人体肠道内有数万亿微生物，竞争异常激烈。脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）是一种常见的共生菌，通常无害。但其中一类携带“肠毒素”的菌株——产毒性脆弱拟杆菌（ETBF），会产生一种称为“脆弱拟杆菌毒素”（BFT）的金属蛋白酶。ETBF与感染性腹泻、炎症性肠病（尤其是结肠炎）以及结直肠癌的发生发展密切相关。传统上，这类细菌被认为是“专性厌氧菌”，即只能在无氧或低氧环境中生存。然而，本研究揭示了一个令人惊讶的逆转：ETBF不仅不怕氧，反而主动制造富氧环境来获得竞争优势。
包括范德堡健康中心研究人员在内的多机构团队发现，一种肠道病原体通过重塑肠道环境来促进自身定植并引发疾病。研究人员证明，产毒性脆弱拟杆菌（ETBF）——这种细菌可引起腹泻，并与结肠炎和结直肠癌有关——利用其产生的毒素重编程肠道细胞代谢，从而创造支持自身生长的条件。
该研究发表于《Cell》期刊，指出了破坏ETBF等病原体生长的新治疗策略。
研究主要通讯作者、病理学、微生物学和免疫学助理教授Wenhan Zhu博士说：“我们的发现表明，与疾病相关的微生物不仅仅是对炎症做出反应——它们可以通过重塑宿主代谢来主动驱动炎症。这为干预开辟了新的可能性，例如通过靶向宿主与微生物之间的代谢相互作用，来预防或阻断感染性腹泻和结直肠癌等疾病。”
Zhu长期关注病原体如何在竞争激烈的肠道环境中取得成功。
“肠道是体内微生物密度最高的环境之一，营养物质竞争激烈，然而某些微生物仍然能够站稳脚跟并引发疾病。这些微生物本质上是在竞争营养，而炎症和癌症等过程可能是它们改变环境以获取这些资源的方式。”
尽管携带ETBF的人群比例在不同研究中有所差异，但它可以是肠道微生物群中的常见成员，并且被视为一种典型的厌氧菌——即需要低氧条件（如大肠中的环境）才能生存。该细菌产生一种毒素，与肠道宿主细胞相互作用，引发炎症并增加氧化应激——这些条件通常对ETBF这类厌氧菌是有害的。
Zhu说，他和同事们正在探索ETBF如何导航并利用这些条件，以深入了解微生物生理学和宿主-微生物相互作用。在当前研究中，研究人员在动物模型中表明：ETBF利用其毒素重编程肠道上皮细胞代谢；这种代谢转变降低了宿主细胞的耗氧量，从而增加了肠道中的氧气可用性；由此产生的环境支持ETBF的生长——尽管它传统上被认为是厌氧菌；这些变化还创造了与结直肠癌相关的、促进疾病发生的微生物群落的形成条件。
Zhu说：“我们最令人惊讶的发现之一是，一种典型的厌氧菌竟然可以从富氧环境中获益，甚至主动帮助创造这种环境。这挑战了传统观点，即厌氧微生物根本无法耐受氧气。”
研究人员还发现，ETBF以意想不到的方式重塑肠道景观，例如驱动上皮细胞增殖、操控免疫信号通路和胆汁酸生物学。
他们正在继续探索：ETBF如何改变其环境以成功定植并致病；这些机制在多大程度上适用于其他微生物和疾病场景；以及这些相互作用是否可以成为治疗靶点。
Zhu说：“最终，我们希望找到策略，在这些促进疾病的微环境导致长期病理之前就将其破坏。”（生物谷Bioon.com）
参考文献：
Luisella Spiga et al, An Anaerobic Pathogen Rewires Host Metabolism to Fuel Oxidative Growth in the Inflamed Gut, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.04.012.