摩根氏菌（Morganella morganii）细菌培养板上的图像。
图片来源：Ajay Kumar Chaurasiya (CC BY-SA 4.0)
越来越多的研究表明，肠道微生物组可以影响人类健康，包括心理健康。然而，哪些细菌物种会影响疾病的发展及其具体机制仍在逐步揭开。
例如，一些研究发现，肠道中的一种细菌——摩根氏菌（Morganella morganii）与重度抑郁症之间存在显著关联。但直到现在，没有人能确定这种细菌是否以某种方式推动了该疾病的发展，还是该疾病改变了微生物组，亦或是有其他因素在起作用。
哈佛医学院的研究人员现已确定了一种生物学机制，进一步证明了摩根氏菌对大脑健康的潜在影响，并提供了一个合理的解释。这项发表在《美国化学会志》上的研究揭示了一种促炎分子的作用机制，为诊断或治疗某些抑郁症病例提供了新的靶点。它还为探究其他肠道微生物如何影响人类健康和行为提供了路线图。
炎症机制的发现
研究表明，一种环境污染物二乙醇胺（diethanolamine，简称DEA）有时会取代摩根氏菌在肠道中生成的一种分子中的糖醇位置。
这种异常分子随后激活了正常分子不会引发的免疫反应，刺激释放炎症蛋白（如细胞因子，特别是白细胞介素-6，IL-6）。研究团队认为，这从摩根氏菌开始到抑郁症结束，讲述了一个连贯的故事，因为慢性炎症与许多疾病的产生有关，并已被与抑郁症联系在一起。
此前的研究已经将IL-6与重度抑郁症相关联，并将摩根氏菌与2型糖尿病和炎症性肠病（IBD）等炎症性疾病联系起来，进一步强化了这一联系。
未来的研究将需要确认摩根氏菌的这种异常产物是否确实是重度抑郁症的确切原因，并评估其在多少病例中发挥作用。
抑郁症治疗的新突破
DEA用于工业、农业和消费品中。
“我们知道微污染物可以融入体内的脂肪分子，但我们不知道这是如何发生的，也不知道接下来会发生什么，”Clardy说。“DEA代谢为免疫信号完全出乎意料。”
研究团队建议，DEA可以被添加到用于检测某些抑郁症病例的生物标志物列表中。
该研究还加强了关于重度抑郁症（或部分病例）可以被视为自体炎症或自身免疫疾病，并可能通过免疫调节药物成功治疗的论点，Clardy表示。
更广泛地说，揭示细菌产物如何通过结合污染物改变人体免疫功能，开启了探索其他肠道细菌在免疫系统和其他人体生物系统中的作用的大门，作者们说。
“现在我们知道了要找什么，我认为我们可以开始调查其他细菌是否也进行类似的化学反应，并开始寻找其他代谢产物如何影响我们，”Clardy说。
实验室合作揭示真相
这一进展得益于Clardy实验室（专注于小分子化学，尤其是由细菌产生的具有医学意义的小分子）与Xavier实验室（擅长揭示微生物组如何在分子水平上影响健康和疾病）的合作。
近年来，两个实验室的合作在解开肠道细菌、免疫系统和健康结果之间的相互作用机制方面取得了突破，包括：
- 成功将单一细菌（Akkermansia muciniphila）、它产生的分子、它运作的途径以及生物结果（保护免受炎症和提高对癌症免疫疗法的敏感性）联系起来，这是一个罕见的成就。
- 发现肠道细菌R. gnavus产生一种免疫刺激糖分子链，可能解释其与克罗恩病和IBD的关联。
- 发现看似无害的“咽喉链球菌”（S. pyogenes）表面的脂肪分子实际上可以激活免疫系统释放炎症细胞因子——解释了为什么该细菌有时会导致严重的免疫并发症，如何可能促成狼疮等自身免疫疾病，以及如何改进癌症免疫疗法。
该脂肪分子属于心磷脂家族，研究团队进一步证明其他心磷脂也可以触发细胞因子释放。在新研究中，研究人员惊讶地发现，当DEA取代摩根氏菌生成的分子时，该分子开始像心磷脂一样起作用。
资助来源
这项工作得到了美国国立卫生研究院（NIH，资助编号R01AI172147）和Leona M. 和 Harry B. Helmsley慈善信托基金（2023A004123）的支持。作者还感谢HMS分析化学核心设施、HMS生物分子NMR设施（前东四区NMR设施；NIH OD028526）和化学与细胞生物学研究所（ICCB）-Longwood筛选设施的支持。
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