肠道微生物群在UC抗TNF治疗反应中起重要作用。有研究发现Fusobacterium nucleatum（F.nucleatum）感染可加剧病情，其在UC组织中的丰度高于正常组织，且能诱导炎症和免疫反应，但目前尚无特定生物标志物评估UC对抗TNF治疗的反应，微生物群与抗TNF反应的关系及分子机制有待研究。
NAD⁺是生物代谢中的重要辅酶，参与氧化磷酸化、DNA修复和炎症等过程。NAMPT是NAD⁺补救途径的关键酶，其在IBD患儿肠道组织中表达升高，可能作为疾病严重程度的标志物。各种代谢生物标志物可能有助于预测IBD患者的抗TNF治疗反应，但NAD⁺代谢与UC抗TNF治疗反应的相关性尚不清楚。
MAPK是细胞增殖、分化、转化和凋亡的关键调节通路，与抗TNF治疗反应相关。但肠道微生物群在UC抗TNF治疗中是否通过p38 MAPK调节抗TNF反应尚不清楚。
Yongyu Chen团队在Advanced Science（JCR Q1，IF=14.3）在线发表题为“The Gut Microbiota Affects Anti-TNF Responsiveness by Activating the NAD+ Salvage Pathway in Ulcerative Colitis”的文章，报道了F. nucleatum 通过上调NAMPT表达促进NAD⁺补救途径，激活p38MAPK信号通路，促进炎症因子分泌，抑制抗TNF治疗反应。靶向F. nucleatum及其相关途径有望治疗UC耐药性。
1.肠道微生物群影响DSS诱导的结肠炎对IFX治疗的反应
作者将对IFX有反应（RUC）和无反应（NRUC）的UC患者粪便菌群移植到抗生素处理的小鼠中，发现移植NRUC患者菌群的小鼠（NR+DSS+IFX）体重下降更快、疾病活动指数（DAI）更高、结肠长度更短、组织学评分（HS）更高，表明NRUC患者菌群移植影响了DSS诱导结肠炎小鼠对IFX的治疗反应；同时移植RUC和NRUC患者菌群（R+NR+DSS+IFX）对小鼠对IFX的反应无显著影响。
图1. 肠道微生物群影响DSS诱导的结肠炎对IFX治疗的反应
2.FMT改变DSS诱导的结肠炎小鼠肠道微生物多样性
作者通过16SrDNA测序分析，发现NR+DSS+IFX组小鼠肠道菌群的α多样性（Chao1、Simpson和Shannon指数）高于DSS+IFX组，β多样性也有显著变化，Firmicutes、Fusobacteriota等菌门丰度增加，Myxococcota、Proteobacteria等菌门丰度降低。
3.UC患者组织中的肠道微生物群与IFX反应有关
与RUC患者相比，NRUC患者组织中梭杆菌属、巴氏杆菌属和Spirochaetes的丰度显著较高，而Chloroflexi、Deferribacteres和Tenericutes的丰度显著较低。进一步的线性判别分析显示，NRUC患者中Romboutsia和梭杆菌的丰度明显高于RUC患者。相比之下，Akkermansia、Ralstonia、Lachnoclosdium和类固醇杆菌的丰度显著降低。
此外，NRUC组织中F.nuclearum的丰度高于RUC组织。作者进一步使用荧光原位杂交（FISH）检测了89名UC患者组织中的F.nuclearum丰度。F.nuclearium在NRUC组织中检测到的有核细胞百分比高于RUC组织。接下来，我们评估了F.nuclearum丰度与患者临床病理特征之间的关系。F.nuclearum的丰度与临床病程、IFX反应、临床活动和hs-CRP水平有关。因此，F.nuclearum丰度可能与UC对IFX的治疗反应性有关。
图2. UC患者肠道组织微生物多样性的变化
随后，作者给抗生素处理的小鼠灌胃F.nucleatum后进行DSS或IFX处理，发现F.nucleatum感染使DSS+IFX组小鼠体重下降，DAI、结肠长度和组化评分增加，血清中炎症因子（IL-6、IL-18、TNF-α）分泌增加，IL-10分泌减少，同时肠道组织中紧密连接蛋白ZO-1和Occludin表达降低。
4.F.nuclearum通过激活p38 MAPK信号通路促进DSS诱导的结肠炎对抗TNF治疗的耐药性
作者用F.nuclearum和NCM460细胞共培养后转录组测序和ssGSEA分析发现，F.nucleatum感染使NCM460细胞中与MAPK、PI3K-AKT和TNF信号通路相关基因显著富集；体外实验表明F.nucleatum以时间依赖方式增加NCM460和FHC细胞中p38的磷酸化水平；体内实验发现F.nucleatum+DSS+IFX组小鼠结肠组织中磷酸化p38表达高于DSS+IFX组，使用p38信号通路抑制剂adezmapimod（SB203580）可减轻F.nucleatum感染小鼠对IFX治疗的抵抗。
图3. F.nuclearum通过P38 MAPK信号通路影响DSS诱导的结肠炎对IFX的治疗反应
5.F. nucleatum感染与上皮NAD+代谢有关
随后作者对感染F.nucleatum的NCM460细胞进行代谢组学分析，发现53种代谢物显著上调，34种下调，差异代谢物主要富集在烟酸和烟酰胺代谢途径；F.nucleatum感染使NCM460细胞中烟酰胺、6-甲基烟酰胺水平升高，烟酸腺嘌呤二核苷酸水平降低，同时NAM、NMN和NAD⁺水平增加，NAD⁺合成途径关键酶（NAMPT、NRK1、NRK2和NADS）基因表达上调。
基因集富集分析（GSEA）显示NRUC患者组织中NAMPT表达高于RUC患者；RT-PCR和免疫组化结果表明UC组织中NAMPT表达高于正常组织，且NRUC组织中更高；F.nucleatum丰度与NAMPT mRNA表达呈正相关；通过siRNA转染或FK866处理抑制NAD⁺补救途径，可阻断F.nucleatum诱导的NAMPT和磷酸化p38上调以及ZO-1和Occludin下调，减轻小鼠对IFX治疗的抵抗，降低血清和组织中炎症因子水平。
6.F.nuclearum通过调节NAD+修复途径激活p38 MAPK信号通路，抑制抗TNF药物治疗反应性
随后作通过siRNA转染或予FK866（NAMPT抑制剂）处理抑制NAD⁺补救途径，可阻断F.nucleatum诱导的NAMPT和磷酸化p38上调以及ZO-1和Occludin下调，减轻小鼠对IFX治疗的抵抗。
本研究表明肠道菌群变化与UC患者抗TNF治疗反应相关，F.nucleatum通过上调NAMPT表达促进NAD⁺补救途径，激活p38 MAPK信号通路，促进炎症因子分泌，抑制抗TNF治疗反应。靶向F.nucleatum及其相关途径有望治疗UC耐药性。
图4.作用机制图
本文作者：FS
责任编辑：TJY
全文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202413128
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