腸道核心菌屬——薩特氏菌(Sutterella)

Sutterella是一種革蘭氏陰性桿細菌,Sutterella對於人體健康的影響大多可表現在胃腸道類紊亂以及神經系統性疾病。

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Sutterella——薩特氏菌

Sutterella是一種革蘭氏陰性桿細菌,主要從腸道和胃腸道感染中分離出來的。其屬的成員已從橫膈膜下方的人類感染中分離出來。

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來源:spectrumnews   

01

了解Sutterella

Sutterella(薩特氏菌)是變形菌門最豐富的菌之一,是一種厭氧或微需氧的、耐膽汁、解糖 、非運動不形成孢子和球桿菌形的短桿狀革蘭氏陰性球桿菌

Sutterella菌的體型極小,約0.4 到 2 微米,只能在培養基上形成小型菌落。當收集的細菌聚整合一團時,呈現為紅色的特徵。

腸道Sutterella中主要分為兩大類,分別為華德薩特菌(Sutterella wadsworthensis)和糞鏈球菌(Sutterella stercoricanis)。

其中Sutterella wadsworthensis 菌是一種不溶性、硝酸鹽陽性、酶陰性的有機體,需要甲酸鹽、富馬酸鹽或氫作為生長添加劑,並可在瓊脂培養基中培養。

掃描電子顯微鏡圖像(S. wadsworthensis)

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Mukhopadhya I, et al., PLoS One. 2011

Sutterella通常與人類疾病有關,例如自閉症、唐氏綜合症和炎症性腸病 (IBD),但這些細菌對健康的影響仍不清楚。 

Sutterella 屬的成員是腸道重要的共生菌,在健康成人十二指腸中含量豐富,朝向結腸的梯度逐漸減小。在人類胃腸道中具有輕度促炎能力,並且對與微生物群失調和變形菌增加相關的上皮穩態破壞沒有顯著貢獻。  

02

相關疾病

母體傳播,IgA缺乏

——Sutterella可以將腸道疾病從母親傳給後代

一項發表在《自然》雜誌上報告説,該研究發現,母鼠可以通過一種名為 Sutterella的腸道細菌,將腸道疾病的易感性傳遞給她的後代,例如炎症性腸病。

長期以來,科學家們一直推測,母親可以通過分娩過程,然後通過母乳餵養和接吻將有益細菌傳遞給她的後代。這些無數的細菌迅速傳播並覆蓋嬰兒的皮膚、口腔和消化道。

到目前為止,大多數醫生都認為 IgA 缺乏症(見於慢性腹瀉、克羅恩病和潰瘍性結腸炎等疾病)主要是遺傳性的,這意味著這種缺乏症是通過基因遺傳的。這一新發現是首次鑒定出後代可以遺傳的特定特徵——是一種稱為免疫球蛋白 A 或 IgA 的血液蛋白缺乏,它是腸道疾病的根源——由特定的可以從母親傳給後代的細菌基因引起。

研究發現成年小鼠通過糞便將 Sutterella 細菌傳播給彼此,而母鼠在出生後不久將 Sutterella 細菌直接傳播給它們的後代,從而傳遞了這種低 IgA 的特徵。Sutterella 抑制 IgA 的分泌。但是注意Sutterella 可能只是改變人類疾病易感性的眾多細菌之一。

炎症

——Sutterella具有抑制降解IgA的能力

Sutterella會過分泌IgA蛋白酶,降解IgA,從而降低腸粘膜中IgA的濃度損害腸道抗菌免疫反應功能。但有實驗指出Sutterella並不會引起大量的炎症反應,但是因為這項研究並沒有確切以及多項的實驗進行證明,所以並不能得出決定性的結論。

糞菌移植研究中發現,Sutterella的豐度和UC(潰瘍性結腸炎)緩解程度呈負相關;並且,在臨床隊列的研究中發現,Sutterella豐度和炎症細胞因子(IL-12, IL-13,IFN-γ)水準呈負相關

同樣的,在一組體外實驗中Sutterella能黏附於腸上皮細胞,促進IL-8的分泌,有輕微促炎作用,但不破壞單層上皮細胞完整性。

炎症性腸病 (IBD) 發生在遺傳易感個體中,這是由於未知的環境觸發因素所致,可能是迄今為止未知的細菌病原體。

兒科炎症性腸病或乳糜瀉患者與健康對照組之間 Sutterella 豐度未檢測到顯著差異。

另一項研究中表明,炎症性腸病成人結腸活檢中 Sutterella wadsworthensis 的豐度與對照組沒有差異, Sutterella parvirubra 比其他兩種 Sutterella 粘附性更好

S. wadsworthensis 最初更頻繁地從 IBD 受試者中分離出來,因此進行了這項綜合研究以闡明其在 IBD 中的作用。利用這些樣本,開發了一種新設計的 PCR,以研究這種細菌在成人潰瘍性結腸炎患者中的流行情況。  

發現83.8% 的成年潰瘍性結腸炎患者檢測到Sutterella wadsworthensis,對照組為86.1% (p= 0.64). Sutterella 16S rRNA 基因序列也在克羅恩病和潰瘍性結腸炎患者的腸活檢和糞便樣本中得到鑒定。但因缺乏相關流行病學以及致病潛力的證明,所以對其是否存在人類感染以及炎症部位的物種代表原因還有待研究

