“肠道瘙痒”确认为IBS患者痛因，疼痛过程类似于“吃芥末”| 知几研究速递Vol.34

知几文献速递是一个周更栏目

分享一周人体微生态及公共卫生相关前沿新闻

01

“肠道瘙痒”确认为IBS患者的长期痛因，疼痛过程类似于“吃芥末”

研究名称：Activation of pruritogenic TGR5, MRGPRA3, and MRGPRC11 on colon-innervating afferents induces visceral hypersensitivity

期刊：JCI Insight

发表时间：2019年9月19日

IF：6.014

DOI:10.1172/jci.insight.131712

最近，Flinders大学的研究人员在神经系统中找到了IBS（肠易激综合征）的致病受体。他们发现，类似于“皮肤瘙痒”的反应通路，在内脏中也存在。

而这类“瘙痒受体”有助于常见肠道疾病的发展——如全球数百万IBS 患者存在的肠道慢性疼痛，而目前的一些传统药物（如阿片类药物）通常对此无效。

内脏中发生的“超敏反应”与IBS有关（包括痛觉异常、痛觉过敏、结肠转运异常等）。研究人员发现，“瘙痒受体”（Tgr5、MrgprA3和MrgprC11，无论单独还是组合）的激活，可引起结肠传入通路中的基本信号变化。

相对于健康人来说，这些“瘙痒受体”在IBS患者中更常见。这意味着更多的神经元被激活，并导致更多的痛感。

研究人员表示，肠道瘙痒的发生过程，与吃芥末很相似。

“想想吃芥末时会发生什么——它会激活神经上的一个受体，发出疼痛信号。这正是IBS患者肠道在经历瘙痒时发生的情况”，NHMRC和胃肠神经科学研究员Stuart Brierley教授说。

这项研究结果，提示了直接靶向瘙痒受体治疗IBS慢性腹痛的新的治疗策略。

“我们已经将这些结果转化为人体组织测试，现在希望能帮助人们创造一种治疗IBS的口服药物”。

在结肠内注射“瘙痒激动剂”组合可改变动物行为

02

Nature子刊资深编辑：“吃什么决定了你的微生物组”

研究名称：Your microbiome is what you eat

期刊：Nature Reviews Microbiology

发表时间：2019年10月17日

IF：34.648

DOI:10.1038/s41579-019-0287-1

10月17日，《Nature Reviews Microbiology》的资深编辑Ashley York发文汇总了近期3篇饮食-微生物组研究的亮点。

1.Zaramela，Martino和Alisson-Silva 等人研究了肠道微生物群对富含N-糖基神经氨酸（Neu5Gc）的饮食的反应。

Neu5Gc是一种来源于红肉的唾液酸，被认为可促进炎症和肿瘤发生。作者比较了缺乏Cmah（一种合成Neu5Gc的酶）的小鼠在无唾液酸饮食，以及富含Neu5Gc饮食中的肠道微生物群。

他们发现，富含Neu5Gc的饮食会引起微生物群的变化，其中Bacteroidales 和Clostridiales菌的增加最为明显。

随后，他们还在小鼠和人类的微生物组中，鉴定出了偏好Neu5Gc的唾液酸酶，并证实了小鼠和人类的细菌唾液酸酶可从红肉中释放出Neu5Gc，从而具有减少炎症的潜在作用。

2.Ivey等人研究了类黄酮对人体肠道微生物组分的影响。

黄酮类化合物是一类多酚类植物代谢产物，具有改善血压等益处。已知肠道微生物群会影响宿主体内类黄酮的活性和生物利用度，但经常摄入类黄酮对微生物群的影响尚不清楚。

研究人员对240多名健康成年男性的评估结果显示，6个类黄酮亚类与特定的微生物群落模式有关。例如：

• Eggerthella lenta与黄酮醇和黄烷酮的消耗量有关；

• Adlercreutzia equalifaciens的丰度与黄酮醇和黄烷醇单体的消耗量有关。

3.Carmody等人研究了烹饪方式如何影响肠道菌群。

他们发现，食用生/熟肉的小鼠肠道菌群差异不大，但生/熟植物性饮食则使小鼠肠道微生物结构和功能发生了变化：生食小鼠肠道菌群中淀粉、糖和外源物质代谢基因表达较高，淀粉消化率是导致肠道菌群中许多烹饪相关变化的驱动因素。

与烹饪相关的微生物群的变化调节了宿主的能量状态，而且这种变化在人类中也存在。

这些研究共同强调了饮食对肠道微生物群的可塑性。从机制研究中，我们可以摸索以肠道菌群为靶标的个性化营养方法。

03

台湾科学家发现，一种益生菌菌株可改善小鼠睡眠

研究名称：Hypnotic Effects of Lactobacillus fermentum PS150TM on Pentobarbital-Induced Sleep in Mice

