由卡琳娜·克萨维尔(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微生物组疗法的应用方式。
发表在《自然·通讯》上的研究表明,一种无害的克雷伯菌菌株——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(Klebsiella sp.)ARO112的细菌以博士生安娜·丽塔·奥利维拉(Ana Rita Oliveira)的名字命名,与医院相关病原体肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)同属一族,但本质上不具致病性。这种天然存在于肠道的微生物不仅能帮助恢复微生物平衡,还能防止致病性大肠杆菌(Escherichia coli)和沙门氏菌等危险细菌的定植。
“这种细菌不仅清除了感染,还帮助微生物组更快地恢复平衡。”
——卡琳娜·克萨维尔
这一突破始于团队在抗生素处理小鼠中发现异常现象:携带ARO112的小鼠表现出显著的抗感染能力。2020年发表在《自然·微生物学》上的初步研究发现,这种无害克雷伯菌通过竞争肠道中的营养和生态位,阻止有害细菌繁殖。新的《自然·通讯》研究更进一步,由克萨维尔实验室的维托·卡布拉尔(Vitor Cabral)和丽塔·奥利维拉(Rita Oliveira)探索了该菌株在携带与人类IBD相关基因突变的小鼠模型中的治疗潜力。
当微生物组受损的小鼠在接触抗生素并感染致病性大肠杆菌后接受ARO112治疗时,结果令人惊讶:感染几乎完全清除,效果远超先前模型;微生物组加速恢复,使有益细菌重新产生丁酸等保护性代谢物;肠道炎症显著减轻。克萨维尔表示:“这次我们观察到了完全清除。这种细菌不仅消除了感染,还帮助微生物组更快地恢复平衡。”
研究团队还将ARO112与欧洲广泛使用的知名商用益生菌大肠杆菌Nissle 1917进行了比较。Nissle在此条件下未显示保护作用——这突显出某些益生菌仅在特定微生物生态系统中有效,需要新的定制解决方案。
鉴于某些克雷伯菌物种的恶名,研究人员与瓦伦西亚自治区健康与生物医学研究促进基金会(Fisabio)的卡尔斯·乌贝达(Carles Ubeda)实验室合作进行了广泛的安全评估。结果出人意料地令人安心:ARO112不产生生物膜;不易获得抗生素耐药基因,即使人为赋予耐药性质粒,也会在几天内自然丢失;其在肠道中的存在是暂时的——随着微生物组恢复,ARO112自然消失。克萨维尔解释道:“从进化角度看,它就像一名志愿消防员。它填补空缺,恢复平衡,然后悄然退出。”
ARO112代表了一类新型下一代益生菌——不同于传统源自食品的乳酸菌,而是直接从健康哺乳动物的微生物组中分离出来。这类靶向活体生物疗法未来或可用于抗生素治疗后预防感染和减轻炎症,为粪便移植等广泛程序提供精准替代方案。鉴于其强大的临床转化潜力,GIMM的资助与创新团队正推进ARO112的价值实现路径,包括技术成熟、法规布局和行业战略合作。克萨维尔表示:“我们永远需要抗生素,但它们会破坏微生物组。想象一下未来,服用抗生素后,再使用ARO112这类细菌来恢复平衡。这就是下一代微生物组疗法的承诺。”
来源:古尔本基安分子医学研究所(GIMM)
2025年12月18日
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