Actinomycetota: ไฟลัมที่ปกป้องทารกและก่อวัณโรค

ลองนึกภาพงานรวมญาติที่ลูกพี่ลูกน้องคนหนึ่งใช้เวลาศตวรรษที่ผ่านมาช่วยทารกแรกเกิดย่อยนมแม่ อีกคนผลิตยาปฏิชีวนะเกือบทั้งหมดในร้านขายยาของคุณ และคนที่สามก่อการติดเชื้อที่คร่าชีวิตคนไปประมาณ 1.25 ล้านคนในปี 2023 ¹⁰ นั่นคือ Actinomycetota ก่อนที่คุณจะตัดสินว่าไฟลัมนี้เป็นมิตรหรือเป็นศัตรู มันช่วยได้มากถ้ารู้ก่อนว่าไฟลัมคืออะไรกันแน่ — และทำไมคำตอบจึงเป็น “ทั้งสองอย่าง ขึ้นอยู่กับว่าลูกพี่ลูกน้องคนไหน”

มันคืออะไร

Actinomycetota เป็นไฟลัม — หนึ่งในกิ่งที่กว้างที่สุดบนต้นไม้ของแบคทีเรีย — ของแบคทีเรียแกรมบวกที่ดีเอ็นเอมีเบสกวานีนและไซโทซีนมากผิดปกติ จึงเป็นเหตุให้นักจุลชีววิทยาเรียกพวกมันว่าพวก “GC สูง” บทปริทัศน์อ้างอิงของ Barka และคณะ ในวารสาร Microbiology and Molecular Biology Reviews บรรยายพวกมันว่าเป็นหนึ่งในไฟลัมแบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุด พบได้ในดินและในน้ำทุกหนทุกแห่ง โดยสมาชิกจำนวนมากเติบโตเป็นเส้นใยแตกแขนงที่เมื่อมองใต้กล้องจุลทรรศน์แล้วดูเหมือนราเสียยิ่งกว่าจุลินทรีย์ ² นิสัยที่คล้ายเชื้อรานั้นคือที่มาของชื่อ: actino แปลว่ารัศมี mykes แปลว่าเชื้อรา

สมาชิกภาพของไฟลัมนี้คือสิ่งที่ทำให้มันน่าสนใจ บทปริทัศน์ของ Barka ระบุรายชื่อทั้งผู้อยู่ร่วมอาศัยในลำไส้ (Bifidobacterium) ผู้อาศัยในดิน (Streptomyces, Micromonospora) คู่หูของพืช (Frankia) และเชื้อก่อโรค — Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Tropheryma — ไว้ใต้ชายคาเดียวกันทั้งหมด ²

สองชื่อ หนึ่งไฟลัม

จนกระทั่งไม่นานมานี้ กลุ่มนี้ถูกเรียกว่า Actinobacteria และคุณจะยังเห็นคำนั้นในงานวิจัยส่วนใหญ่ ในรายงานผลถอดรหัสส่วนใหญ่ และบนฉลากโพรไบโอติกส่วนใหญ่ ปี 2021 คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยอนุกรมวิธานของโพรแคริโอตได้เพิ่มลำดับขั้นไฟลัมเข้าไปในประมวลการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการ และ Oren กับ Garrity ก็ตีพิมพ์ชื่อทางการของ 42 ไฟลัม โดยแต่ละชื่อยึดโยงกับสกุลต้นแบบหนึ่งสกุล ¹ ไฟลัมนี้ยึดโยงกับ Actinomyces จึงได้ชื่อว่า Actinomycetota ฐานข้อมูล NCBI Taxonomy ลงรายการไฟลัมนี้ไว้ใต้ชื่อดังกล่าว โดยมี Actinobacteria และ Actinobacteriota เป็นคำพ้อง ไม่มีอะไรทางชีววิทยาเปลี่ยนไป ถ้างานวิจัยเขียนว่า Actinobacteria มันกำลังพูดถึงกลุ่มนี้เป๊ะ ๆ

มันอาศัยอยู่ตรงไหนในตัวคุณ

ลำไส้ ในผู้ใหญ่ Actinomycetota เป็นหนึ่งในสี่ไฟลัมหลักของจุลินทรีย์ในลำไส้ — แต่กระนั้น อย่างที่ Binda และคณะเขียนไว้ในบทปริทัศน์ปี 2018 มัน “เป็นเพียงเปอร์เซ็นต์เล็กน้อย” ของชุมชน ขณะเดียวกันก็ “สำคัญยิ่งต่อการรักษาสมดุลของลำไส้” ³ เล็กเมื่อนับหัว แต่ใหญ่เมื่อวัดผล สกุลที่แบกผลนั้นไว้คือ Bifidobacterium

