《细胞》:油酸或有新妙用!哈佛/MIT团队发现,油酸能杀死阴道有害菌,并促进阴道有益乳杆菌生长,或可成为细菌性阴道炎新疗法

学术   2024-09-08 18:02   北京  

*仅供医学专业人士阅读参考


处在育龄期的女性,总会经历一些难“炎”之隐,其中最常见的就是细菌性阴道病(BV)。


BV是以阴道内正常产生过氧化氢的乳杆菌减少或消失,而以兼性厌氧菌及厌氧菌增多为主导致的阴道感染。全球约有高达58%的女性都患过BV。在国内,BV在健康体检妇女中约占11%,在妇科门诊阴道炎症患者中占36%-60%。


BV和糖尿病有点类似之处,即麻烦的不是疾病本身,而是相关的并发症。BV不仅会导致不孕、早产和胎膜早破等问题,还会增加性传播病原体(如HIV、HPV)感染的风险。


目前口服或局部使用抗厌氧菌药物(主要为甲硝唑)是BV的主要治疗策略,但实际上,有超过一半以上的女性会在治疗1年内复发。有研究显示,BV的复发是因为甲硝唑等抗生素会促进与BV相关的有害菌,惰性乳杆菌的生长,而抑制了阴道有益菌,卷曲乳杆菌的生长。


因此找到能促进卷曲乳杆菌生长,且能抑制惰性乳杆菌生长的治疗策略,对深受BV感染和复发困扰的患者而言,十分重要。


近期,麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的Paul C.Blainey团队、哈佛大学医学院的Seth M.Bloom和Douglas S.Kwon团队联合发表了一篇研究。


他们发现,油酸等不饱和长链脂肪酸不仅能抑制惰性乳杆菌生长,还能促进卷曲乳杆菌的生长


这一结果与在卷曲乳杆菌中存在,但在惰性乳杆菌中不存在的两个保守基因(油酸水合酶基因ohyA和脂肪酸外排泵基因farE有关,这两种基因可以帮助卷曲乳杆菌充分利用油酸,并能更好地在油酸环境中生存和繁殖


此外,体外BV模型中,研究人员证实,在促进卷曲乳杆菌生长方面,油酸比传统治疗更有效


研究发表在著名期刊Cell上。


论文首页截图


我们知道,哺乳动物黏膜表面富含长链脂肪酸(LCFAs),同时,这些脂肪酸也是细菌的关键营养物质和细菌膜的重要成分。既往有研究显示,某些不饱和长链脂肪酸(uLCFAs)能对革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌)起到抗菌作用,但截至目前,uLCFAs对女性生殖道乳杆菌的影响还不清楚。


于是,为了观察uLCFAs对女性生殖道乳杆菌,尤其是作为女性泌尿生殖道的第一道防线的卷曲乳杆菌的影响,研究人员采用了改良乳酸菌MRS肉汤培养基(更好模拟阴道环境),通过向培养基中加入多种uLCFAs观察生殖道常见乳杆菌的生长情况。


结果发现,一些uLCFAs,如油酸、亚油酸和棕榈油酸,均能有效抑制惰性乳杆菌的生长,并促进卷曲乳杆菌、格氏乳杆菌、詹氏乳杆菌等多种阴道有益菌的生长。其中油酸对惰性乳杆菌的抑制作用最明显,半数抑制浓度测试结果显示,油酸在低于400μM的浓度下即可对惰性乳杆菌表现出强效的抑制作用。


uLCFAs抑制惰性乳杆菌的生长


进一步研究显示,油酸对惰性乳杆菌的抑制作用是杀菌性的,细胞膜破坏测试表明,油酸处理能使惰性乳杆菌细胞膜遭到严重破坏,从而导致细胞死亡。但油酸的这一杀菌性似乎只针对惰性乳杆菌,对卷曲乳杆菌等有益菌则没有什么影响。


接下来的基因组学和转录组学分析显示,造成油酸既能抑制惰性乳杆菌,又能促进卷曲乳杆菌的关键在于两个基因。在油酸环境中,这两个基因表达都会显著上调。它们分别是油酸水合酶基因ohyA和脂肪酸外排泵基因farE


其中,ohyA主要可以将油酸转化为卷曲乳杆菌可以利用的物质(如10-羟基硬脂酸),帮助卷曲乳杆菌更好地生长,而farE能让卷曲乳杆菌将油酸排出,从而避免脂肪酸在细胞内的有害积累,提高菌株对油酸的耐受性。


更有意思的是,这两个基因在卷曲乳杆菌等阴道有益菌中是保守的(普遍存在的),但在惰性乳杆菌中却是不存在的,这也意味着由于缺乏这两个基因,惰性乳杆菌不能有效处理油酸,最终导致细胞死亡。


惰性乳杆菌中不存在ohyAfarE


这种基因上的差异也解释了油酸抑制惰性乳杆菌的生长,以及促进卷曲乳杆菌生长的原因。随后的基因功能实验再次证实了这两个基因是卷曲乳杆菌能有效利用油酸的关键。


最后,为了测试使用油酸可不可以作为BV的一种治疗手段,于是研究人员构建了一个体外BV模型,并将BV相关细菌菌落培养在含或不含油酸和/或甲硝唑的培养基中。


结果发现,相比甲硝唑,油酸显著促进了卷曲乳杆菌的生长。此外,油酸还抑制了惰性乳杆菌等大多数BV相关菌株,而甲硝唑与油酸联合使用可进一步增强卷曲乳杆菌的优势状态。


研究主要内容一览


综上,该研究表明,油酸通过抑制惰性乳杆菌生长,促进卷曲乳杆菌的生长,恢复了阴道乳杆菌的平衡,使得卷曲乳杆菌处于一个优势地位,展现了其改善BV治疗效果的潜力。未来油酸与甲硝唑联用或可成为治疗BV并减少BV复发风险的有效策略,让我们一起期待进一步的研究吧。


注:目前该研究还只是初步阶段,尚未进入临床,大家请不要轻易尝试呦!


参考文献:

[1]Zhu M,Frank MW,Radka CD,Jeanfavre S,Xu J,Tse MW,Pacheco JA,Kim JS,Pierce K,Deik A,Hussain FA,Elsherbini J,Hussain S,Xulu N,Khan N,Pillay V,Mitchell CM,Dong KL,Ndung'u T,Clish CB,Rock CO,Blainey PC,Bloom SM,Kwon DS.Vaginal Lactobacillus fatty acid response mechanisms reveal a metabolite-targeted strategy for bacterial vaginosis treatment.Cell.2024 Aug 14:S0092-8674(24)00823-7.

本文作者丨张金旭

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