陳祥娥，凌沛學(xué)

(1.山東大學(xué)藥學(xué)院，山東 濟(jì)南 250012;2.山東省生物藥物研究院博士后科研工作站，山東 濟(jì)南 250101)

大腸桿菌屬Nissle 1917研究進(jìn)展

陳祥娥1，2，凌沛學(xué)1，2

(1.山東大學(xué)藥學(xué)院，山東 濟(jì)南 250012;2.山東省生物藥物研究院博士后科研工作站，山東 濟(jì)南 250101)

大腸桿菌屬Nissle 1917(EcN)是目前廣泛應(yīng)用的一種益生菌。研究發(fā)現(xiàn)EcN對(duì)常見(jiàn)胃腸道疾病有良好療效，被廣泛用于預(yù)防傳染性腹瀉、潰瘍性結(jié)腸炎等炎性腸疾病，防止新生兒消化道內(nèi)病原菌定殖等。近年研究發(fā)現(xiàn)EcN還具有免疫調(diào)節(jié)作用。本文對(duì)EcN的應(yīng)用作一綜述。

大腸桿菌屬Nissle 1917;胃腸紊亂;免疫

大腸桿菌屬Nissle 1917(EcN)是從一次志賀菌痢大爆發(fā)時(shí)未出現(xiàn)腹瀉的士兵的糞便中分離得到的。除了血清型O6∶K5∶H1 與尿道感染有關(guān)，EcN 基本為非致病菌［1］，被廣泛用于預(yù)防傳染性腹瀉［2］、炎性腸疾病如潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩?。?－4］，防止新生兒消化道內(nèi)病原菌定殖［5］等，近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)EcN還具有免疫調(diào)節(jié)作用［6－7］，是目前應(yīng)用較為廣泛的一類益生菌。下面就EcN的應(yīng)用作一介紹。

1 EcN與胃腸道

EcN可保護(hù)胃腸道黏膜，對(duì)傳染性腹瀉，炎性腸疾病及腸易激綜合征等胃腸功能紊亂等有良好療效，可有效防止新生兒消化道內(nèi)病原菌定殖。

1.1 EcN 與結(jié)腸炎

EcN是用于治療潰瘍性結(jié)腸炎等腸免疫性疾病的常見(jiàn)益生菌，它能有效治療緩解期潰瘍性結(jié)腸炎［8］、假膜性胃腸炎［9］以及急、慢性腸炎［10］等。Kuris 等［11］用 EcN 與 5－氨基水楊酸(500 mg，3次/d)，分別治療緩解期潰瘍性結(jié)腸炎患者1年，分別觀察患者的臨床癥狀、內(nèi)鏡下活動(dòng)指數(shù)并進(jìn)行病理分析。發(fā)現(xiàn)兩組緩解期患者的復(fù)發(fā)率無(wú)顯著差別，且都有良好的用藥安全性和耐受性。結(jié)果表明EcN治療緩解期潰瘍性結(jié)腸炎，與5－氨基水楊酸一樣，有效且安全。

Arribas等［12］采用脂多糖誘導(dǎo)的小鼠膿毒征模型研究發(fā)現(xiàn)，EcN可口服定位發(fā)揮全身抗炎作用。小鼠口服EcN兩周后，脂多糖全身膿毒性休克造模，24 h后進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)EcN可以減少小鼠腸、血漿和肺中的腫瘤壞死因子α(TNF－α)等致炎細(xì)胞因子，抑制T細(xì)胞因子的產(chǎn)生，并下調(diào)脾細(xì)胞衍生B細(xì)胞分泌IgG?？梢?jiàn)，EcN口服后的抗炎作用并不局限于胃腸道。Otte等［13］發(fā)現(xiàn)EcN可調(diào)節(jié)腸道上皮細(xì)胞環(huán)加氧酶－2(COX－2)的表達(dá)和前列腺素E2分泌。

1.2 EcN與傳染性腹瀉

EcN對(duì)傳染性腹瀉有良好的治療效果，尤其適用于嬰幼兒腹瀉。Henker等［14］對(duì)151例腹瀉4 d以上的嬰幼兒進(jìn)行了雙盲試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)口服EcN組在第7天即可表現(xiàn)出較高應(yīng)答率，14 d后與對(duì)照組出現(xiàn)顯著差異?？诜﨓cN治療嬰幼兒腹瀉具有效果明顯、安全且耐受性良好的特點(diǎn)。此外，B?r等［15］通過(guò)體外器官浴槽發(fā)現(xiàn)，EcN無(wú)細(xì)胞上清液可調(diào)節(jié)胃腸蠕動(dòng)，通過(guò)直接刺激平滑肌細(xì)胞增加結(jié)腸收縮性。

1.3 EcN對(duì)腸道菌群的影響

腸道內(nèi)的細(xì)菌類型達(dá)1 000多種，各菌群之間相互協(xié)調(diào)，維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，從而保證機(jī)體健康。EcN可有效地調(diào)節(jié)腸道內(nèi)菌群，抑制有害菌定殖［16］，對(duì)腸易激綜合征等胃腸功能紊亂有較好療效［17］。

大多細(xì)菌感染與生物被膜的形成有關(guān)。生物被膜基本上可在各種表面形成，常產(chǎn)生慢性且較為頑固的感染。EcN作為一種有效對(duì)抗多種腸道功能紊亂的益生菌已應(yīng)用多年，是到目前為止在此領(lǐng)域應(yīng)用效果最好的大腸桿菌屬菌株。Hancock等［18］研究了EcN的生物被膜形成能力，發(fā)現(xiàn)與其他致腸病、腸毒性及腸出血性大腸桿菌相比，EcN具有良好的生物被膜形成能力，且EcN在生物被膜形成過(guò)程中可以競(jìng)爭(zhēng)勝出這些菌株，從而暴露這些腸道病原體，使其易于被機(jī)體清除。