ในทารก ภาพกลับด้าน ลำไส้ของทารกแรกเกิดที่กินนมแม่มักถูกครองโดยบิฟิโดแบคทีเรีย และจีโนมของ Bifidobacterium longum subsp. infantis ที่ Sela และคณะถอดรหัสไว้ในปี 2008 ก็แสดงให้เห็นว่าทำไม: กลุ่มยีนขนาด 43 kbp ของยีนย่อยสลาย โปรตีนจับสารละลาย และเพอร์มีเอส ซึ่งคาดว่าทำงานกับโอลิโกแซ็กคาไรด์ในนม — น้ำตาลในนมแม่ที่ไม่มีคุณค่าทางอาหารต่อตัวทารกเองเลย ⁴ แม่ผลิตอาหารที่ลูกใช้ไม่ได้ ให้แก่แบคทีเรียที่ใช้ได้ นั่นไม่ใช่อุบัติเหตุของวิวัฒนาการ แต่เป็นกลยุทธ์การชักชวนเข้าร่วม

ปาก ฐานข้อมูลจุลินทรีย์ในช่องปากมนุษย์ที่ Dewhirst และคณะสร้างขึ้น รวบรวมแท็กซอนในช่องปากไว้ 619 แท็กซอน จาก 13 ไฟลัม ซึ่งมี Actinobacteria อยู่ด้วย ⁸ สมาชิกในช่องปากของมันรวมถึง Actinomyces ซึ่งอย่างที่ Valour และคณะตั้งข้อสังเกตไว้ “ตามปกติจะตั้งรกรากอยู่ในปากและในทางเดินอาหารและทางเดินปัสสาวะและอวัยวะสืบพันธุ์ของมนุษย์” โดยไม่ก่อปัญหาใด ๆ ⁹

ผิวหนัง บทปริทัศน์ของ Grice กับ Segre ในวารสาร Nature Reviews Microbiology บรรยายว่าการตั้งรกรากบนผิวหนังถูกขับเคลื่อนด้วยนิเวศวิทยาของแต่ละตำแหน่ง — มัน ชื้น หรือแห้ง — และตั้งข้อสังเกตว่าผู้อาศัยส่วนใหญ่ไม่มีอันตราย หรือกระทั่งเป็นประโยชน์ ⁶ ผู้อาศัยบนผิวหนังที่เป็นพาดหัวของไฟลัมนี้คือ Cutibacterium acnes ซึ่งเดิมชื่อ Propionibacterium acnes และ Dréno กับคณะบรรยายว่ามัน “มีส่วนร่วมในการรักษาผิวหนังให้แข็งแรง” ⁷ จำประโยคนี้ไว้ก่อน

มันทำอะไรให้เรา

มันเลี้ยงกลไกป้องกัน หลักฐานเชิงกลไกที่ชัดที่สุดมาจาก Fukuda และคณะ ในวารสาร Nature ปี 2011 ⁵ หนูที่ถูกทำให้มีบิฟิโดแบคทีเรียสายพันธุ์เฉพาะบางสายพันธุ์อยู่ในตัว รอดจากปริมาณ Escherichia coli O157:H7 ที่ปกติแล้วถึงตาย ⁵ การปกป้องนั้นสาวย้อนไปถึงยีนของตัวขนส่งคาร์โบไฮเดรตชนิด ATP-binding cassette และตามที่ผู้เขียนเขียนไว้ “อย่างน้อยก็ส่วนหนึ่ง” มาจากอะซิเตตที่เพิ่มขึ้นซึ่งสายพันธุ์เหล่านั้นผลิต การเคลื่อนย้ายชิกาทอกซินของแบคทีเรียจากโพรงลำไส้เข้าสู่เลือดถูกยับยั้ง ⁵ กรดไขมันสายสั้น ที่ทำจากน้ำตาลโดยผู้อาศัยในลำไส้ ช่วยเสริมกำแพงลำไส้ ข้อแม้ที่ต้องพูดออกมาตรง ๆ คือ นี่คือหนู และมีเพียงบางสายพันธุ์เท่านั้นที่มียีนป้องกันนั้น สายพันธุ์ไหนจึงสำคัญกว่าไฟลัมไหน

มันย่อยสิ่งที่คุณย่อยไม่ได้ เครื่องจักรย่อยน้ำตาลนมของ B. infantis ⁴ คือกรณีที่ศึกษาไว้ดีที่สุดของแบคทีเรียที่เปลี่ยนองค์ประกอบในอาหารที่ย่อยไม่ได้ให้กลายเป็นสิ่งที่โฮสต์ได้ประโยชน์

มันทำยา — นอกตัวคุณ ยาปฏิชีวนะที่ได้จากธรรมชาติราวสองในสามของที่ใช้อยู่ในคลินิกตอนนี้มาจากไฟลัมนี้ ส่วนใหญ่มาจาก Streptomyces ในดิน พร้อมกับสารต้านมะเร็ง สารกำจัดพยาธิ และสารต้านเชื้อราอีกจำนวนมาก ² ตรงนี้ควรพูดตามตรง ผู้ผลิตยาเหล่านั้นไม่ใช่แบคทีเรียที่อยู่ในลำไส้คุณ ตระกูลเดียวกัน แต่คนละย่าน

