恢复早期生活失调中缺失的肠道微生物可以降低小鼠结肠炎的风险

芝加哥大学的一项新研究已经确定恢复单个微生物物种-bacteroides sp。CL1-UC（BC） - 在关键发育时间点的肠道微生物组可以防止抗生素诱导的病症的小鼠模型中的结肠炎。结果，于6月7日发布胃肠病学，对人类处理炎症性肠病(IBD)有重大影响，并强调儿童早期接触对一生健康的影响。

在人类患者的之前的研究发现早期寿命曝光抗生素可以歪斜肠道微生物组，引起脱蛋白，或肠道中的微生物群体的不平衡，其与增加儿科IBD的风险相关。

“我们知道你在生活早期暴露的微生物种类实际上决定了你的免疫系统培养，“Martin Boyer of Uchicago的Martin Boyer教授MD，MD eugene Chang。”我们的免疫系统学会识别我们自己的自我，以及我们肠道中的万亿微生物 - 他们也是“我们”免疫系统必须学会忍受这些生物，就像宽容我们自己的细胞一样。早期暴露于抗生素可以消除一些对教育免疫系统产生免疫耐受的生物是必不可少的。“

由于进行此类研究的挑战人类患者在美国，研究人员选择使用一种常见的模型来研究结肠炎:缺乏一种被称为IL-10 (IL-10-/-)基因的小鼠。“这鼠标模型已经被证实在基因上易患IBD，我们知道肠道微生物组“Kyorin University医学院胃肠学和肝病系高级助理教授，MD，MD，博士，博士学位，博士，博士学位高级助理教授和前博士学位在Uchicago。

虽然只有很少做这些老鼠在干净的环境中没有任何干预的情况下发育自发性结肠炎，如果母亲在怀孕和护理期间暴露于抗生素，则可以在休假期间将被破坏的微生物组传播到幼崽。大约30％的垂直传播中断的微生物组幼虫继续开发结肠炎。

研究人员使用了一种称为猎枪宏基因组测序的技术，对IL-10-/-小鼠的粪便微生物群进行了筛选，这些小鼠中有抗生素诱导的生态失调，还有一个未处理的对照组，并确定了可能区分这两组的特定微生物种类。这将他们引向拟杆菌门的成员。

Phylum重要性的一个线索是，在未经处理的小鼠的微生物体中，菌体非常丰富，但完全缺乏暴露于抗生素的小鼠。更重要的是，研究人员从未在治疗的小鼠中看到菌体，这些小鼠并没有继续开发结肠炎 - 但它们经常发现菌膜中的菌体在肠道中确实有这种情况。

“这些细菌被早期接触到抗生素，对教育免疫系统的影响是必不可少的，”张。“当那些小鼠后来获得细菌时，他们的免疫系统从未见过。它被视为外国，不像自己，他们的免疫系统对其作出反应。”

为了确定将重要的拟杆菌恢复到微生物群中是否能够纠正生态失调，研究人员研究了一种特别丰富的名为拟杆菌sp. CL1-UC (Bc)的物种。他们试着在两个时间点将Bc添加回失调小鼠的微生物群中:大约婴儿期(三周大)和成年期(11周大)。

将BC融入年轻小鼠，在关键的免疫系统发育窗口中，纠正了他们的消化不良和预防结肠炎，但将BC返回成人小鼠无法纠正脱敏，甚至恶化它们的结肠炎。

“这表明你不能在任何时间点恢复缺失的细菌，它必须在生活早期的特定时间，具有有益的效果，”张。“在年轻的动物中，我们知道免疫系统正在发展，它是天真的，它必须被教导，它通过暴露在某些类型的微生物中来教导。在某些方面，它类似于花生过敏 -早期曝光抗原可以耐受免疫系统，以帮助避免a花生过敏，但它必须在一个非常有限的窗口中发生。“

研究人员感到惊讶地认为，恢复单个微生物足以纠正终身失效，并表示它突出了相对较小的变化如何对系统产生巨大影响。“这就像亚马逊雨林的高大树木，”张。“你需要高大的树木，因为如果你没有它们，下面的生态系统就无法正常发展。但如果你有那些树的树木，那么其余的生态系统将蓬勃发展。”

这一结果也与关于IBD起源的流行理论相悖。“人们有一种误解，认为结肠炎是由沙门氏菌等经典病原体引起的，科学家们花了数年时间寻找罪魁祸首，”Chang说。“但我们的数据指出，这些疾病是由我们自己的共生微生物引起的。它们存在于正常、健康的微生物群中，但只要有适当的环境和机会，它们可以转化为促进疾病的微生物。”

虽然这项早期研究是概念验证，但如果结果适用于人类，其连锁反应可能是深远的。“这表明我们可能需要重新思考我们治疗这些复杂免疫疾病的方法，”Chang说。“我们可以看到，风险在生命早期就已经形成，甚至在子宫里，所以这对剖腹产和配方奶喂养等做法有影响，这可能会影响婴儿接触到的微生物。”这告诉我，作为医生，我们需要转变我们的思维，不去想这些疾病的直接原因，而是在生命的早期发生了什么。这就是我们需要为这些患者进行干预的地方。”

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