致病菌入侵，靠什么适应宿主肠道环境？| 热心肠日报

今天是第925期日报。

致病菌适应性

Nature子刊：肠道菌群代谢产物调控肠道感染

Nature Communications[IF:12.353]

① 鼠柠檬酸杆菌是肠粘膜黏附消除性致病菌，其致病性依赖于毒力基因岛LEE编码的Ⅲ型分泌系统（T3SS）；② 肠道菌群的发酵产物1,2-丙二醇，可增强毒力因子表达，并协调不同因子表达的时序；③ 1,2-丙二醇在鼠柠檬酸杆菌内的代谢，决定其对毒力因子的调控；④ 1,2-丙二醇代谢通过微调T3SS，调控鼠柠檬酸杆菌的定殖；⑤ 肠道菌群代谢产物作为信号，激活致病菌内相应代谢通路并调控毒力基因表达，调节鼠柠檬酸杆菌的致病性和对宿主代谢环境的适应性。

Host-associated niche metabolism controls enteric infection through fine-tuning the regulation of type 3 secretion

10-10  DOI: 10.1038/s41467-018-06701-4

【主编评语】致病菌感染依赖于对宿主环境的适应性。本研究通过研究致病菌的基因表达，发现鼠柠檬酸杆菌响应宿主肠道原生菌群的代谢产物，激活致病菌自身相应的代谢通路，通过调控毒力因子的表达影响致病性。该研究阐释了致病菌适应宿主代谢环境的新模式，对研究肠道感染机制有重要的参考价值。（@小肠君）

致病菌适应性

致病菌感染可能受肠道氨基酸、脂肪酸调节

PNAS[IF:9.661]

① 厌氧条件下，肠出血性大肠杆菌（EHEC）氨基酸、脂肪酸代谢通路与毒力基因表达相关；② 响应半胱氨酸的调控蛋白CutR，与丝氨酸内排泵YhaO、脂肪酸代谢调控蛋白FadR一起，调控EHEC的致病性；③ CutR激活YhaO表达，后者激活转录因子YhaJ，进而直接促进毒力基因表达；④ FadR抑制毒力基因，而CutR通过增强脂肪酸运输蛋白FadL对FadR的抑制作用，增强EHEC致病性；⑤ 鼠柠檬酸杆菌常作为EHEC的替代菌，CutR和FadR可恶化鼠类的鼠柠檬酸杆菌感染。

Redox, amino acid, and fatty acid metabolism intersect with bacterial virulence in the gut

10-22  DOI: 10.1073/pnas.1813451115

【主编评语】致病菌对宿主肠道环境的适应是有效定植、诱发感染的前提。本研究利用基因敲除的模式细菌进行调控蛋白筛选，发现控制肠出血性大肠杆菌毒力基因表达的重要调控蛋白，可能受环境中氨基酸、脂肪酸波动的影响，指示肠道环境中的代谢物可能影响感染性疾病的发展。（@小肠君）

致病菌定殖

ICU病房大忌——肠道菌群紊乱可促进耐药致病菌定植

Clinical Infectious Diseases[IF:9.117]

① 重症监护（ICU）病人的直肠菌群多样性低，致病共生菌丰度高；② 碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌（CRPA）定殖的ICU病人，接受的哌拉西林-他唑巴坦（PIP/TAZ）抗菌治疗更频繁；③ 潜在保护性菌群（如乳杆菌属、梭菌目）丰度降低、肠球菌属定殖优势增加的风险均与PIP/TAZ有关；④ 无抗生素干扰时，阿片类药物与菌群紊乱有关，不用药病人具有较多的潜在保护性菌群，如劳特氏菌属和乳酸杆菌属；⑤ 低CRPA定殖风险与初入ICU时检测到的一系列菌群有关。

Gastrointestinal microbiota disruption and risk of colonization with carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa in ICU patients

11-01  DOI: 10.1093/cid/ciy936

【主编评语】碳青霉烯耐药型铜绿假单胞菌（CRPA）是威胁重症监护病人健康的条件致病菌。本研究对109名重症监护病人的直肠菌群进行跟踪取样，发现一系列潜在保护性菌群有助于抵御CRPA定殖，而哌拉西林-他唑巴坦对菌群稳态的破坏力强，可能有助于CRPA定殖。该研究同时也提示了阿片类药物的潜在抑菌副作用。（@小肠君）

肠道防御

吃坏肚子为啥会引起肠道痉挛和腹泻？

PLoS Pathogens[IF:6.158]

① 食入条件致病菌（苏云金芽孢杆菌、胡萝卜软腐病欧文氏菌）而非共生菌（植物乳杆菌），可快速引起果蝇纵行内脏肌收缩，促进致病菌排出；② 致病菌摄入引起肠腔内活性氧次氯酸积累，次氯酸与其受体TRPA1结合，诱导特定肠内分泌细胞中的钙离子流，促进其释放神经肽DH31，引起邻近的内脏肌收缩；③ DH31的人同源蛋白CGRP，也可在果蝇中促进内脏肌收缩，证明其生理功能保守；④ 这是一种不依赖于免疫系统的快速清除致病菌的肠道防御机制。

The DH31/CGRP enteroendocrine peptide triggers intestinal contractions favoring the elimination of opportunistic bacteria