มันอาจใช้เป็นโพรไบโอติกได้ บทปริทัศน์ของ Binda ตั้งข้อสังเกตว่าบิฟิโดแบคทีเรียถูกใช้เป็นโพรไบโอติกอย่างกว้างขวางและแสดง “ผลที่เป็นประโยชน์ในภาวะทางพยาธิวิทยาหลายอย่าง” — แล้วก็เติมในประโยคเดียวกันนั้นว่า “จำเป็นต้องมีการศึกษาในสิ่งมีชีวิตที่ใหญ่กว่านี้เพื่อยืนยันผลที่น่ายินดีเหล่านั้น” ³ ข้อแม้นั้นคือสถานะของหลักฐาน และมันควรอยู่ในทุกประโยคที่ซื่อตรงเกี่ยวกับเรื่องนี้

มันทำอะไรกับเรา

วัณโรค Mycobacterium tuberculosis เป็นสมาชิกของไฟลัมนี้ บทสรุปรายงานวัณโรคโลกปี 2024 ขององค์การอนามัยโลก ที่จัดทำโดยหน่วยงานควบคุมและป้องกันโรคของเกาหลี วางตัวเลขไว้อย่างตรงไปตรงมา: ประมาณว่ามีคนป่วยเป็นวัณโรค 10.8 ล้านคนในปี 2023 และเสียชีวิต 1.25 ล้านคน ประมาณหนึ่งในสี่ของประชากรโลกคาดว่ามีเชื้ออยู่ในตัว และการรักษาใช้เวลาอย่างน้อย 6 เดือน ¹⁰ สมาชิกที่โด่งดังที่สุดของไฟลัมนี้ก็เป็นสมาชิกที่ร้ายแรงที่สุดของมันด้วย

คอตีบ โนคาร์ดิโอซิส และโรควิปเปิล รายชื่อเชื้อก่อโรคในบทปริทัศน์ของ Barka — Corynebacterium, Nocardia, Tropheryma — อ่านแล้วเหมือนบทหนึ่งของตำราโรคติดเชื้อ ²

สิว — แต่ไม่ใช่อย่างที่คุณคิด ตรงนี้คือส่วนที่สวนความเชื่อ Dréno และคณะรายงานว่า “การเพิ่มจำนวนของ P. acnes ไม่ใช่ตัวจุดชนวนของสิว เพราะผู้ป่วยที่เป็นสิวไม่ได้มี P. acnes ในรูขุมขนมากกว่าคนทั่วไป” แต่การสูญเสียความหลากหลายของจุลินทรีย์บนผิวหนัง ร่วมกับการกระตุ้นภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ต่างหากที่ดูจะเป็นตัวขับเคลื่อนภาวะนี้ ⁷ แบคทีเรียตัวนี้เป็นผู้อาศัยอยู่บนตัวทุกคน โรคคือความไม่สมดุล ไม่ใช่การบุกรุก

แอกทิโนไมโคซิส Actinomyces ตัวเดียวกันที่นั่งเงียบ ๆ อยู่ในปากคุณ อาจก่อการติดเชื้อเรื้อรังที่สร้างฝีได้ในบางครั้ง — โดยทั่วไปที่ใบหน้าและลำคอหลังจากมีจุดติดเชื้อทางทันตกรรม หรือในปอดของคนสูบบุหรี่ที่สุขอนามัยช่องปากไม่ดี บทปริทัศน์ของ Valour บรรยายว่าการรักษามาตรฐานคือเพนิซิลลินขนาดสูงนาน 6 ถึง 12 เดือน และระบุว่าสุขอนามัยช่องปากที่ดีขึ้นคือมาตรการป้องกัน ⁹ เป็นผู้อยู่ร่วมอาศัยโดยปริยาย เป็นเชื้อก่อโรคเมื่อมีโอกาส

ข้อแม้ที่ครอบคลุมทุกเรื่องข้างต้น

ไฟลัมเป็นหมวดหมู่ที่หยาบ โครงการไมโครไบโอมมนุษย์พบว่าแม้แต่คนสุขภาพดีก็ “ต่างกันอย่างน่าทึ่ง” ในจุลินทรีย์ที่ครอบครองลำไส้ ผิวหนัง และถิ่นอาศัยอื่น ๆ ของพวกเขา ¹¹ รายงานผลตรวจอุจจาระที่เขียนว่า “Actinobacteria: ต่ำ” หรือ “สูง” กำลังผสมบิฟิโดแบคทีเรีย Actinomyces และทุกอย่างที่อยู่ระหว่างนั้นเข้าเป็นตัวเลขเดียว และไม่มีหลักฐานว่าการดันตัวเลขนั้นไปทางใดทางหนึ่งคือเป้าหมายด้านสุขภาพ หลักฐานที่มีอยู่จริงอาศัยอยู่ในระดับสปีชีส์และสายพันธุ์ — Bifidobacterium ตัวหนึ่งที่มีกลุ่มยีนชุดหนึ่ง ยีนชุดที่เจาะจง ในโฮสต์รายหนึ่ง ในคนคนหนึ่ง นั่นคือจุดที่ข้ออ้างที่ซื่อตรงทุกข้อต้องเริ่มต้น