一项研究发现，某些肠道细菌产生的炎症性糖原分子可能在驱动肌萎缩侧索硬化症（ALS，俗称渐冻症）中起关键作用。研究人员表示，在该疾病的动物模型中，降解糖原的治疗减轻了炎症并延长了生存期，针对ALS患者的此类临床试验可能在不久的将来开始。
凯斯西储大学医学院教授、该研究共同作者亚伦·伯伯里博士在大学新闻报道中表示：“我们发现有害肠道细菌会产生炎症性糖原（一种糖类），这些细菌糖触发了损害大脑的免疫反应。”
这项发表在《细胞报告》期刊上的研究题为“髓系细胞中的C9ORF72可预防对微生物糖原的炎症反应”。ALS是一种以运动神经元（控制运动的神经细胞）退化和死亡为特征的神经系统疾病。大多数ALS病因尚不明确，但C9ORF72基因突变会导致部分病例。
为研究与C9ORF72突变相关的ALS，科学家培育了缺失该基因的小鼠。先前研究观察到，这些小鼠的存活率取决于饲养场所。例如，在哈佛大学设施中饲养的突变小鼠寿命显著短于布罗德研究所饲养的同类小鼠。
科学家已将存活差异与不同设施中小鼠肠道定植细菌的差异联系起来。数据表明，某些肠道细菌可能触发加重神经系统损伤的炎症反应，但这些模型中肠道细菌驱动炎症的具体机制尚未完全阐明。
凯斯西储大学的科学家在饲养C9ORF72缺陷小鼠时观察到，其设施中的小鼠寿命明显缩短，与哈佛大学先前报告的情况相似。这一现象使科学家怀疑，他们的小鼠可能携带类似其他设施中发现的促炎性肠道细菌。
果然，通过一系列详细实验，研究人员鉴定出特定肠道细菌：这些细菌在C9ORF72缺陷小鼠中触发炎症反应，但在携带功能性C9ORF72基因的小鼠中则无此现象。研究人员进一步分析确定，这些细菌通过糖原触发炎症。糖原是一种天然存在于全身细胞的糖分子，但研究人员发现促炎性肠道细菌会产生一种异常结构的糖原，这种结构在人类细胞中通常不存在。
在缺失C9ORF72的小鼠中，这种异常糖原在髓系细胞中积累，引发炎症反应；而在携带健康C9ORF72基因的小鼠中未观察到此反应。科学家发现，使用降解肠道糖原的酶治疗其设施中的C9ORF72缺陷小鼠，显著延长了小鼠寿命，这支持了细菌糖原可能成为疾病治疗靶点的观点。
科学家写道：“我们……将微生物糖原确定为潜在治疗靶点，可能减轻全身性及神经炎症风险。”
尽管大部分实验集中于小鼠模型，研究人员通过35名人粪便样本（包括患者和健康对照）验证了发现。他们发现，22名ALS患者的粪便样本中有15人可检测到炎症性细菌糖原，而12名无神经系统疾病者中仅4人存在。在一名共病额颞叶痴呆（FTD，常与ALS并发的疾病）患者的粪便中也检测到该物质。
科学家总结道：“我们证明在ALS患者肠道中富集的、积累炎症性糖原的微生物，表明微生物糖原可能是众多与易感基因突变相互作用的环境及生活方式因素中的重要例证，共同促成ALS发病和进展风险。”
研究人员计划开展进一步研究，以更深入理解特定肠道细菌为何产生这种炎症性糖原。他们还希望对ALS和/或FTD患者开展临床试验，测试糖原降解疗法。
伯伯里表示：“为了解有害微生物糖原产生的时间和原因，团队下一步将开展更大规模研究，调查ALS/FTD患者发病前后的肠道微生物组群落。我们的发现也支持开展临床试验，以确定糖原降解是否能延缓ALS/FTD患者的疾病进展，相关试验可能在一年内启动。”
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