Akkermansia muciniphila: จุลินทรีย์ที่กินเมือกของคุณ

เริ่มจากตัวสิ่งมีชีวิต ไม่ใช่จากพาดหัว ปี 2004 นักจุลชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยวาเคอนิงเงินทำสิ่งที่ตั้งใจให้โหดร้ายกับตัวอย่างอุจจาระคน: พวกเขาเจือจางมันจนแทบไม่มีอะไรรอด แล้วยื่นอาหารให้ผู้รอดชีวิตเพียงอย่างเดียว คือมิวซินจากกระเพาะอาหาร ซึ่งเป็นโปรตีนที่ทำให้เมือกลื่น ¹ ไม่มีน้ำตาล ไม่มีแป้ง ไม่มีใยอาหาร กินเยื่อบุ หรือไม่ก็อดตาย

มีบางอย่างกินเยื่อบุนั้น มันคือเซลล์ทรงรี แกรมลบ ไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัด เคลื่อนที่เองไม่ได้ ไม่สร้างสปอร์ ซึ่งเติบโตทั้งแบบเดี่ยวและเป็นคู่ และญาติใกล้ชิดที่สุดที่เคยมีการบรรยายไว้ มีลำดับยีน 16S ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอเหมือนกันเพียง 92 % — ห่างพอที่จะต้องมีสกุลของตัวเอง ¹ พวกเขาเรียกมันว่า Akkermansia muciniphila แปลว่าผู้รักเมือก นั่นไม่ใช่คำเปรียบเปรย แต่เป็นคำบรรยายหน้าที่การงาน

มันคืออะไร ในหนึ่งประโยค

Akkermansia muciniphila เป็นแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัดและย่อยสลายมิวซิน อยู่ในไฟลัม Verrucomicrobiota อาศัยอยู่ภายในชั้นเมือกของลำไส้คน และกินมิวซินที่โฮสต์ของมันหลั่งออกมาตรงนั้น ¹¹⁰ สายพันธุ์ต้นแบบคือ MucT ซึ่งฝากไว้ในชื่อ ATCC BAA‑835 ¹

มันอาศัยอยู่ตรงไหนในร่างกาย

ไม่ใช่ตรงกลางของสิ่งที่อยู่ในลำไส้ ซึ่งเป็นที่ที่แบคทีเรียลำไส้ชื่อดังส่วนใหญ่ถูกนับ แต่อยู่ในชั้นที่อยู่เหนือเซลล์ขึ้นมาพอดี — ผ้าห่มเมือกที่ผนังลำไส้สร้างขึ้นใหม่ตลอดเวลา ที่อยู่นั้นอธิบายทุกอย่างที่เหลือเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตตัวนี้ เมื่อทีมเดิมสร้างโพรบทางพันธุกรรมขึ้นมาแล้วนับสปีชีส์นี้ในอุจจาระ ผลออกมาว่ามากกว่า 1 % ของเซลล์แบคทีเรียทั้งหมด ² — ซึ่งสำหรับสปีชีส์เดียวในระบบนิเวศที่มีอยู่หลายร้อยสปีชีส์ ถือว่ามากทีเดียว และตอนนี้ก็ถึงข้อแม้ที่ต้องพูดออกมาดัง ๆ จำนวนในอุจจาระเป็นเพียงตัวแทน บ้านจริงของแบคทีเรียตัวนี้คือเมือก ส่วนอุจจาระคือสิ่งที่ออกจากอาคารไปแล้ว

มันทำอะไรให้เรา

ตรงนี้หลักฐานเริ่มน่าสนใจ และตรงนี้ผมอยากได้งานวิจัยที่ระบุชื่อ มากกว่าความตื่นเต้น

มันเดินคู่ไปกับระบบเผาผลาญที่ผอมกว่าและแข็งแรงกว่า ปี 2013 กลุ่มวิจัยที่ UCLouvain และวาเคอนิงเงินแสดงให้เห็นว่าปริมาณ A. muciniphila ลดลงในหนูอ้วนและหนูเบาหวานชนิดที่ 2 ว่าการให้พรีไบโอติกทำให้มันกลับคืนมา และว่าการให้แบคทีเรียที่มีชีวิตแก่หนูที่กินอาหารไขมันสูงย้อนกลับการเพิ่มมวลไขมัน ภาวะเอนโดทอกซินในเลือดจากเมตาบอลิก การอักเสบของเนื้อเยื่อไขมัน และภาวะดื้ออินซูลิน ³ สังเกตรายละเอียดที่บทสรุปส่วนใหญ่ข้ามไป: เซลล์ที่ฆ่าด้วยความร้อนแล้วไม่ทำอะไรเลย ³ นั่นคือหน้าตาของกลไกที่ซื่อตรง — กลไกที่ล้มเหลวได้

