腸道微生物群被認為是膿毒癥發展的關鍵調節劑。然而,腸道菌群對敗血癥發展的貢獻仍未完全了解。
2023年8月9日,南方醫科大學陳鵬、陳燁及龔偉共同通訊在Cellular & MolecularImmunology(IF=24)在線發表題為“A metabolite from commensalCandida albicansenhances the bactericidal activity of macrophages and protects against sepsis”的研究論文,該研究證明了白色念珠菌水平在細菌性膿毒癥患者中顯著降低,白色念珠菌培養的上清顯著降低了盲腸結扎和穿刺(CLP)攻擊小鼠和大腸桿菌攻擊豬的細菌負荷并改善了膿毒癥癥狀。
綜合代謝組學和真菌基因工程研究顯示,白色念珠菌衍生的苯丙酮酸(PPA)增強了巨噬細胞的殺菌活性,減少了敗血癥期間的器官損傷。從機制上講,PPA直接與sirtuin 2 (SIRT2)結合,增加活性氧(ROS)的產生,最終實現細菌清除。重要的是,PPA增強了膿毒癥患者巨噬細胞的細菌清除能力,并且與患者膿毒癥的嚴重程度呈負相關。該研究強調了共生真菌對細菌疾病調節的重要貢獻,并擴大了人們對敗血癥發展過程中宿主-真菌組相互作用的理解。
膿毒癥的特征是對細菌感染和清除的炎癥反應失調,被定義為危及生命的器官功能障礙綜合征。盡管對膿毒癥的病理和分子基礎的認識顯著提高,其診斷和治療也取得了許多進展,但膿毒癥的死亡率仍保持在25-30%左右,如果包括膿毒癥休克的后果,甚至可能增加到40-50%。為了對抗敗血癥的進展,新的治療策略正在被設計來增強宿主的防御能力,以便及時清除細菌。巨噬細胞是宿主防御微生物感染的重要貢獻者,它識別微生物病原體并分泌炎癥細胞因子和趨化因子,促進病原體在吞噬體中的吞噬。此外,活性氧(ROS)的產生在吞噬作用后突然開始。高水平的ROS產生直接有助于快速有效地殺死被吞噬的病原體。在巨噬細胞中,受sirtuin 2 (SIRT2)調控的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)是ROS生成的關鍵調節劑。SIRT2介導葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(葡萄糖-6-磷酸脫氫酶,G6PD)的去乙酰化和激活,提供胞質內NADPH,以抵消過量ROS造成的損傷。SIRT2的缺失增加了巨噬細胞的細菌吞噬作用。因此,控制巨噬細胞中SIRT2介導的ROS產生是一種潛在的膿毒癥治療策略。
機理模式圖(圖源自Cellular & Molecular Immunology)越來越多的證據表明,腸道微生物調節人類的病理生理功能。然而,與共生腸道細菌相比,腸道真菌在健康和疾病中的作用尚未得到充分認識,對常駐真菌群落的研究仍處于起步階段。前期研究發現,白色念珠菌可直接促進肝臟疾病的進展,提示其在發病機制中的作用。最近,共生真菌衍生代謝物與幾種器官功能相關的重要性得到了強調,然而,在膿毒癥的背景下,腸道共生真菌的代謝物與宿主之間的相互作用仍然知之甚少。該研究系統地評估了來自共生白色念珠菌的苯丙酮酸(PPA)對膿毒癥發展的影響,清楚地證明了來自白色念珠菌的PPA增強了巨噬細胞的殺菌活性,降低了膿毒癥小鼠的死亡率。因此,應探索PPA及類似SIRT2抑制劑治療等有效策略,能夠為膿毒癥的臨床治療提供新途徑。原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41423-023-01070-5
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