2 EcN的免疫調(diào)節(jié)作用

EcN具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)作用，早期研究發(fā)現(xiàn)其定殖可導(dǎo)致宿主細(xì)胞因子譜發(fā)生變化［19］，增加免疫球蛋白 A分泌［20］，促進(jìn)淋巴細(xì)胞或巨噬細(xì)胞的活化［21］，調(diào)節(jié) CD4+的克隆性增殖［22］，刺激腸道上皮細(xì)胞生產(chǎn)抗微生物肽［23］。近期研究發(fā)現(xiàn)，EcN可活化 γδT細(xì)胞，刺激 CXCL8和白介素－6(IL－6)釋放，抑制TNF－α的分泌?；罨螅珽cN還可誘導(dǎo)活化的γδT細(xì)胞凋亡，表明EcN通過(guò)調(diào)節(jié)自適應(yīng)和固有免疫反應(yīng)間的界面，在T細(xì)胞之間的相互影響中具有重要作用［24］。EcN 也可通過(guò)阻斷 TNF－α 誘導(dǎo)的 IL－8分泌，通過(guò)非依賴NF－κB機(jī)制在上皮細(xì)胞直接表現(xiàn)抗炎活性［25］。

3 EcN與癌癥

基于細(xì)菌的腫瘤定向療法是抗癌策略的一種新興形式。細(xì)菌特異靶器官成像以及采用放射性示蹤技術(shù)的腫瘤內(nèi)復(fù)制和視像可以準(zhǔn)確定位惡性組織。Brader等［26］發(fā)現(xiàn)EcN可通過(guò)正電子發(fā)射斷層掃描術(shù)(PET)和視像促進(jìn)腫瘤檢出。EcN攝取采用放射性標(biāo)記的嘧啶核苷類似物和18F－脫氧葡糖(18F－FDG)，并進(jìn)行體內(nèi)外檢測(cè)。采用PET和視像監(jiān)測(cè)EcN對(duì)4T1乳腺腫瘤的靶向作用。腫瘤中放射性示蹤劑的累積與細(xì)菌數(shù)量相關(guān)?；谏锇l(fā)光的視像由在L－阿拉伯糖誘導(dǎo)的P(BAD)啟動(dòng)子系統(tǒng)控制下編碼熒光素酶基因的EcN實(shí)現(xiàn)。通過(guò)放射性標(biāo)記的嘧啶核苷類似物18F－FDG和PET檢測(cè)EcN的存在。采用生物發(fā)光成像確認(rèn)EcN的存在?；趦?nèi)源性大腸桿菌胸苷激酶的表達(dá)，EcN可以經(jīng)PET成像，且這一成像模式不需要細(xì)菌與特定基因的轉(zhuǎn)化，可用于患者固體腫瘤檢測(cè)。

4 EcN的重組應(yīng)用

EcN可作為外源性治療因子的載體用于機(jī)體功能紊亂，是一種定向傳遞重組分子到達(dá)腸黏膜的安全載體［27］。Rao等［28］對(duì)EcN進(jìn)行重組改造，使其分泌表達(dá)HIV結(jié)合抑制肽，通過(guò)口服給藥和直腸給藥的形式，發(fā)現(xiàn)重組菌可定殖于消化系黏膜，原位分泌表達(dá)抑制肽，阻斷HIV進(jìn)入宿主細(xì)胞。

腸毒性大腸桿菌(ETEC)是引起胃腸道疾病的常見(jiàn)病原菌，其表達(dá)的菌毛黏附素可引發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答。Remer等［29］發(fā)現(xiàn)小鼠口服免疫表達(dá)ETEC菌毛黏附素K88的重組EcN后，免疫應(yīng)答發(fā)生分裂。構(gòu)建可以在細(xì)菌表面穩(wěn)定表達(dá)ETEC菌毛黏附素K88的重組EcNpMut2－kanK88(EcN－K88)菌株。小鼠口服EcN－K88一周后，僅在其糞便中檢出EcNK88、野生型EcN和攜帶質(zhì)粒載體的模擬轉(zhuǎn)化，表明EcN可階段性的定殖于小鼠腸道。口服EcN－K88一周后對(duì)IgG的血清滴度檢測(cè)顯著，但對(duì)IgA的滴度則不顯著。與此相反的是，在脾臟和腸系膜淋巴結(jié)中并未檢測(cè)到對(duì)K88抗原的顯著T細(xì)胞反應(yīng)。血清抗體應(yīng)答表明機(jī)體免疫系統(tǒng)識(shí)別出K88，但并不引發(fā)機(jī)體的選擇性T細(xì)胞反應(yīng)。

5 展望

EcN作為目前廣泛應(yīng)用的一種益生菌，對(duì)各種胃腸功能紊亂和免疫性疾病具有良好的效果，安全，耐受性良好。EcN可維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，對(duì)機(jī)體正常功能的發(fā)揮具有重要作用。隨著研究的不斷深入和廣泛的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，EcN將為人類健康發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

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Research progress on Escherichia coli strain Nissle 1917

CHEN Xiang－e1，2，LING Pei－xue1，2
(1.School of Pharmaceutical Science，Shandong University，Jinan 250012，China;2.Postdoctoral Scientific Research Workstation，Institute of Biopharmaceuticals of Shandong Province，Jinan 250101，China)

Q936

A

1005－1678(2011)06－0493－03

2010－07－27

陳祥娥，女，博士研究生，微生物與生化藥學(xué)專業(yè);凌沛學(xué)，通信作者，研究員，博士生導(dǎo)師，Tel:0531－81213003，E－mail:peixue.ling@bausch.com。