Akkermansia muciniphila: mikrob yang makan lendir anda

Mulakan dengan organismanya, bukan dengan tajuk berita. Pada 2004, ahli mikrobiologi di Universiti Wageningen melakukan sesuatu yang sengaja kejam terhadap satu sampel najis manusia: mereka mencairkannya sehingga hampir tiada apa-apa yang hidup, kemudian menawarkan kepada yang terselamat satu makanan sahaja — musin gastrik, protein yang menjadikan lendir licin ¹. Tiada gula, tiada kanji, tiada serat. Makan lapisan itu, atau kelaparan.

Ada sesuatu yang memakan lapisan itu. Ia sel bujur Gram negatif, anaerob ketat, tidak bergerak dan tidak membentuk spora, yang tumbuh secara tunggal dan berpasangan, dan saudara terdekatnya yang pernah diperihalkan hanya berkongsi 92 % daripada jujukan gen RNA ribosom 16S-nya — cukup jauh untuk memerlukan genusnya sendiri ¹. Mereka menamakannya Akkermansia muciniphila: si pencinta lendir. Itu bukan kiasan. Itu bidang tugasnya.

Apa itu, dalam satu ayat

Akkermansia muciniphila ialah bakteria anaerob ketat pengurai musin daripada filum Verrucomicrobiota yang hidup di dalam lapisan lendir usus manusia dan memakan musin yang dirembeskan oleh perumahnya di situ ¹¹⁰. Strain jenisnya ialah MucT, yang didepositkan sebagai ATCC BAA‑835 ¹.

Di mana ia hidup dalam tubuh

Bukan di tengah-tengah kandungan usus, tempat kebanyakan bakteria usus yang terkenal dikira, tetapi dalam lapisan tepat di atas sel-sel usus — selimut lendir yang diperbaharui oleh dinding usus tanpa henti. Alamat itulah yang menjelaskan segala yang lain tentang organisma ini. Apabila pasukan asal membina prob genetik dan mengira spesies ini dalam najis, jumlahnya melebihi 1 % daripada semua sel bakteria ² — dan bagi satu spesies dalam ekosistem yang mempunyai ratusan spesies, itu banyak. Sekarang peringatannya, disebut terus terang: kiraan najis hanyalah pengganti. Rumah sebenar bakteria ini ialah lendir; najis pula ialah apa yang keluar dari bangunan itu.

Apa yang ia lakukan untuk kita

Di sinilah buktinya menjadi menarik, dan di sinilah saya mahukan kajian yang bernama, bukan keghairahan.

Ia seiring dengan metabolisme yang lebih ramping dan lebih sihat. Pada 2013, satu kumpulan di UCLouvain dan Wageningen menunjukkan bahawa kelimpahan A. muciniphila menurun pada tikus gemuk dan tikus diabetes jenis 2, bahawa pemberian prebiotik memulihkannya, dan bahawa memberikan bakteria hidup itu kepada tikus yang diberi diet tinggi lemak membalikkan pertambahan jisim lemak, endotoksemia metabolik, keradangan tisu adiposa dan rintangan insulin ³. Perhatikan butiran yang dilangkau oleh kebanyakan ringkasan: sel yang dibunuh dengan haba tidak memberi apa-apa kesan ³. Begitulah rupa mekanisme yang jujur — mekanisme yang boleh gagal.

Ada satu molekul di sebaliknya. Pada 2017, satu protein membran luar menyerupai pili yang banyak terdapat, dinamakan Amuc_1100, telah ditulenkan dan ditunjukkan memberi isyarat melalui reseptor serupa Toll 2 dan 4, memacu interleukin‑10, dan menaikkan rintangan trans-epitelium — ukuran makmal bagi kerapatan sesuatu sawar epitelium ⁴. Mekanisme dahulu: bakteria yang duduk dalam lendir, bercakap kepada reseptor imun pada sel di bawahnya, dan sawar itu mengetat sebagai balasan.

Ia pernah diberikan kepada manusia sekali, dengan berhati-hati. Ujian bukti konsep pada 2019 dalam Nature Medicine mendaftarkan 40 sukarelawan berlebihan berat badan yang rintang insulin; 32 orang menamatkan tiga bulan pengambilan harian — bakteria hidup, bakteria yang dipasteur, atau plasebo ⁵. Ia selamat dan diterima dengan baik oleh tubuh. Bentuk yang dipasteur memperbaik sensitiviti insulin sebanyak 28.62 % (P = 0.002), menurunkan insulinemia sebanyak 34.08 % dan jumlah kolesterol sebanyak 8.68 % ⁵. Sekarang peringatannya pada kelantangan penuh: berat badan turun 2.27 kg berbanding plasebo dan jisim lemak turun 1.37 kg berbanding garis dasar kumpulan itu sendiri, dan kedua-duanya tidak mencapai kebererartian statistik (P = 0.091 dan P = 0.092) ⁵. Ini kajian perintis penerokaan di satu pusat sahaja dengan 32 orang, yang titik akhir utamanya ialah keselamatan, kebolehterimaan dan parameter metabolik ⁵. Ia alasan untuk menjalankan ujian yang lebih besar. Ia bukan keputusan untuk dijadikan asas sesuatu diet.

