Science：研究發(fā)現(xiàn)副作用更少的炎性腸病新療法
2013-02-17 17:07
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來(lái)源：medlive
作者：網(wǎng)*
責(zé)任編輯：網(wǎng)絡(luò)
[導(dǎo)讀] 長(zhǎng)久以來(lái)，科學(xué)家們對(duì)大腸埃希菌等有害細(xì)菌能夠在炎性腸?。↖BD）患者消化道中繁殖進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重腹瀉感到困惑不已?，F(xiàn)在，美國(guó)加州大學(xué)Davis分校的研究人員找到了答案，這將有助于人們開(kāi)發(fā)能夠更有效治療IBD的新方法。
長(zhǎng)久以來(lái)，科學(xué)家們對(duì)大腸埃希菌等有害細(xì)菌能夠在炎性腸?。↖BD）患者消化道中繁殖進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重腹瀉感到困惑不已?，F(xiàn)在，美國(guó)加州大學(xué)Davis分校的研究人員找到了答案，這將有助于人們開(kāi)發(fā)能夠更有效治療IBD的新方法。
研究者發(fā)現(xiàn)了IBD患者中有害細(xì)菌生長(zhǎng)、取代有益細(xì)菌并破壞消化道的生物學(xué)機(jī)制。這可能有助于研究者開(kāi)發(fā)副作用更少的IBD新療法。該項(xiàng)研究結(jié)果于2月8日發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。
IBD患者中有益細(xì)菌被免疫系統(tǒng)誤殺，使有害細(xì)菌大量繁殖，從而導(dǎo)致炎癥和腸道損害、慢性腹痛、絞痛、腹瀉以及排便習(xí)慣改變等多種問(wèn)題。美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心估計(jì)，在美國(guó)，包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病的IBD已累及140萬(wàn)人。
在試管和動(dòng)物研究中，研究者發(fā)現(xiàn)腸道中潛在的有害的細(xì)菌（腸桿菌科）利用硝酸鹽（IBD腸道炎癥期間形成的一種副產(chǎn)品）生長(zhǎng)和繁殖。腸桿菌科菌株包括某些大腸埃希菌，可加重IBD患者的腸道損害。最終，IBD患者的腸道內(nèi)會(huì)充滿這些有害細(xì)菌，而消化道中正常的有益細(xì)菌數(shù)量則大幅減少。
“與人類呼吸氧氣很相像，大腸埃希菌能夠利用硝酸鹽代替氧氣進(jìn)行呼吸、產(chǎn)生能量以供生長(zhǎng)。”該研究第一作者Andreas Baumler教授說(shuō)，“在IBD患者中，消化道炎癥產(chǎn)生的硝酸鹽使得大腸埃希菌在營(yíng)養(yǎng)物的競(jìng)爭(zhēng)中擊敗有益的微生物。”
IBD患者的腸道炎癥導(dǎo)致一氧化氮自由基（能強(qiáng)力攻擊細(xì)菌）釋放，Baumler解釋說(shuō)。但是這些一氧化氮自由基非常不穩(wěn)定，最終會(huì)分解成硝酸鹽，大腸埃希菌等細(xì)菌可利用硝酸鹽繁殖和生長(zhǎng)。而消化道中有益細(xì)菌則通過(guò)發(fā)酵生長(zhǎng)，這一過(guò)程要緩慢得多。
據(jù)Baumler介紹，確定大腸埃希菌等細(xì)菌取代消化道中有益細(xì)菌的原因是確定終止IBD疾病過(guò)程的新方法的關(guān)鍵。當(dāng)前的IBD治療是通過(guò)抗生素、糖皮質(zhì)激素或其他強(qiáng)力免疫調(diào)節(jié)藥物抑制免疫系統(tǒng)。但是長(zhǎng)期的副作用可能會(huì)限制它們?cè)贗BD患者中的應(yīng)用以及它們的有效性。
該項(xiàng)研究表明，以產(chǎn)生一氧化氮和硝酸鹽的分子通路以及其他可供養(yǎng)消化道有害細(xì)菌的分子為靶點(diǎn)有可能使IBD患者的腸道環(huán)境恢復(fù)正常。研究者已經(jīng)在對(duì)一種候選藥物進(jìn)行研究，該藥物有可能阻斷IBD中有害細(xì)菌繁殖所需的多種通路。
“我們的想法是，抑制所有產(chǎn)生可被大腸埃希菌等細(xì)菌用來(lái)呼吸及生長(zhǎng)所需的分子通路，這樣基本上能夠抑制這些細(xì)菌生長(zhǎng)。” Baumler解釋說(shuō)。
Host-derived nitrate boosts growth of E. coli in the inflamed gut.
Abstract
Changes in the microbial community structure are observed in individuals with intestinal inflammatory disorders. These changes are often characterized by a depletion of obligate anaerobic bacteria, whereas the relative abundance of facultative anaerobic Enterobacteriaceae increases. The mechanisms by which the host response shapes the microbial community structure, however, remain unknown. We show that nitrate generated as a by-product of the inflammatory response conferred a growth advantage to the commensal bacterium Escherichia coli in the large intestine of mice. Mice deficient in inducible nitric oxide synthase did not support the growth of E. coli by nitrate respiration, suggesting that the nitrate generated during inflammation was host-derived. Thus, the inflammatory host response selectively enhances the growth of commensal Enterobacteriaceae by generating electron acceptors for anaerobic respiration.
