综述:Sutterella在神经系统疾病中的双刃剑效应:对肠-脑轴和神经免疫互作的启示

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Neurobiology of Disease 5.1

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  这篇综述系统阐述了Sutterella菌属在神经系统疾病中的双重作用,揭示了其通过免疫调节(如IL-6/TNF-α/IL-10)、肠屏障通透性、色氨酸代谢等途径影响AD(阿尔茨海默病)、PD(帕金森病)、ASD(自闭症谱系障碍)等疾病的机制,为开发基于肠-脑轴(GBA)的微生物标志物和靶向干预策略提供了新视角。

  

Sutterella在神经系统疾病中的双刃剑效应

1. 引言

Sutterella作为胆汁耐受性、微需氧的革兰氏阴性菌,自1996年首次从小肠黏膜分离后,逐渐被认识到在肠-脑轴(Gut-Brain Axis, GBA)中扮演关键角色。该菌属通过独特的黏膜黏附特性(如S. wadsworthensis偏好结合黏液蛋白)定植肠道,其丰度梯度从十二指肠到结肠递减,反映出对肠道严苛环境的适应性进化。

2. Sutterella对免疫反应的双重调控

2.1 促炎效应

Sutterella表现出显著的促炎潜力:在DSS诱导的结肠炎模型中,其丰度与IL-6、TNF-α和IL-17呈正相关;在IBS患者中,Sutterella升高伴随短链脂肪酸(SCFAs)减少。更值得注意的是,该菌属能降解分泌型IgA,通过破坏sIgA-分泌组分复合体削弱黏膜免疫防御。

2.2 免疫调节特性

矛盾的是,Sutterella在溃疡性结肠炎中与低IL-13水平和疾病缓解相关。其脂多糖(LPS)结构特征解释了这种温和性——缺乏LpxL/LpxM酶导致脂质A次级酰基链缺失,使得LPS毒性显著低于大肠杆菌等病原体。

3. 神经退行性疾病中的矛盾角色

3.1 阿尔茨海默病(AD)

在APP/PS1转基因小鼠中,Sutterella丰度随年龄增长而升高,且与淀粉样蛋白(Aβ)负荷正相关。EFAD小鼠模型显示,APOE4基因型男性携带者的Sutterella水平显著增高,提示其可能参与APOE4介导的AD风险。但抗生素干预后Sutterella耗竭却减轻Aβ病理,凸显其作用的复杂性。

3.2 帕金森病(PD)

罗丹宁诱导的PD大鼠模型显示,Sutterella与抗氧化基因(Sod1、Cat)负相关,而与IL-6水平正相关。但临床研究却报道PD患者粪便中Sutterella减少,这种差异可能与疾病分期或药物干扰有关。

4. 神经发育与精神疾病关联

4.1 自闭症谱系障碍(ASD)

ASD儿童肠道活检中Sutterella检出率超50%,且与胃肠症状严重度相关。FXS小鼠模型显示,Sutterella升高伴随琥珀酸/丁酸代谢紊乱,可能通过破坏肠屏障触发神经炎症。但益生菌L. plantarum N-1可通过降低Sutterella改善自闭样行为。

4.2 精神分裂症

靶向测序研究显示,患者粪便中S. wadsworthensis丰度升高与多巴胺代谢异常相关。有趣的是,利培酮治疗可逆转这种改变,提示药物-微生物互作可能影响疗效。

5. 免疫介导的神经系统疾病

5.1 多发性硬化(MS)

MS患者粪便移植至易感小鼠后,Sutterella耗竭伴随IL-10减少和脱髓鞘加重。但临床观察发现,S. wadsworthensis水平与扩展残疾状态量表(EDSS)评分正相关,这种矛盾可能反映HLA-DQ8单倍型的调节作用。

6. 非传染性神经疾病

偏头痛儿童肠道中Sutterella富集,与色氨酸-犬尿氨酸代谢偏移相关。其可能通过增加喹啉酸(quinolinic acid)促进皮质过度兴奋,但老年女性患者却显示相反趋势,提示年龄特异性效应。

7. 展望

未来研究需解决三大挑战:

1)开发菌株特异性检测技术区分S. wadsworthensis(促炎)和S. stercoricanis(潜在保护)

2)建立标准化多组学方案整合宏基因组与神经影像数据

3)探索精准微生物干预策略,如基于APOE基因型的定制化益生菌组合

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