มีโมเลกุลอยู่เบื้องหลังมัน ปี 2017 มีการทำให้บริสุทธิ์ซึ่งโปรตีนคล้ายพิไลบนเยื่อหุ้มชั้นนอกที่มีอยู่มาก ชื่อ Amuc_1100 และแสดงว่ามันส่งสัญญาณผ่าน Toll-like receptor 2 และ 4 ผลักดันอินเทอร์ลิวคิน-10 และเพิ่มความต้านทานข้ามชั้นเยื่อบุ ซึ่งเป็นค่าที่ห้องปฏิบัติการใช้วัดว่ากำแพงเยื่อบุแน่นแค่ไหน ⁴ กลไกมาก่อน: แบคทีเรียที่นั่งอยู่ในเมือก พูดกับตัวรับภูมิคุ้มกันบนเซลล์ที่อยู่ใต้มัน แล้วกำแพงก็ตอบกลับด้วยการแน่นขึ้น

เคยมีการให้มันแก่คนมาแล้วหนึ่งครั้ง อย่างระมัดระวัง การทดลองพิสูจน์แนวคิดปี 2019 ในวารสาร Nature Medicine รับอาสาสมัครน้ำหนักเกินที่มีภาวะดื้ออินซูลิน 40 คน โดย 32 คนทำครบสามเดือนของการเสริมทุกวัน — แบคทีเรียมีชีวิต แบคทีเรียที่ผ่านการพาสเจอไรซ์ หรือยาหลอก ⁵ มันปลอดภัยและทนได้ดี รูปแบบที่ผ่านการพาสเจอไรซ์เพิ่มความไวต่ออินซูลินขึ้น 28.62 % (P = 0.002) ลดระดับอินซูลินในเลือดลง 34.08 % และลดคอเลสเตอรอลรวมลง 8.68 % ⁵ ทีนี้ข้อแม้แบบเปิดเสียงเต็มที่: น้ำหนักตัวลดลง 2.27 kg เทียบกับยาหลอก และมวลไขมันลดลง 1.37 kg เทียบกับค่าตั้งต้นของกลุ่มเอง และทั้งสองค่าไม่ถึงนัยสำคัญทางสถิติ (P = 0.091 และ P = 0.092) ⁵ นี่คือการศึกษานำร่องเชิงสำรวจในศูนย์เดียวในคน 32 คน ซึ่งมีผลลัพธ์หลักเป็นความปลอดภัย ความทนได้ และค่าทางเมตาบอลิก ⁵ มันเป็นเหตุผลให้ทำการทดลองที่ใหญ่กว่า ไม่ใช่ผลที่จะเอาไปสร้างเป็นแผนกินอาหาร

มันเดินทางไปด้วยกันกับการตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันบำบัดมะเร็ง ในงานวิจัยปี 2018 ในวารสาร Science ที่ศึกษาผู้ป่วยซึ่งได้รับการรักษาด้วยการปิดกั้น PD‑1 ปริมาณสัมพัทธ์ของ A. muciniphila ในอุจจาระ ณ เวลาที่วินิจฉัย เดินคู่ไปกับการตอบสนองทางคลินิก และการเสริมทางปากก็ฟื้นการตอบสนองในหนูที่ได้รับอุจจาระจากผู้ป่วยที่ไม่ตอบสนอง ⁹ ความสัมพันธ์ในคน ความเป็นเหตุเป็นผลในหนู ทั้งสองครึ่งของประโยคนั้นสำคัญ

มันทำอะไรกับเรา

การกระทำเดียวกัน แต่อ่านอีกทาง แบคทีเรียที่กินเมือกก็กำลังทำให้กำแพงที่กั้นระบบภูมิคุ้มกันของคุณออกจากสิ่งที่อยู่ในลำไส้บางลง เรื่องนี้จะจบดีหรือไม่ขึ้นอยู่กับเพื่อนบ้าน

เมื่อมีเชื้อก่อโรคอยู่ด้วย มันทำให้เรื่องแย่ลง ในหนูปลอดเชื้อที่มีชุมชนจุลินทรีย์กำหนดไว้แปดสปีชีส์ การเติม A. muciniphila เข้าไปในการติดเชื้อ Salmonella Typhimurium ทำให้คะแนนพยาธิสภาพของเนื้อเยื่อสูงขึ้น และเพิ่มเมสเซนเจอร์อาร์เอ็นเอของ IFN-γ, TNF-α, IL‑6, IL‑12 และ IL‑17 ในลำไส้ใหญ่ส่วนต้นและลำไส้ใหญ่ ⁶ จำนวน Salmonella ในต่อมน้ำเหลืองเยื่อแขวนลำไส้เพิ่มขึ้นราวสิบเท่า และเซลล์ก็อบเลตที่เต็มไปด้วยมิวซินในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ส่วนต้นลดลงเหลือระหว่างหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งของจำนวนที่เห็นในกลุ่มอื่น ๆ ⁶ การอ่านผลของผู้เขียนเองคือ มันรบกวนสมดุลเมือกของโฮสต์ ⁶