期刊：Nutrients

发表时间：2019年10月9日

IF：4.171

DOI:10.3390/nu11102409

睡眠与胃肠健康之间存在动态的双向关系。通过“微生物-肠-脑轴”，肠道微生物群不仅影响消化、免疫和代谢功能，还影响着宿主的睡眠和精神状态。

既往的研究已经发现，一些益生菌可通过靶向“微生物-肠-脑轴”改善睡眠。在本次实验中，台湾阳明大学团队首先筛选了不同的乳酸菌属菌株。随后他们发现，一种特殊的发酵乳杆菌菌株PS150TM具有改善睡眠的作用。

已有一些报告称，该菌株在应激状态下可改变小鼠5-羟色胺通路。于是他们利用小鼠模型，进一步发现：

单独口服发酵乳杆菌PS150TM菌株，显著缩短了小鼠的睡眠潜伏期，并延长了小鼠的睡眠时间。该菌株可以在不影响小鼠活动的情况下，为正常和咖啡因治疗（模拟短期失眠）的小鼠带来潜在的睡眠改善效果。

这为未来开发包括益生菌在内的、安全性更高的助眠剂指明了新方向。

口服L. fermentum菌株对小鼠的影响

04

湖南湘雅医院发nature子刊综述：肠道菌如何参与宿主免疫和代谢

研究名称：Demystifying the manipulation of host immunity, metabolism, and extraintestinal tumors by the gut microbiome

期刊：Signal Transduction and Targeted Therapy

发表时间：2019年10月12日

IF：5.873

DOI:10.1038/s41392-019-0074-5

由肠道微生物群、免疫和系统代谢组成的动态功能网络，对实现和维持宿主的健康和动态平衡具有非常重要的意义。

胃肠道提供一个有利于微生物定植的自然厌氧环境，肠道微生物组反过来对宿主生理产生重要影响，包括：控制宿主蛋白质组的翻译后修饰；刺激免疫系统发育和内环境稳定；保持肠道屏障完整；从饮食中获取难以获取的营养素；合成某些必需的维生素和神经递质；调节神经行为特性、内分泌功能和骨密度，甚至参与药物生物转化。

在这篇综述中，湖南湘雅医院团队总结了肠道菌群参与宿主免疫和代谢的最新证据，肠道菌群对肠外肿瘤（肝癌、乳腺癌、胰腺癌、黑色素瘤）和免疫反应的影响，以及调节肠道菌群的策略，包括基于微生物的、有望成为新的癌症治疗策略的干预手段，并讨论了正在进行的研究和未来值得重点关注的领域。

肠道微生物衍生TRP代谢物对远端器官的影响

其他肠道微生物代谢物如何调节宿主免疫和代谢

肠道微生物及其代谢产物影响肝癌发生发展的潜在机制

05

流行病学数据：中国每年约1.36万婴儿感染B族链球菌，死亡率2.3%

研究名称：Clinical and Molecular Epidemiology of Invasive Group B Streptococcus Disease among Infants, China 

期刊：Emerging Infectious Diseases

IF：7，185

DOI:10.3201/eid2511.181647 

侵袭性B组链球菌（GBS）是一种革兰氏阳性无乳链球菌，GBS感染仍然是全球婴儿（包括高收入国家在内）疾病和死亡的主要原因。

最近，上海交大、西安交大等团队对中国16个省的18家定点医院进行了一项多中心人群研究，目的是确定我国3个月以下婴幼儿GBS感染的流行病学特征，并通过血清分型和多位点序列分型对感染菌株的分子流行病学进行评价。

研究发现，中国每年约有13604例婴幼儿的GBS感染，且在中南部地区的流行率较高。感染导致了1142例GBS相关的死亡，病死率为2.3%。

调查数据显示，B族链球菌对头孢菌素、氨苄西林、万古霉素、美罗培南和利奈唑胺100%敏感。但研究人员观察到，部分患者对四环素（80.1%）、红霉素（78.3%）和克林霉素（68.2%）敏感性降低。

与其他国家类似，97%的侵袭性GBS血清型分布在Ia, Ib, II, III, V型。目前我国的五价和六价GBS疫苗将覆盖上述所有血清型。

研究强调了孕产妇接种GBS疫苗，以预防新生儿侵袭性B组链球菌感染的疾病预防策略。

按省份划分的3个月以下婴儿侵袭性B组链球菌病发病率

06

Cell子刊：免疫系统的基因差异塑造微生物群

研究名称：Polymorphic immune mechanisms regulate commensal repertoire

期刊：Cell Reports

发表时间：2019年10月15日

IF：7.815

DOI:10.1016/j.celrep.2019.09.010

微生物组研究人员面临的挑战之一是，将微生物从一只小鼠转移到另一只小鼠时，由于“批量效应”或“遗留效应”，很难比较实验结果——它很大程度上取决于源动物的微生物组、吃什么样的食物、住在哪里等。即使两个不同实验室的研究人员使用了具有相同基因背景的同一品种小鼠，他们在分析受试者的微生物群时也往往会得到不同的结果。

