Faecalibacterium prausnitzii: mikrob yang takut udara

Kebanyakan bakteria menjadi terkenal kerana apa yang ia lakukan kepada manusia. Yang ini menjadi terkenal kerana ia hilang.

Pada 2008, satu pasukan yang diketuai Harry Sokol meneliti lapisan usus orang yang menghidap penyakit Crohn pada saat pembedahan, dan sekali lagi enam bulan kemudian ¹. Satu spesies menonjol kerana ketiadaannya. Di tempat yang kurang jumlahnya pada mukosa ileum yang direseksi, kambuhan endoskopik pada 6 bulan lebih berkemungkinan berlaku ¹. Organisma itu ialah Faecalibacterium prausnitzii — dan ia bukan penumpang eksotik. Dalam tubuh orang dewasa yang sihat, ia salah satu bakteria yang paling lazim.

Apa itu, dalam satu ayat

Faecalibacterium prausnitzii ialah bakteria anaerob obligat, tidak bergerak dan penghasil butirat dalam usus besar manusia — penghuni biasa, bukan patogen, dan salah satu spesies tunggal yang paling banyak dalam usus orang dewasa yang sihat ²³.

Di mana ia hidup

Dalam kolon, dan pada dasarnya tiada di tempat lain dalam tubuh kita. Ia dipencilkan daripada najis manusia, dan perihalan pada 2002 yang memberikannya nama semasa memanggilnya salah satu pengkoloni paling banyak dalam kolon manusia ³. Satu ulasan pada 2013 meletakkan angka padanya: lebih 5 % daripada jumlah populasi bakteria dalam mikrobiota usus orang dewasa yang sihat ².

Dua butir tentang dietnya menjelaskan banyak perkara tentangnya. Ia anaerob obligat — oksigen bukan sekadar tidak membantunya, oksigen ialah pengakhirannya. Dan ia memerlukan asetat dalam medium pertumbuhannya ³. Asetat ialah hasil buangan bakteria usus yang lain. Jadi organisma ini duduk di hilir jiran-jirannya, memakan apa yang mereka buang, di satu-satunya tempat dalam tubuh yang tiada oksigen dan ada bekalan sisa yang tetap.

Apa yang ia lakukan untuk kita

Ia menghasilkan butirat. Itu bunyinya seperti nota kaki kimia yang kecil sehinggalah anda bertanya butirat itu untuk apa.

Pada 2011, Dallas Donohoe dan rakan-rakan membandingkan tikus bebas kuman dengan tikus biasa dan mendapati bahawa kolonosit — sel yang melapisi kolon — menggunakan butirat yang dihasilkan bakteria sebagai sumber tenaga utamanya ⁵. Kolonosit bebas kuman berada dalam keadaan kekurangan tenaga: fosforilasi oksidatif yang berkurang, ATP yang lebih rendah, dan autofagi yang dihidupkan. Menambah butirat menyelamatkan respirasi mitokondrianya dan menghentikan autofagi itu, dan ia berbuat begitu dengan bertindak sebagai bahan api dan bukan sebagai perencat enzim ⁵.

Jadi penghasil butirat bukanlah "bakteria baik" yang samar-samar. Ia pembekal kepada satu tisu tertentu yang telah menyerahkan urusan makanannya kepada pihak luar.

Ada tugas yang kedua, dan di sini buktinya lebih menarik daripada slogannya. Kumpulan Sokol bukan sahaja mengira spesies itu; mereka mengujinya. Merangsang sel mononuklear darah periferi manusia dengan F. prausnitzii menghasilkan IL‑12 dan IFN-γ yang jauh lebih rendah serta IL‑10 yang lebih tinggi — profil yang lebih tenang dan kurang meradang ¹. Dalam satu talian sel pelapor, bakteria itu sendiri tidak memberi kesan kepada aktiviti NF-κB yang dipacu IL‑1β, tetapi supernatan bebas selnya menghapuskannya. Memberi tikus sama ada bakteria hidup itu atau supernatannya mengurangkan keterukan kolitis yang diaruh secara kimia dengan ketara ¹. Dengan kata lain, sebahagian daripada kesan anti-radang itu ialah satu molekul yang dirembeskan organisma itu, bukan organisma itu sendiri. Satu molekul sebegitu kemudiannya dikenal pasti dalam supernatan itu: protein 15 kDa bernama MAM — molekul anti-radang mikrob — yang, apabila diekspreskan dalam sel epitelium usus, menurunkan pengaktifan NF-κB, dan yang mencegah kolitis yang diaruh secara kimia pada tikus apabila dihantar oleh Lactococcus lactis gred makanan ⁶.

Satu kajian pada 2017 yang memencilkan strain segar daripada sukarelawan yang sihat menambah satu kaitan yang berguna: dalam kalangan pencilan itu, penghasilan butirat berkorelasi dengan keupayaan mengaruh IL‑10 ⁸. Bahan api dan ketenangan mungkin bukan dua cerita yang berasingan.