09-01  DOI: 10.1371/journal.ppat.1007279

【主编评语】吃坏肚子会引起肠道痉挛和腹泻，有利于食源性致病菌的快速排出，这一现象背后有着怎样的机制？PLoS Pathogens近期发表一项果蝇研究，对此进行了阐释。（@mildbreeze）

糖尿病

与HIV感染或高危女性的糖尿病相关的肠道菌群及血浆代谢产物

EBioMedicine[IF:6.183]

① 纳入28名HIV女性感染者（16名患有糖尿病）及20名未感染HIV但感染风险较高的女性（6名患有糖尿病）；② 糖尿病或HIV感染对肠道菌群的细菌α多样性及β多样性均无显著影响；③ 相比于无糖尿病的女性，糖尿病女性患者中纤毛菌属等4个细菌属的相对丰度较低，血浆中与色氨酸分解代谢相关的代谢产物水平较高，而甘油磷脂的水平较低；④ 糖尿病与肠道菌群组成及血浆特定代谢产物的关联不受HIV感染的影响。

Gut microbiota and plasma metabolites associated with diabetes in women with, or at high risk for, HIV infection

10-23  DOI: 10.1016/j.ebiom.2018.10.037

【主编评语】EBioMedicine上发表的一项最新研究，发现在HIV感染或HIV感染风险较高的女性中，糖尿病与肠道菌群组成及血浆代谢产物（特别是与色氨酸代谢相关的产物）显著相关。（@沈志勋）

肠道损伤修复

中国医学科学院樊赛军等：3,3´-二吲哚甲烷缓解辐照引起的肠道损伤

Free Radical Biology and Medicine[IF:6.02]

① 3,3´-二吲哚甲烷（DIM）减轻全腹部辐照（WAI）引起的小鼠死亡或体重减轻状况，促进小肠修复，维持干细胞的增殖和分化；② DIM保护小肠绒毛细胞，增加小肠杯状细胞数量；③ DIM缓解了WAI引起的Lgr5+小肠干细胞及其分化细胞的减少；④ DIM提高抗氧化酶Nrf2的表达，清除活性氧，减少DNA损伤和细胞凋亡；⑤ 体外细胞实验证明DIM提高人类肠细胞存活率，提高抗氧化酶活性；⑥ DIM可恢复被WAI扰乱的小鼠肠道菌群结构。

Amelioration of whole abdominal irradiation-induced intestinal injury in mice with 3,3´-Diindolylmethane (DIM)

10-20  DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.10.410

【主编评语】电离辐射导致的肠道损伤是癌症治疗以及核事故对可能人体造成的严重伤害，治疗手段有限。本研究利用小鼠模型和体外人肠道细胞，证明了3,3´-二吲哚甲烷可以缓解由辐射引起的肠道损伤，维护肠道结构和干细胞功能，恢复肠道菌群结构，具有临床参考价值。（@小肠君）

抑菌副作用

加重肺损伤——广谱抗生素治疗的副作用

Critical Care[IF:6.425]

① 利用广谱抗生素干扰肠道菌群后，通过高潮气容量通风设备诱导小鼠产生机械通气性肺损伤（VILI）；② 抗生素导致的菌群耗减可加重VILI，表现为肺渗透性、氧合指数、肺匀浆细胞因子/趋化因子水平增加，宏观肺损伤加重，肺顺应性降低；③ 广谱抗生素对肠道菌群的耗减，可增加小鼠机械通气损伤相关的炎症反应，使小鼠更易发生VILI；④ 肠道菌群与肺部损伤炎症反应可能存在互作；⑤ 该结果对救治经常使用广谱抗生素的危重病人具有临床意义。

Ventilator-induced lung injury is aggravated by antibiotic mediated microbiota depletion in mice

10-29  DOI: 10.1186/s13054-018-2213-8

【主编评语】抗生素治疗会显著影响肠道菌群结构，进而改变免疫反应。本研究发现，利用广谱抗生素干扰肠道菌群会导致小鼠更易发生机械性通气引起的肺损伤。该结果对救治需要机械辅助呼吸的危重病人，指导合理运用抗生素药物具有重要意义。（@小肠君）

肠道屏障

菌群对肠道屏障发育的影响只在围产期？NO~

Scientific Reports[IF:4.122]

① 小鼠断奶后，共生菌群依然影响结肠屏障的结构和功能；② 与SPF小鼠相比，无菌小鼠的表皮细胞旁通透性低，紧密连接蛋白claudin-1等较高，细胞微绒毛较短；③ 无菌小鼠接受人源菌群移植一周内，结肠菌群结构发生变化，并伴随着短时间内肠上皮细胞内IL-18增加；④ 菌群定植诱导结肠屏障结构的成熟，降低了紧密连接蛋白的表达，提高了结肠表皮细胞旁通透性；⑤ 结肠屏障对菌群定植的适应性，减少了全身细菌抗原暴露，增加了对肠损伤的抵抗性。

Commensal microbiota induces colonic barrier structure and functions that contribute to homeostasis

09-21  DOI: 10.1038/s41598-018-32366-6

【主编评语】成熟而稳定的肠道黏膜对抵御感染具有重要价值。本研究发现共生菌群的定植对肠黏膜成熟具有重要影响，而且该影响不仅限于生命早期。该结果对开发增强肠道屏障功能的菌群干预手段具有参考价值。（@小肠君）

感谢本期日报的创作者：Echo，小肠君，恒，沈志勋，徐笑，MAY DAY，女巫

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