芝加哥大学科学家的最新研究表明，免疫系统的遗传差异，可决定细菌在消化系统中聚集的方式。

研究人员通过使用相同的“输入”微生物群定殖不同基因的无菌动物，来探究多态性宿主基因如何塑造肠道微生物群落。他们分析了接受微生物移植的小鼠及其后代体内产生的微生物的基因组序列，并比较不同免疫系统基因的影响。

动物有两种主要的免疫类型：先天性和适应性免疫系统。当研究这些不同的免疫机制如何影响受试小鼠的微生物群时，他们发现：

虽然适应性免疫对某些菌株的细菌有一定的影响，但总体上影响并不显著。在某些情况下，细菌甚至利用适应性免疫反应来茁壮成长。相反，他们看到的大多数差异可能归因于先天的多态性基因，或者MHC（主要组织相容性复合体）基因的不同变异。

遗传背景决定了“输入”相同微生物群后的“输出”

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07

Cell：肠道菌对轮状病毒感染的防治，详解小儿秋季腹泻的个体差异及潜在疗法

研究名称：Segmented Filamentous Bacteria Prevent and Cure Rotavirus Infection

期刊：Cell

发表时间：2019年10月10日

IF：36.216

doi:10.1016/j.cell.2019.09.02

10月10日，《Cell》刊发了题为《分段丝状细菌对轮状病毒感染的预防和治疗》的新研究，指明一种叫做分段丝状细菌的肠道菌在轮状病毒感染中扮演着重要角色，并解释了轮状病毒在某些人群中引发严重致死性疾病的分子机制，或有助于开发轮状病毒感染的治疗和预防性新策略。

该研究的主要发现包括：

• 某些小鼠群体对轮状病毒感染能产生自发抗性；

• 粪便微生物移植可以转移对轮状病毒感染的这种抗性；

• 抗性源于分段丝状细菌，它介导了对轮状病毒感染的保护作用；

• 分段丝状细菌能够增加上皮细胞周转，从而起到阻碍轮状病毒感染及相关腹泻的作用。

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08

Nature子刊：黏液如何驯化微生物？麻省科学家挖掘出疾病治疗新金矿，或将影响抗生素耐药及黏液缺陷等疾病的治疗

研究名称：Mucin glycans attenuate the virulence of Pseudomonas aeruginosa in infection

期刊：Nature Microbiology

发表时间：2019年10月14日

IF：14.3

DOI: 10.1038/s41564-019-0581-8

10月14日，来自麻省理工学院的一项新研究表明，在人体的眼睛、肺、胃肠道和泌尿生殖道等部位的黏液包含着数百种黏蛋白聚糖（Mucin glycans）；这些分子可以直接干扰细菌行为，如不再产生毒素、不再附着或杀死宿主细胞，甚至都不再表达细菌交流所必需的基因等；阻止细菌彼此交流，形成传染性生物膜，最终使得细菌变得无害。

此外，黏液还能与包括链球菌和真菌白色念珠菌在内的其他病原体间的相互作用，甚至能阻止微生物耐药基因的传播，且与细菌的运动和聚集无关。

这也意味着，除了过去我们所知的润滑以及物理屏障的作用；黏液的保护作用要更多、更全面。这一发现，对于人类疾病的治疗来说，无疑是“一座金矿”。

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09

走进冷冻室的娱乐明星|人类的胖菌第③篇

这是一种近年来流行于运动选手、保健员中的理疗方法。并非说笑，它有自己的专业名词：超低温冷疗（cryotherapy）。

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实际上，使用低温刺激塑形和治疗伤病的方法并不新鲜。

2016年，通过局部冷却减少脂肪层厚度的“冷冻溶脂”法，几乎占据美国塑形治疗总市场的一半；冰敷可降低组织温度和神经传导速度、收缩血管，是常见急性扭伤的首要应对措施；医生也会使用局部冷疗，对付疣或癌症。

然而，抛开各类冷疗手段，温度骤降本身就与减重存在一定联系。一直以来，科学家们就发现，短期的冷暴露会导致能量摄入相关的消耗增加，并抑制体重和白色脂肪量。

直到最近几十年，人们才知道这不仅仅是能量短缺环境下，机体产热的增加导致。冷暴露不仅改变了肠道中细菌的组成，还能激活帮助人类减肥的“棕色脂肪“。

在肥胖系列第3篇中，我们重点关注的是：在微生物层面，肠道菌群是如何参与这一切的。

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封面图源 Bulletproof

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