Apa yang ia lakukan terhadap kita — dan di mana buktinya kehabisan

Sekarang bahagian yang biasanya ditinggalkan daripada infografik. Bukan mudarat — tiada apa-apa yang dipetik di sini menunjukkan ia menyerang orang yang sihat — tetapi empat tempat yang ceritanya lebih lemah daripada labelnya.

Bukti pada manusia bersifat perkaitan. Data manusia Sokol bersifat pemerhatian; kerja sebab-akibatnya ialah talian sel dan tikus ¹. Penyusutan yang bergerak bersama penyakit bukan perkara yang sama dengan penyusutan yang menyebabkan penyakit, dan spesies ini menyusut dalam senarai panjang keadaan penyakit, dan itu tepat seperti yang anda jangkakan daripada organisma rapuh yang bertindak balas terhadap kesakitan secara umum.

Dan ia memang rapuh — itu memotong dua arah. Kerana ia tidak boleh bertahan dengan oksigen ³, apa-apa yang membenarkan oksigen sampai ke lumen kolon akan menyingkirkannya. Satu kajian pada 2016 tentang mikrobiota najis dalam jangkitan HIV mendapati F. prausnitzii jauh lebih sedikit berbanding kumpulan kawalan, dalam satu komuniti yang telah beralih dengan tegas ke arah spesies yang tahan oksigen: 80.8 % spesies yang diperkaya dalam kumpulan HIV bersifat aerotoleran (42 daripada 52), berbanding 16.1 % spesies yang diperkaya dalam kumpulan kawalan (14 daripada 87) ⁷. Itu gambaran usus yang rosak dan beroksigen, dan anaerob yang hilang itu munasabah dianggap akibatnya. Bacalah nilai yang rendah sebagai isyarat, bukan sebagai keputusan muktamad.

Nama pada label menjanjikan lebih daripada yang mampu diberikannya. Pencilan spesies ini daripada orang yang sihat berbeza sesama sendiri dari segi penghasilan enzim, rintangan antibiotik dan sifat imunomodulasi — kesannya bergantung pada strain, dan para penulis memerihalkan strain mereka sebagai calon probiotik generasi baharu, bukan sebagai probiotik yang terbukti ⁸.

Dan ia mesin metabolik, bukan satu manfaat. Selain butirat dan format, kesemua empat strain dalam perihalan asal menghasilkan D-laktat dan bukan L-laktat ³. Bakteria ada keluarannya; kitalah yang memilih keluaran yang mana untuk dipanggil intipatinya.

Apa yang tidak ditunjukkan oleh mana-mana kerja yang dipetik di sini ialah bahawa menaikkan F. prausnitzii dengan sengaja — dengan apa-apa cara pun — menjadikan seseorang lebih sihat. Ujian klinikal itulah yang patut diminta.

Namanya asyik berpindah

Ia diperihalkan sebagai Fusobacterium prausnitzii. Pada 2002, Sylvia Duncan dan rakan-rakan menunjukkan melalui penjujukan rRNA 16S bahawa strain ini hanya berkait jauh dengan Fusobacterium dalam erti yang ketat dan sebenarnya tergolong bersama kelompok IV Clostridium, lalu mencadangkan genus baharu: Faecalibacterium, dengan Faecalibacterium prausnitzii sebagai spesies jenisnya dan strain ATCC 27768 sebagai strain jenisnya ³. Fusobacterium prausnitzii ialah sinonim yang masih akan anda temui dalam makalah lama.

Kemudian ia berpindah lagi. Pada 2022, satu pemeriksaan semula berasaskan genom memecahkan kumpulan itu: tiga spesies baharu dicadangkan, dan strain A2-165 — kuda kerja di sebalik sebahagian besar kepustakaan anti-radang di atas — menjadi strain jenis bagi Faecalibacterium duncaniae ⁴. Genus itu terus membesar sejak itu; Faecalibacterium taiwanense diperihalkan daripada najis manusia pada 2024 ⁹.

Ini bukan kerenah remeh. Maknanya sebahagian besar daripada apa yang diterbitkan di bawah perkataan F. prausnitzii memerihalkan organisma yang kini mempunyai nama yang berbeza, dan mana-mana ujian atau produk yang memetik spesies ini patut dibaca dengan mengingati hal itu.

Ringkasan yang jujur

Bakteria yang paling banyak dalam kolon yang sihat ialah anaerob yang mati dalam udara, memberi makan lapisan usus dengan bahan api yang paling digemari lapisan itu, merembeskan sesuatu yang menenangkan isyarat keradangan, hilang apabila usus meradang, dan telah dinamakan semula dua kali semasa kita mengkajinya. Setiap satu pernyataan itu ada makalah di belakangnya. Pernyataan bahawa ia akan menyihatkan anda pula tidak ada — buat masa ini.