เมื่อไม่มีใยอาหาร ทั้งชุมชนหันมาเล่นงานเยื่อบุ งานวิจัยปี 2016 ในวารสาร Cell ให้หนูปลอดเชื้อได้รับจุลินทรีย์สังเคราะห์แบบของมนุษย์ แล้วถอนใยอาหารออกจากอาหาร เมื่อขาดคาร์โบไฮเดรตจากพืช ชุมชนนั้น — ซึ่งมีผู้เชี่ยวชาญด้านเมือกอย่าง Akkermansia โดดเด่นอยู่ในนั้น — ก็หันไปใช้ไกลโคโปรตีนในเมือกของโฮสต์เป็นแหล่งอาหาร กัดกร่อนกำแพงเมือกของลำไส้ใหญ่ และเปิดทางให้เชื้อก่อโรคที่เยื่อเมือก Citrobacter rodentium เข้าถึงชั้นเยื่อบุและก่อลำไส้อักเสบที่ถึงตาย ⁷ นั่นคือบทเรียนเชิงปฏิบัติของทั้งบทความนี้: ตัวกินเมือกจะกินเมือกเป็นหลักก็ต่อเมื่อไม่มีอะไรดีกว่านั้นให้กิน

ปริมาณของมันไม่ใช่คะแนนสุขภาพ การวิเคราะห์รวมที่ปรับวิธีการให้สอดคล้องกัน ของงานวิจัยจุลินทรีย์ลำไส้ในโรคพาร์กินสัน พบว่า Akkermansia สูงขึ้นในผู้ป่วย ควบคู่ไปกับตัวผลิตบิวทิเรตที่ลดลง ⁸ สูงขึ้น ไม่ใช่ต่ำลง ผู้เขียนเสนอว่าการย่อยสลายชั้นเมือกเป็นข้อเชื่อมโยงหนึ่งที่พอฟังขึ้น ⁸ — แต่นี่คือความสัมพันธ์ในข้อมูลภาคตัดขวาง และการเคลื่อนตัวของลำไส้ที่ช้า อาการท้องผูก และยาที่ใช้ ล้วนยังเป็นคำอธิบายทางเลือกที่ยังมีชีวิตอยู่ ยังไม่มีใครแสดงได้ว่าลูกศรชี้ไปทางไหน

หนึ่งสิ่งมีชีวิต สองตัวสะกด: ทำไมชื่อไฟลัมจึงเปลี่ยนในปี 2021

ชื่อสปีชีส์ไม่ได้เปลี่ยนเลยตั้งแต่มีการเสนอในปี 2004 ¹ แต่ไฟลัมที่ล้อมรอบมันเปลี่ยน สิ่งที่งานวิจัยเก่ากว่าทุกชิ้นเรียกว่า Verrucomicrobia ได้รับการตีพิมพ์อย่างสมบูรณ์ตามประมวลการตั้งชื่อของแบคทีเรียในชื่อ Verrucomicrobiota ในปี 2021 ตอนที่ชื่อไฟลัม 42 ชื่อถูกสถาปนาอย่างเป็นทางการพร้อมกัน ¹⁰ สิ่งมีชีวิตเดียวกัน ตัวสะกดปัจจุบัน ดังนั้นถ้าคุณอ่านเจอ Verrucomicrobia ในบทคัดย่อปี 2013 และเจอ Verrucomicrobiota ในบทคัดย่อปี 2023 ก็ไม่ได้มีอะไรถูกจัดหมวดใหม่ — แค่กฎเกณฑ์ตามมาทัน

สิ่งที่ควรจดจำไว้

Akkermansia muciniphila เป็นผู้อาศัยตามปกติของลำไส้คนที่แข็งแรง ซึ่งหาเลี้ยงชีพจากเมือกที่คุณผลิตขึ้น การเล็มชั้นนั้นดูเหมือนจะกระตุ้นให้มีการสร้างทดแทนและทำให้กำแพงแน่นขึ้น และในหนูกับในการทดลองเล็ก ๆ ในคนหนึ่งงาน สิ่งนั้นปรากฏออกมาเป็นตัวเลขทางเมตาบอลิกที่ดีขึ้น ³⁵ แต่ถ้าดึงใยอาหารออกจากอาหาร หรือเติมเชื้อก่อโรค — จุลินทรีย์ที่ก่อโรค — เข้าไป ความอยากอาหารแบบเดียวกันนั้นก็กลายเป็นการกัดกร่อน ⁶⁷ หลักฐานในคนคือการศึกษานำร่องในคน 32 คน กับชุดความสัมพันธ์ — สิ่งที่เดินทางไปด้วยกัน ยังไม่ใช่เหตุและผล ⁵⁹ นั่นน่าสัญญาอย่างแท้จริง และก็ยังไม่ลงตัวอย่างแท้จริง และการพูดทั้งสองอย่างพร้อมกันคือวิธีเดียวที่ซื่อตรงในการเขียนบทความนี้