由卡里娜·哈维尔(Karina Xavier)领导的研究团队发现了一种前景广阔的新型活体生物治疗剂,可能重新定义医学界对基于微生物群疗法的应用方式。
该研究发表于《自然·通讯》杂志,证实一种无害的克雷伯菌株——最初在实验室实验中偶然发现——能在炎症性肠病(IBD)小鼠模型中消除感染并减轻肠道炎症。
这种名为克雷伯菌ARO112株(以博士生安娜·丽塔·奥利维拉命名)的细菌,与医院相关致病菌肺炎克雷伯菌同属一类,但本质上具有非致病性。这种天然存在的肠道微生物不仅能恢复微生物平衡,还能防止致病性大肠杆菌和沙门氏菌等危险细菌的定植。
从意外发现到活体生物治疗候选菌株
突破始于研究团队在抗生素处理小鼠中观察到的异常现象:携带ARO112的小鼠展现出显著的抗感染能力。2020年发表于《自然·微生物学》的初步研究揭示,这种无害克雷伯菌通过竞争肠道中的营养和生态位,阻断有害细菌的繁殖。
哈维尔实验室的维托·卡布拉尔和丽塔·奥利维拉在新发表的《自然·通讯》研究中更进一步,探索该菌株在携带人类IBD相关基因突变的小鼠模型中的治疗潜力。
在挑战性疾病模型中实现完全感染清除和炎症减轻
当微生物群受损的小鼠在抗生素暴露后感染致病性大肠杆菌并接受ARO112治疗时,结果令人惊讶:感染近乎完全清除(效果远超既往模型);微生物群加速恢复,使有益细菌重新生成丁酸盐等保护性代谢物;肠道炎症显著降低。
"此次我们观察到彻底清除,"哈维尔表示,"该细菌不仅消除了感染,还帮助微生物群更快恢复平衡。"
研究团队还将该菌株与欧洲广泛使用的商业益生菌大肠杆菌Nissle 1917进行对比。在此条件下,Nissle未显示任何保护作用——凸显出某些益生菌仅在特定微生物生态系统中有效,亟需定制化解决方案。
鉴于部分克雷伯菌的负面声誉,研究团队与瓦伦西亚社区健康与生物医学研究促进基金会(Fisabio)的卡尔斯·乌贝达实验室合作开展了全面安全性评估。结果出人意料地令人安心:ARO112不产生生物膜;不易获取抗生素耐药基因;即使人为赋予耐药质粒,也会在数日内自然丢失。其在肠道中的存在具有暂时性——随着微生物群恢复,ARO112会自然消失。
"从进化角度看,它如同志愿消防员,"哈维尔解释道,"填补空缺、恢复平衡后便主动退场。"
迈向新一代益生菌
ARO112代表了一类新型下一代益生菌——不同于传统源自食物的乳酸菌,它直接分离自健康哺乳动物的微生物群。此类靶向活体生物治疗剂未来或可用于抗生素治疗后预防感染并减轻炎症,为粪便移植等广谱程序提供精确替代方案。
鉴于其强大的临床转化潜力,古尔本基安分子医学研究所正推进ARO112的价值实现路径,包括技术成熟化、法规环境梳理及产业战略对接。
"我们始终需要抗生素,"哈维尔强调,"但它们会破坏微生物群。试想未来:服用抗生素后,再使用ARO112类细菌恢复平衡。这正是下一代微生物组疗法的承诺。"
补充信息维托·卡布拉尔等,《克雷伯菌ARO112促进炎症性肠病小鼠的微生物群恢复、病原体清除及炎症预防》,《自然·通讯》(2025)。DOI: 10.1038/s41467-025-67015-w
期刊信息: 《自然·通讯》、《自然·微生物学》
关键医学概念炎症性肠病 丁酸盐 粪便微生物移植
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