腹瀉

——Sutterella對於腹瀉具有正相關影響

在一項對健康仔豬進行的實驗中,採用16srRNA基因測序和宏基因組等技術測序糞便菌群得到其在屬水準中,斷奶前腹瀉仔豬糞便菌群Prevotella、Sutterella和Anaerovibrio相對豐度都具有顯著的增加

在對關於抗生素性腹瀉(Antibiotic-associated diarrhea,AAD)的相關實驗中,30隻七周齡SPF級雄性大鼠的糞便樣本進行高通量測序發現,中藥製劑在緩解抗生素性腹瀉的同時,也顯著改變了腸道菌群結構組成。其中,Sutterella屬的相對豐度與SLBZS的給藥呈負相關,與AAD病情的發展呈正相關,表明Sutterella屬對於AAD的發生發展可能有重要作用。

而在屬水準上,Sutterella屬和Bacteroides屬可能與AAD的發生發展關係密切。

糞菌移植FMT治療效果

研究發現Sutterella可能在FMT治療反應中起重要作用。在FMT治療前後收集的患者糞便和結腸樣本中,與未獲得緩解的患者相比,FMT後未達到緩解患者體內的Fusobacterium gonidiaformans、Sutterella wadsworthensis和大腸桿菌種類增多,血紅素和脂多糖生物合成水準增加。

一系列微生物類群與緩解不足有關,包括梭桿菌屬(Fusobacterium)、薩特氏菌(Sutterella)、嗜血桿菌、大腸桿菌、嗜雙歧桿菌等。

Sutterella、Eshcerichia和血紅素生物合成可能允許為潰瘍性結腸炎的FMT治療精心選擇合適的供體和患者,並告知如何修改FMT治療或更明確的(如窄譜)治療微生物操作,以提高其治療效果。

自閉症

研究人員發現,被診斷患有自閉症和胃腸道紊亂的兒童中,超過一半的腸道活檢組織中存在 Sutterella菌,而通常發育中的胃腸道紊亂兒童的活檢組織中沒有 Sutterella。 

胃腸道症狀,如便秘、腹瀉、腹痛和腹脹,在自閉症兒童中很常見。但目前尚不清楚胃腸道不適是自閉症的核心特徵還是挑食或其他疾病症狀的結果。

研究人員已從闌尾炎等感染和克羅恩病(一種導致胃腸道炎症的自身免疫性疾病)患者中分離出Sutterella。然而,目前尚不清楚這些細菌是感染的原因還是後果,也不知道它們是否總是存在於健康個體中。

目前尚不清楚兒童的胃腸道症狀是否是由Sutterella引起的,但這種細菌可能會取代有益的共生細菌,從而導致症狀。

11名孤獨症兒童和1名對照兒童也攜帶與Sutterella交叉反應的抗體,Sutterella是感染和炎症的跡象。根據PCR分析,其中三名兒童對Sutterella不呈陽性,這表明總共有15名兒童可能攜帶該細菌。

肥胖

Sutterella是 LPS 的重要來源之一,可影響腸道通透性,導致血漿中 LPS 濃度增加(內毒素血症),與肥胖受試者典型的慢性低度炎症有關。大部分研究表示體重和脂肪量增加以及空腹胰島素與擬桿菌、梭狀芽孢桿菌、Sutterella 和腸桿菌科呈負相關

運動健身鍛鍊可以有助於減肥,一項研究證實高效有氧健身鍛鍊與Sutterella豐度增加和物種多樣性呈正相關

其他

   ● 由21號染色體三體所引發的神經發育遺傳病——唐氏綜合症,其患者的異常行為評分與大量的Sutterella顯著相關

    ● 通過對Roux-en-Y胃轉流術(RYGB)和SG後二型糖尿病(T2D)的特定腸道微生物群的研究發現,其Sutterella可能對RYGB後T2D患者的糖代謝産生有益的影響。

Sutterella對於人體健康的影響並不僅限於以上病症,大多可歸類為胃腸道類紊亂以及神經系統性疾病。

03

關於調節Sutterella

岩藻多糖

岩藻多糖具有降低Sutterella豐度的作用。

岩藻多糖是一種從褐藻中獲取的複雜硫酸多糖,被認為是一種蛋白益生元。它可以改變腸道菌群,減緩環磷酰胺誘導的腸道粘膜損傷,減少宿主中的抗原負載和炎症反應。並且,岩藻多糖對減少Sutterella的豐度,以及提高Prevotella的豐度具有顯著的效果

一項健康成年人多酚干預研究顯示Sutterella增加。

低聚半乳糖

低聚半乳糖和低聚果糖的組合可以改善抑鬱的症狀。

補充低聚半乳糖(GOS)以及低聚果糖(FOS)的混合補充物,可以改善嚙齒動物的焦慮以及抑鬱的行為。

一項研究指出給狗服用益生元後檢測出更多的Sutterella。

由於現今對Sutterella相關的臨床性實驗以及具有説服力的研究數據不足,無法支援證明其作用完全性。Sutterella決定性作用以及對人體的確定性影響還有待研究。

維生素D

與所有營養素一樣,維生素適量會幫助身體健康。但是高劑量的維生素會導致小鼠發生嚴重的結腸炎,Sutterella的增加,表明高劑量維生素D導致向促炎症微生物群的轉變。此外,高劑量維生素D小鼠的血清維生素D水準顯著下降,並伴有結腸炎,這可能是由於維生素D代謝産物因攝入過量維生素D引起的腸道炎症所致。

提高維生素D還應該多曬太陽和補充維生素D的豐富的食物,如魚油等。

此外,Sutterella顯示對甲硝唑的耐藥性。

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