Colibactin:不仅仅是一种新型细菌毒素Colibactin: More Than a New Bacterial Toxin - Microbiome Medicine

环球医讯 / 硒与微生态来源:microbiomemedicine.com美国 - 英语2026-01-22 02:41:25 - 阅读时长3分钟 - 1385字
本文系统综述了科利巴克汀(colibactin)这一由pks基因岛编码的细菌基因毒素,深入探讨了其在人体中的分布特征、从"前药"到活性毒素的成熟机制,以及引发的DNA双链断裂、染色体不稳定性和细胞周期阻滞等分子损伤如何与结直肠癌及侵入性感染等临床疾病形成关联;研究明确指出pks阳性肠杆菌科细菌(特别是B2系统发育群大肠杆菌)的定植可作为关键微生物风险标志物,并揭示靶向科利巴克汀生物合成途径的"Clb"抑制剂已展现概念验证潜力,为精准干预提供了新方向,同时强调需平衡策略以保留pks基因岛的抗炎、镇痛等有益功能,避免对微生物组造成广泛破坏。
科利巴克汀pks基因岛基因毒素DNA损伤肠道细菌结直肠癌侵入性感染Clb抑制剂微生物组临床风险标志物
Colibactin:不仅仅是一种新型细菌毒素

本文综述了什么?

本综述回顾了细菌基因毒素科利巴克汀(colibactin)及其编码生物合成的pks基因岛,重点阐述了pks阳性细菌在人体中的分布情况、科利巴克汀如何从"前药"转化为活性基因毒素,以及暴露后引发的宿主效应。作者将科利巴克汀定义为一种与微生物群密切相关的毒素,它能触发DNA双链断裂、染色体不稳定性和细胞周期阻滞,并将这些细胞层面的损伤与下游临床意义(如癌症发生和侵入性感染)建立明确关联。

研究涉及哪些人群和模型?

作为一篇综述,本研究整合了多个人群队列和实验模型的证据,而非局限于单一研究群体。综述总结了人类携带状况的研究数据:粪便样本中pks阳性大肠杆菌(E. coli)的检出率约为12–32%,在新生儿群体中(瑞典队列约33%,法国队列26.9%);同时纳入了尿脓毒症、前列腺炎、新生儿脑膜炎及血培养的临床分离株研究证据。此外,综述还记录了pks基因岛在其他肠杆菌科细菌(如肺炎克雷伯菌)中的分布情况,并引用了动物和细胞模型数据,证实pks阳性细菌可导致上皮细胞DNA损伤和肿瘤表型。

最重要的发现是什么?

对于微生物组特征数据库而言,核心"特征"体现为功能性指标:即由pks阳性肠杆菌科细菌(尤其是常共携带其他毒力因子的B2系统发育群大肠杆菌)引发的定植或感染。综述强调,产生科利巴克汀的细菌会驱动DNA损伤,进而导致上皮细胞衰老和免疫细胞凋亡;这种损伤机制与一个明确的成熟途径紧密关联——ClbM蛋白将前科利巴克汀转运至周质空间,ClbP酶切割前药侧链生成活性毒素,而ClbS则通过环丙烷水解酶功能使基因毒性失活以保护细菌自身。在结构层面,作者重点指出与基因毒性直接相关的分子基序:环丙烷"弹头"结构以及与DNA相互作用的噻唑/双噻唑特征;同时提供了实验证据,表明pks阳性大肠杆菌可诱导DNA链间交联,最终引发双链断裂。

本研究/综述的最大意义是什么?

临床上,本综述支持将pks阳性视为具有临床价值的微生物风险标志物,因为它将特定细菌基因岛与明确病理机制(即伴随细胞衰老/凋亡的DNA损伤)及关键疾病场景(包括结直肠癌和严重侵入性感染)建立了因果联系。研究还提出一项可操作的治疗策略:靶向科利巴克汀生物合成途径的"Clb"抑制剂已展现预防有害效应的概念验证潜力,使毒素通路阻断成为避免广泛破坏微生物组的优选方案。但作者同时警示临床医生需考虑背景因素,因为pks基因岛也具有抗炎、镇痛和抗生素活性等有益功能,因此精准干预策略应聚焦于降低基因毒性输出,而非全盘消除该基因岛的有益作用。

科利巴克汀(Colibactin)

科利巴克汀是由携带pks(clb)生物合成基因簇的部分肠道相关细菌产生的微生物组衍生基因毒素。不同于传统急性毒素,其临床相关性在于能够化学性损伤宿主DNA,造成难以修复的损伤;若细胞存活,可能遗留持久性突变。在微生物组系统框架下,科利巴克汀应被理解为特定细菌代谢的功能性产物,它能与宿主基因组稳定性相互作用,尤其在肠上皮界面区域表现显著。

大肠杆菌(Escherichia coli, E. coli)

大肠杆菌是一种功能多样的细菌,既能作为肠道共生菌发挥生理作用,亦可转变为致病菌,与子宫内膜异位症等慢性疾病存在明确关联。

【全文结束】

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