炎症性肠病（IBD），如克罗恩病和溃疡性结肠炎，会导致持续、反复的腹泻、发热和疼痛，以及严重的心理困扰。尽管在现代药物方面取得了显著进展，但治疗仍然困难，只有一部分患者对个别药物有反应。
IBD治疗的一个核心问题是，身体与微生物组（即肠道内所有微生物的总称）之间的基础代谢被严重破坏。基尔大学的研究团队通过全面的数据分析首次详细地证明了这一点。来自基尔大学医学院和石勒苏益格-荷尔斯泰因大学医学中心（UKSH）基尔校区的研究人员本周在《自然通讯》杂志上发表了他们的研究成果。
“现有的IBD疗法大多针对免疫系统的过程，因为这些疾病基于错误的免疫反应。但由于许多患者对这些疗法反应不佳，因此理解超出免疫系统的疾病机制也非常重要——例如，在代谢水平上。”基尔大学实验医学研究所（IEM）和石勒苏益格-荷尔斯泰因大学医学中心（UKSH）的教授克里斯托夫·卡莱塔解释道，他是这项研究的负责人，也是PMI卓越集群的成员。
科学家们检查了IBD患者在接受治疗前后的粪便和血液样本。他们结合了多种分子分析方法——包括宏基因组学、转录组学和代谢组学——并进行了详细的计算网络分析，以获得患者代谢中生化过程的全面图景。他们的关键发现是：受影响者的肠道组织和肠道微生物组中的代谢活性都显著降低，并且紧密相关。
“我们能够证明，在IBD中，宿主与微生物组之间的代谢相互作用崩溃了，”卡莱塔解释说。“这种中断的通讯导致了重要保护机制的失效，并进一步加剧了炎症。”
研究小组观察到，患者的血液中某些代谢产物——如色氨酸和胆碱——显著减少。这些物质对于生产重要的细胞能量来源NAD和ATP是必需的。同时，细菌利用氨基酸和纤维的能力也发生了变化，其分解产物作为肠道细胞的能量来源。
“我们的结果表明，由于代谢性能下降，微生物组产生的必需营养素减少，迫使人体肠道和免疫细胞调整自己的代谢。这不仅扰乱了代谢平衡，还影响了免疫系统。这使得这些疾病的治疗特别复杂。”该研究的主要作者、IEM的博士后扬·陶本海姆解释说。
在研究的探索性部分，研究人员使用计算机模型模拟了有针对性的饮食改变（如减少某些碳水化合物或氨基酸）是否可以对失调的代谢平衡产生积极影响。“我们的模型表明，有针对性的饮食改变可以通过改变微生物组来减缓促炎代谢过程，”另一位主要作者萨默·卡迪巴尔班博士说。“然而，我们的结果也显示，没有一种单一的饮食可以有效减少炎症。饮食需要根据每个患者的代谢情况进行个性化调整。”
“通过这项研究，我们为更好地理解IBD患者的代谢变化奠定了基础，”陶本海姆继续说道。下一步将是通过实验室测试这些发现，并在此基础上开发特定的疗法来对抗代谢变化。
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