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明星艾克曼菌可能参与肠道产氢!

艾克曼菌能协助癌症免疫改善效果,对糖尿病、肥胖和心血管病都有一定预防效果。这是肠道菌中的战斗机,是神药菌的典型代表。根据分析,这种菌也是肠道内氢气产生的关键成员。在分解某些人体胃肠道不能分解吸收的寡聚糖方面,具有重要地位。促进氢气可能是这种菌能产生多种健康促进和协助免疫改善等效应的重要基础。
 

艾克曼菌的突出代谢特点,是能分解利用粘蛋白。粘蛋白是肠道黏膜细胞分泌的一种糖蛋白,能分解这种蛋白是因为能合成能分解糖苷键的糖苷酶,这种酶的另一重要作用就是分解寡聚糖,而寡聚糖一般无法被人体小肠内的消化酶分解,只能保留到大肠被大肠内细菌分解,分解寡聚糖的细菌主要依靠糖苷键,分解为单糖就可以被更多细菌分解,也能被人体肠道吸收。这个分解过程会因为增加大肠内碳水化合物的分解能力,也是肠道内氢气产生的重要能量来源。如果艾克曼菌自己有氢化酶(拥有多种氢化酶基因),这个细菌就具有产氢气的能力。如果没有这个能力,这也没有关系,其他有氢化酶的大肠杆菌可以在艾克曼菌的协助下,获得黏蛋白的糖链,增加产氢能力。
 

认为这种细菌能提高氢气的产生,另一重要线索是口服寡聚糖能增加这种细菌的数量。将来研究的重点,首先是确定艾克曼菌是否能自身产氢。这种细菌的基因组含有氢化酶,这是独立产生氢气的基因基础。其次是研究调控这种细菌后,身体产生氢气的总量是否改变。这种改变是否和肿瘤免疫改善敏感性有关。临床研究方面,确定免疫改善敏感性和患者呼吸氢气水平的关系,调整产氢能力,或者补充氢气观察对免疫改善敏感性的影响。
 

该细菌确实存在能合成氢气或分解氢气的氢化酶基因:
 

明星艾克曼菌可能参与肠道产氢!
 

嗜粘蛋白-艾克曼菌最近非常火热。这种菌不仅是肥胖糖尿病等慢性病相关,也发现对控制炎症,保护肠道黏膜屏障,甚至是决定癌症免疫改善是否有效的条件。艾克曼菌的发现历史不长,2004年才首次报道。是荷兰学者Willemde Vos实验室发现并且鉴定出来,是微疣菌门的唯一成员,人体肠道内比例高达1-5%。严格厌氧菌,唯一碳氮来源是粘液中的粘蛋白。粘蛋白是肠道上皮细胞分泌的一种糖蛋白,富有粘性,胃肠道内表面有大量分布。为了纪念荷兰微生物学家Atnoon Akkermans命名为艾克曼菌。
 

2017年法国学者在《科学》报道,艾克曼菌能增加癌症免疫改善效果。PD-1抑制剂是一种免疫检查点抑制剂,是改善多种癌症的新型免疫改善药物。对249个接受免疫改善的癌症患者进行分析,发现其中改善前后服用抗生素的69个人癌症很快复发,存活时间更短。患者是肺癌、肾癌、膀胱癌。结果提示,抗生素破坏肠道菌群可能是免疫改善失效的原因。说明某些肠道细菌是免疫改善效果的必须的。
 

进一步研究发现,对PD1抑制剂改善效果好的患者,肠道菌群的多样性更高。尤其重要的是,改善效果好的患者体内艾克曼菌更多。这种菌在正常健康人肠道内大约占5%。表明艾克曼菌数量和免疫改善效果之间存在相关性。为确定这种菌是影响改善效果的原因,给无菌小鼠移植改善效果好的患者菌群。结果发现,对改善无反应的小鼠接受菌群后也对改善产生了反应。早期PD1免疫改善结果发现,只有25%的患者对改善有反应,大多数没有效果。这一研究结果提示,艾克曼菌多少可能是改善效果的重要影响因素。使用抗生素破坏人体的健康肠道菌群可能导致改善失败。
 

艾克曼菌能合成糖苷酶,是分解粘蛋白的关键。分解寡聚糖也需要糖苷酶。神药二甲双胍和寡聚果糖都可以促进艾克曼菌增殖。已经知道艾克曼菌跟很多健康问题有关系,被认为是新型肠道益生菌。过去发现,超重或肥胖人群、未经改善的II型糖尿病或炎症性肠病人群中,肠道细菌中艾克曼菌比例低,《自然医学》最近刚刚发表一项小型临床试验论文,发现给人服用经过高温处理的艾克曼菌也能产生效果,可有效地阻止前驱糖尿病和重危心血管病患者病情恶化,减少肺部炎症,降低体重以及胆固醇水平。
 

寡聚糖又称低聚糖或寡糖,是指2到10个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的一类糖。包括甘露寡糖、果寡糖、寡木糖、a寡葡萄糖、寡葡萄糖、寡乳糖等。寡聚糖具有稳定的理化性质,作为某些蛋白质特殊受体,在细胞识别、增殖分化、病原体感染等方面有着主要的作用。小肠非吸收性寡糖与肠道菌群有着特殊的关系。对调整菌群结构,维持肠道正常环境,调节肠道功能,提高机体健康水平具有重要作用。
 

寡聚糖具有一些共同的特点,难以被胃和小肠消化吸收,甜度低;促进肠道内双歧杆菌的增殖并活化之,双歧杆菌产生的乳酸和醋酸降低肠道pH值,抑制病原菌生长;有利于B族维生素,提高机体免疫力。这种寡聚糖有一个非常重要的功能就是促进肠道细菌产氢,这方面一般不被人重视。
 

当然这种细菌有这种基因不等于能产氢气,只是可能能产氢气。能产生氢气不一定是产生健康促进作用的所有原因,只是有可能是其中之一。最近有许多研究发现,这种菌即使是死的也能产生疾病改善效果,这样的作用显然就和氢气产生无关。这些问题都是非常值得深入研究的。研究氢气和菌群的关系,应该把这个细菌作为重点或突破口。
 

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