微生物互作)间接影响E. lenta的丰度和活性。

④ 饮食模式

西方饮食(高脂肪、高蛋白、低纤维)与E. lenta丰度增加相关,而地中海饮食等富含植物性食物的饮食模式可能促进该菌的有益代谢活性。

▸ 药物共给药与剂量调整

① 地高辛与抗生素

当地高辛与抗生素合用时,E. lenta被抑制可能导致地高辛血药浓度升高和毒性风险增加。反之,携带cgr2⁺菌株的患者可能需要更高剂量的地高辛。临床建议在使用地高辛前检测E. lenta cgr2状态,并在抗生素治疗期间加强血药浓度监测。

② Cgr2抑制剂

基于Cgr2的酶学特征和结构,开发特异性抑制剂可能成为治疗cgr2⁺ E. lenta相关IBD和RA的新策略。精氨酸本身可作为天然抑制剂,但更强效和特异的小分子抑制剂有待开发。

③ P-糖蛋白调控

肠道放线菌分泌的P-糖蛋白ATP酶抑制剂可促进药物吸收,这一发现提示可以通过调控微生物来优化口服药物的生物利用度。

▸ 益生菌与工程菌

• 有益菌株的筛选:部分E. lenta菌株(如不表达cgr2但产生抗炎胆汁酸的菌株)可能作为下一代益生菌。然而,由于该菌的厌氧特性和潜在的机会性感染风险,安全评估需极为谨慎。

• 工程化E. lenta:2022年开发的CRISPR-Cas遗传工具使得工程化E. lenta成为可能。未来可以设计具有增强抗炎代谢产物产生、缺失致病基因(如cgr2)或携带治疗性分子的工程菌株。

• 合成菌群:构建包含E. lenta和其他协作菌的合成群落,用于特定代谢功能的重建(如木脂素转化或艰难梭菌抗性)。

▸ 噬菌体治疗

• 烈性噬菌体:从废水中分离的E. lenta噬菌体以及通过生物信息学预测的噬菌体为靶向清除特定致病菌株提供了可能。噬菌体治疗具有高度物种甚至菌株特异性,不会像抗生素那样破坏整个菌群。

• 工程化噬菌体:利用原噬菌体元件工程化改造的烈性噬菌体可用于递送CRISPR-Cas系统或其他治疗性载荷,实现精确的基因敲除或代谢调控。

然而,E. lenta强大的CRISPR-Cas防御系统和其他防御机制是噬菌体治疗面临的主要挑战。需要筛选能够逃避宿主防御的噬菌体,或开发联合策略来克服细菌耐药。

目前,DNA递送至肠道厌氧菌仍是技术瓶颈,但噬菌体和接合质粒的研究进展正在逐步克服这一障碍。

▸ 粪菌移植(FMT)的考量

在粪菌移植(FMT)实践中,供体和受体的E. lenta菌株类型可能影响移植效果。例如,向IBD患者移植不携带cgr2的E. lenta菌株可能有益,而移植cgr2⁺菌株则可能有害。未来的FMT可能需要对供体进行菌株水平的筛选。

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