Ia bergerak seiring dengan tindak balas imunoterapi kanser. Dalam kajian Science pada 2018 terhadap pesakit yang dirawat dengan sekatan PD‑1, kelimpahan relatif A. muciniphila dalam najis pada masa diagnosis seiring dengan tindak balas klinikal, dan pemberian oral memulihkan tindak balas itu pada tikus yang menerima najis daripada pesakit yang tidak bertindak balas ⁹. Korelasi pada manusia; sebab dan akibat pada tikus. Kedua-dua belah ayat itu penting.

Apa yang ia lakukan terhadap kita

Perbuatan yang sama, dibaca dari arah yang lain. Bakteria yang memakan lendir sedang menipiskan sawar yang memisahkan sistem imun anda daripada kandungan usus anda. Sama ada itu berakhir dengan baik atau tidak bergantung pada kejiranannya.

Apabila ada patogen, ia memburukkan keadaan. Pada tikus gnotobiotik yang membawa komuniti lapan spesies yang ditakrifkan, menambah A. muciniphila kepada jangkitan Salmonella Typhimurium menaikkan skor histopatologi dan RNA pengutus IFN-γ, TNF-α, IL‑6, IL‑12 dan IL‑17 dalam sekum dan kolon ⁶. Kiraan Salmonella dalam nodus limfa mesenterik naik kira-kira sepuluh kali ganda, dan sel goblet penuh musin dalam tisu sekum jatuh kepada antara satu pertiga hingga separuh daripada bilangan yang dilihat dalam kumpulan lain ⁶. Bacaan penulisnya sendiri: ia mengganggu homeostasis lendir perumah ⁶.

Tanpa serat, seluruh komuniti berpaling kepada lapisan itu. Kajian Cell pada 2016 memberikan tikus gnotobiotik satu mikrobiota manusia sintetik dan kemudian menarik balik serat pemakanan. Kekurangan karbohidrat tumbuhan, komuniti itu — dengan pakar lendir seperti Akkermansia menonjol di dalamnya — bertukar kepada glikoprotein lendir perumah sebagai sumber nutrien, mengikis sawar lendir kolon, dan membenarkan patogen mukosa Citrobacter rodentium sampai ke epitelium lalu menyebabkan kolitis yang membawa maut ⁷. Itulah pengajaran praktikal seluruh entri ini: pemakan lendir memakan lendir terutamanya apabila tiada apa-apa yang lebih baik ditawarkan.

Kelimpahannya bukan skor kesihatan. Analisis terkumpul yang diselaraskan dari segi kaedah terhadap kajian mikrobiota usus dalam penyakit Parkinson mendapati Akkermansia meningkat pada pesakit, bersama pengeluar butirat yang berkurang ⁸. Lebih tinggi, bukan lebih rendah. Para penulisnya mencadangkan penguraian lapisan lendir sebagai satu kaitan yang munasabah ⁸ — tetapi ini perkaitan dalam data keratan rentas, dan transit usus yang perlahan, sembelit serta ubat-ubatan semuanya masih kekal sebagai penjelasan alternatif. Belum ada sesiapa yang menunjukkan ke arah mana anak panah itu menghala.

Satu organisma, dua ejaan: kenapa nama filum berubah pada 2021

Nama spesiesnya tidak berubah sejak ia dicadangkan pada 2004 ¹. Filum di sekelilingnya yang berubah. Apa yang dipanggil Verrucomicrobia oleh setiap makalah lama telah diterbitkan secara sah di bawah kod tatanama bakteria sebagai Verrucomicrobiota pada 2021, ketika 42 nama filum ditetapkan secara rasmi serentak ¹⁰. Organisma yang sama, ejaan semasa. Jadi jika anda membaca Verrucomicrobia dalam abstrak 2013 dan Verrucomicrobiota dalam abstrak 2023, tiada apa-apa yang diklasifikasikan semula — peraturannya sahaja yang mengejar.

Apa yang perlu dipegang

Akkermansia muciniphila ialah penghuni biasa usus manusia yang sihat, yang mencari makan daripada lendir yang anda hasilkan sendiri. Meragut lapisan itu nampaknya merangsang pembaharuannya dan merapatkan sawar, dan pada tikus serta dalam satu ujian manusia yang kecil, itu muncul sebagai angka metabolik yang lebih baik ³⁵. Tanggalkan serat daripada diet, atau tambah satu patogen — mikrob yang menyebabkan penyakit — dan selera yang sama menjadi pengikisan ⁶⁷. Bukti pada manusia ialah satu kajian perintis 32 orang dan satu set korelasi — perkara yang bergerak bersama, belum lagi sebab dan akibat ⁵⁹. Itu benar-benar memberangsangkan, dan ia benar-benar belum selesai, dan menyebut kedua-duanya serentak ialah satu-satunya cara jujur untuk menulis entri ini.