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艰难梭菌感染(CDI)治疗面临困境,如抗生素治疗复发率高、新疗法存在局限。研究人员开展瓜氨酸对 CDI 作用的研究,发现瓜氨酸可抑制 CDI、减轻炎症、预防复发。这为 CDI 治疗提供新思路,有望成为辅助疗法。
在医疗领域,艰难梭菌感染(CDI)就像一个难缠的 “敌人”,给患者带来诸多痛苦。它能引发结肠炎和腹泻,严重影响患者的健康和生活质量。目前,针对 CDI 的治疗手段存在不少问题。标准抗生素(如万古霉素)治疗虽能应对初次感染,但复发率高达约 20% 。非达霉素疗效虽不错,复发率较低,可价格昂贵,让许多患者难以承受。而对于甲硝唑耐药的 CDI 患者,瑞替米星虽有一定疗效,但并非对所有患者都有效。抗毒素 B 中和抗体贝佐妥单抗预防复发的治愈率也仅为 64% 。粪便微生物群移植(FMT)治愈率可达 90%,却还未获得美国食品药品监督管理局(FDA)的批准。在这样的背景下,寻找更有效的治疗方法迫在眉睫。
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员挺身而出,开展了一项关于瓜氨酸对 CDI 作用的研究。他们的研究成果发表在《Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology》上,为 CDI 的治疗带来了新的希望。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先,他们获取了新鲜的人类结肠组织、血清样本以及不同类型的细胞(如人原发性结肠上皮细胞(HPECs)、原代人类巨噬细胞等)。通过高通量筛选(HTS)技术,从众多代谢物中筛选出可能对 CDI 有作用的物质。同时,利用动物模型,包括人源化的艰难梭菌感染 HuCD34-NCG 小鼠和抗生素处理的人类肠道微生物群处理(ABX + HGM)仓鼠,模拟人类感染环境进行深入研究。
下面让我们来详细看看他们的研究结果:
- 确定肠道是 CDI 相关细胞因子的来源:研究发现,虽然艰难梭菌毒素暴露的人体肠道外植体和循环单核细胞会表达多种细胞因子,但健康供体和 CDI 患者血清中主要细胞因子和趋化因子水平差异小于 2 倍,这表明肠道可能是 CDI 中细胞因子产生的主要场所。
- HTS 筛选出抗炎抗菌代谢物:通过 HTS,研究人员确定了多种具有抗炎和抗菌作用的人类代谢物。其中,瓜氨酸和 9 - 顺式视黄酸表现突出,它们能抑制艰难梭菌,诱导毒素 B 处理的巨噬细胞分泌 IL - 10,并减少毒素 A 处理的结肠上皮细胞分泌 MIP - 1α 。而且,瓜氨酸对小鼠无毒性,相比之下,视黄醇则显示出肝毒性,所以瓜氨酸在治疗 CDI 方面更具潜力。
- 瓜氨酸对不同动物模型的保护作用:在多种动物模型实验中,瓜氨酸都展现出良好的保护效果。高浓度瓜氨酸(250 - 1000 μM)能消除艰难梭菌 027 型菌株,低浓度(10 μM)也能轻度抑制该菌株。在感染艰难梭菌 027 型菌株的仓鼠中,口服瓜氨酸可提高生存率,减轻体重下降,降低盲肠炎症,增加盲肠 IL - 10 水平,减少 MIP - 1α 水平。在抗生素处理的 ABX + HGM 仓鼠中,瓜氨酸可减轻盲肠炎,预防 CDI 复发,改变肠道微生物群的多样性和相对丰度。在免疫人源化的 HuCD34 - NCG 小鼠感染毒素 B 表达的艰难梭菌 017 型菌株后,瓜氨酸可改善结肠炎,增加结肠巨噬细胞中人类 IL - 10 的表达。在普通小鼠感染艰难梭菌 VPI10463 后,瓜氨酸可降低死亡率,减轻结肠损伤,抑制结肠 Ccl3 mRNA 表达。
- 瓜氨酸的免疫调节机制:进一步研究发现,瓜氨酸在毒素 B 处理的巨噬细胞中,可增加热休克蛋白 27(HSP27)的磷酸化水平,促进 IL - 10 的分泌;在毒素 A 处理的结肠上皮细胞中,可导致糖原合成酶激酶 3α/β(GSK3α/β)去磷酸化,抑制 MIP - 1α 的分泌。
综合研究结果和讨论部分,瓜氨酸在动物模型中展现出了预防 CDI 复发的能力,其双重抗炎作用在肠道中发挥了重要的保护作用。虽然目前研究还存在一些局限性,比如在研究瓜氨酸抗炎作用机制时受到一些实验条件的限制,但这一发现仍然意义重大。它为开发瓜氨酸作为抗生素治疗的辅助药物提供了有力的支持,有望在未来为 CDI 患者带来更有效的治疗方案,改善患者的预后,减轻患者的痛苦。