肠道微生物群-胆汁酸轴的动态平衡,可以实现炎症性肠病的治疗?

学术   2024-10-29 18:03   北京  


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导语:炎症性肠病(IBD)发病率在不断攀升,给患者带来了巨大的健康负担。今年,科学家们逐渐发现肠道微生物与胆汁酸之间存在微妙关联。一篇综述聚焦于这一“肠道微生物-胆汁酸轴”,揭示了其在IBD治疗中的独特作用。


在现代社会,随着生活节奏的加快和饮食习惯的改变,炎症性肠病(IBD)的发病率不断攀升,给患者的生活质量带来了严重影响。IBD是一种慢性复发性疾病,其病因复杂,涉及遗传、环境、免疫反应和肠道微生物群等多个因素。


近年来,随着对肠道微生物群研究的深入,人们逐渐认识到肠道微生物群与宿主健康之间的密切联系,尤其是肠道微生物群与胆汁酸(BA)代谢之间的相互作用在IBD的发病机制中扮演着重要角色。


2024年5月,国际期刊Gut Microbes发表了一篇题为“Novel approaches in IBD therapy: targeting the gut microbiota-bile acid axis”的综述,深入探讨了肠道微生物群与胆汁酸代谢之间的相互作用,并评估了肠道微生物群-胆汁酸轴在IBD治疗中的潜力。



01

肠道微生物群与胆汁酸代谢的双向调控


肠道微生物群与BA之间存在复杂的相互作用,这种双向关系在IBD的病理过程中扮演着关键角色。具体来说,肠道微生物群的多样性能够影响BA的组成,而BA的变化又能够反过来改变肠道微生物群的组成和丰度。


在IBD患者中,原发性胆汁酸(PBA)的浓度往往增加,而继发性胆汁酸(SBA)的浓度则减少,这种失衡激活了BA受体,破坏了肠道的完整性和免疫功能。研究表明,IBD患者的肠道中负责BA代谢的细菌群落减少,导致PBA向SBA转化的效率降低(图1)。


注:胆汁酸在肝脏中通过细胞色素P450酶(CYPs)催化,以两种方式从胆固醇合成,然后通过胆汁酸-CoA合成酶(BACS)和胆汁酸-CoA-氨基酸N-酰基转移酶(BAAT)催化与甘氨酸或牛磺酸结合。结合后的初级胆汁酸(PBA)随后在结肠中经历一系列反应,包括解结合、7α/7β-脱羟基化、氧化和差向异构化。大约95%到达末端回肠的胆汁酸被重新吸收,并通过肝脏循环利用。

图1 肠道微生物群调节肝肠循环中的胆汁酸代谢


02

肠道微生物群衍生的BA在IBD中的作用


IBD患者的肠道微生物群失调,导致潜在致病细菌的增加,同时有益细菌的多样性下降。这种失调影响了肠道BA的代谢,导致PBA的浓度上升,与潜在致病细菌如大肠杆菌丰度的增加呈正相关。此外,IBD患者中BA的肠肝循环受到影响,导致BA在肠道中的再吸收减少,从而增加了粪便中的BA排泄。


例如,IBD患者中,石胆酸(LCA)和脱氧胆酸(DCA)等SBA的浓度降低,这表明负责将PBA转化为SBA的细菌如FirmicutesClostridium IVXIVaButyricicoccusClostridiumFaecalibacteriumRuminococcaceaeRoseburia的丰度减少。


03

针对肠道微生物群-BA轴的IBD治疗策略


综述中讨论了多种针对肠道微生物群-BA轴的IBD治疗策略,包括饮食调整、益生菌和益生元的使用、粪便微生物移植(FMT)以及工程细菌的应用。饮食调整,特别是增加膳食纤维的摄入,可以促进肠道中有益细菌的生长,改善BA的代谢,从而减轻IBD症状。FMT作为一种新兴疗法,通过恢复肠道微生物群的平衡,已经在UC患者中显示出了积极的效果。


此外,通过工程菌来调节BA的代谢,为IBD治疗提供了新的思路。例如,通过合成生物学技术,研究人员开发了能够产生活性治疗剂的重组菌株,这些菌株能够在粘膜部位产生IL-10以抑制炎症,或分泌中和性抗TNF-α纳米抗体以阻断TNF-α的促炎效应。


04

肠道微生物群-BA轴在IBD治疗中的潜力


综述强调了通过调节肠道微生物群-BA轴来治疗IBD的潜力。尽管已有研究为这一治疗策略提供了初步证据,但仍需进一步的研究来阐明其具体机制和最佳治疗方案。


未来的研究需要关注个体化治疗策略的开发,以及如何通过饮食、益生元、益生菌和FMT等方法来调节肠道微生物群和BA代谢,以达到最佳的治疗效果。此外,对于工程细菌的应用,安全性和有效性的评估也是未来研究的重点。通过这些研究,有望为IBD患者提供更为精准和有效的治疗选择。


参考文献

PAN Y, ZHANG H, LI M, et al. Novel approaches in IBD therapy: targeting the gut microbiota-bile acid axis[J]. Gut Microbes, 2024, 16(1): 2356284. DOI: 10.1080/19490976.2024.2356284.


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编辑:耳东
二审:且行
三审:清扬
排版:半夏
封面图源:Pixabay

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