酒精性肝炎，背后另有“元兇”？

酒精性肝炎是一種與過量飲酒相關(guān)的肝臟疾病，治療方法有限。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，病毒療法可以“對付”導(dǎo)致該疾病的微生物。

1984年，微生物學(xué)家Barry Marshall進(jìn)行了一場石破天驚的實(shí)驗(yàn)。他把自己當(dāng)作實(shí)驗(yàn)對象，喝下了整整一燒瓶的幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)，只是為了證明這種細(xì)菌可以導(dǎo)致胃潰瘍1。段屹等人2近期發(fā)表在《自然》的研究同樣探索了細(xì)菌與疾病的關(guān)系，但沒有采取這么極端的方式。他們研究的是一種名為“酒精性肝炎”的肝臟疾病，通過開展小鼠研究并對酒精肝患者的樣本進(jìn)行詳細(xì)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了可能與疾病發(fā)生關(guān)系密切的“細(xì)菌元兇”。

酒精性肝炎與過度飲酒相關(guān)，由于對該疾病的了解尚不充分，因此治療有一定難度。既往小鼠實(shí)驗(yàn)表明，該疾病可能與棲息于腸道的糞腸球菌(Enterococcus faecalis)有關(guān)3。但是，糞腸球菌在整個(gè)進(jìn)化樹中非常常見，從人類到線蟲蠕蟲，許多生物的腸道中都存在這種細(xì)菌4。在健康人群中，糞腸球菌只占所有糞便細(xì)菌的0.1%不到5。但在抗生素治療后，腸球菌屬的數(shù)量會(huì)大量增加，成為腸道中最常見的微生物之一6。糞腸球菌可以造成菌血癥、引起心臟、膀胱、大腦和根管手術(shù)后的牙齒感染7，8。

段屹和同事對人類糞便標(biāo)本進(jìn)行了分析。他們發(fā)現(xiàn)，80%的酒精性肝炎患者糞便中存在糞腸球菌，其中約30%的糞腸球菌菌株含有編碼毒素“溶細(xì)胞素”的基因。此外，與沒有酒精性肝炎的對照組相比，酒精性肝炎患者糞便中的糞腸球菌含量高出近3000倍。當(dāng)然，這不足以證明這種細(xì)菌便是病因。不過，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還顯示，糞便標(biāo)本中的溶細(xì)胞素與疾病死亡率呈現(xiàn)出相關(guān)性：糞便中含有溶細(xì)胞素的酒精性肝炎患者中，89%的人會(huì)在住院后的180天內(nèi)死亡;糞便中沒有該毒素的患者中，死亡比例只有3.8%。

接下來，研究人員在小鼠中進(jìn)一步考察了糞腸球菌與肝病的關(guān)系。他們先在小鼠腸道內(nèi)定植糞腸球菌——有些菌株能產(chǎn)生溶細(xì)胞素，有些不能。隨后，研究人員分別給小鼠喂食高酒精飲食和無酒精飲食。最后發(fā)現(xiàn)，只有那些既攝入高酒精飲食、且腸道定植的糞腸球菌能產(chǎn)生溶細(xì)胞素的小鼠才會(huì)出現(xiàn)肝損傷(見圖1a)。

圖1 | 酒精性肝炎。段屹等人2報(bào)告了關(guān)于酒精性肝炎小鼠的研究以及對酒精性肝炎患者糞便樣本的分析結(jié)果。a)作者發(fā)現(xiàn)酒精性肝炎與腸道定植的產(chǎn)溶細(xì)胞素糞腸球菌有關(guān)。這些細(xì)菌會(huì)損傷或殺死肝細(xì)胞。研究人員認(rèn)為高酒精飲食會(huì)增加腸壁通透性，讓細(xì)菌能從腸道轉(zhuǎn)移到肝臟。b)為尋找酒精性肝炎的新療法，研究人員嘗試使用噬菌體，這種病毒能以產(chǎn)溶細(xì)胞素的糞腸球菌為特異性靶點(diǎn)。經(jīng)過噬菌體治療后，接受高酒精飲食的糞腸球菌感染小鼠不會(huì)發(fā)展出酒精性肝炎。　　隨后，研究人員從酒精性肝炎患者的糞便樣本中分離出含有或不含有溶細(xì)胞素的糞腸球菌菌株，并將菌株移植到無菌小鼠(不含天然微生物)的腸道內(nèi)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，攝入高酒精飲食且腸道定植了產(chǎn)溶細(xì)胞素糞腸球菌的小鼠會(huì)出現(xiàn)一系列肝細(xì)胞損傷或死亡的現(xiàn)象;接受同樣飲食但腸道定植了不產(chǎn)溶細(xì)胞素糞腸球菌的小鼠則未出現(xiàn)類似癥狀。

為進(jìn)一步探究糞腸球菌的致病機(jī)制，研究人員從小鼠體內(nèi)分離出肝細(xì)胞，并發(fā)現(xiàn)溶細(xì)胞素引起的細(xì)胞死亡呈劑量依賴。無論小鼠是否攝入高酒精飲食，其肝細(xì)胞對溶細(xì)胞素的反應(yīng)都是相同的。這表明酒精并不會(huì)直接損傷肝細(xì)胞，導(dǎo)致酒精性肝炎，而是通過增加腸壁的通透性，使產(chǎn)生溶細(xì)胞素的糞腸球菌從腸道轉(zhuǎn)移至肝臟，引起相應(yīng)疾病癥狀(圖1a)。

考慮到目前酒精性肝炎的治療選擇有限，研究人員進(jìn)一步探索了細(xì)菌噬菌體(簡稱噬菌體)作為治療手段的可能性——已知這種病毒以特定細(xì)菌為靶點(diǎn)。相比抗生素，噬菌體的特異性更高，可以避免殺死有益菌。此外，由于人類細(xì)胞表面與細(xì)菌細(xì)胞表面差異較大，一般不認(rèn)為噬菌體會(huì)感染動(dòng)物或人類細(xì)胞9。

噬菌體用于治療人類腸道沙門氏菌(Salmonella)和志賀氏菌(Shigella)感染已有近百年的歷史10。此外，它們還可去除人工腸道和倉鼠腸道內(nèi)的致病性艱難梭菌(Clostridium difficile)11，12。曾有人提出，噬菌體將來或能用于重塑人類或動(dòng)物腸道的微生物群落(即微生物組)，使其含有更多有益菌、更少致病菌13。而糞腸球菌噬菌體治療人類疾病的可行性也在文獻(xiàn)中有過討論7，噬菌體可以殺死人類骨感染、傷口感染14，15和牙洞感染中的耐藥糞腸球菌16。此外，用于食品工業(yè)的噬菌體也在開發(fā)中，人們希望能夠借此去除奶酪培養(yǎng)基中的糞腸球菌，減少有毒廢物的產(chǎn)生17。

為了檢驗(yàn)是否存在靶向去除小鼠體內(nèi)產(chǎn)溶細(xì)胞素糞腸球菌的方法，研究人員鑒定了一些專門針對糞腸球菌的噬菌體(圖1b)，且這些噬菌體不會(huì)影響其他腸道細(xì)菌。研究人員將人類糞便移植至小鼠腸道內(nèi)，并喂以高酒精飲食，再讓部分小鼠同時(shí)接受糞腸球菌特異性噬菌體，其余小鼠接受針對一種少見菌的噬菌體。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接受糞腸球菌特異性噬菌體的小鼠肝臟損傷明顯輕于另一組。

研究證明了用噬菌體探索微生物與疾病發(fā)病關(guān)系的優(yōu)越性。研究人員表明，噬菌體不僅可以用于尋找與疾病發(fā)生有關(guān)的細(xì)菌，還能為治療提供更多選擇。不過，評估噬菌體方法是否可用于人類，仍需開展包括臨床試驗(yàn)在內(nèi)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。例如，噬菌體治療是否能在患者接受肝移植手術(shù)前幫助靶向腸道中的糞腸球菌。

段屹和同事將噬菌體用來治療一類由腸道細(xì)菌導(dǎo)致的、但癥狀發(fā)生在腸道之外的疾病。多數(shù)關(guān)于噬菌體的研究都圍繞耐藥細(xì)菌的治療，而段屹等人的研究證明了噬菌體更廣闊的臨床可能性。越來越多的證據(jù)表明，腸道微生物可能會(huì)影響某些大腦細(xì)胞的功能，探索腸道微生物與人腦疾病關(guān)系的研究也在進(jìn)行中(請參閱go.nature.com/2cp1kfk或查看微信文章：腸道菌群影響心理健康?研究者測序了1000多名參與者的糞便菌群。。。)。對于部分目前我們?nèi)允譄o策的疾病，噬菌體可能會(huì)成為下一代靶向抗菌治療不可或缺的一部分。事實(shí)上，很多疾病可能都有微生物的身影，只是我們尚未意識到，而噬菌體有望提供這些疾病的治療方法。

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