Faecalibacterium prausnitzii: จุลินทรีย์ที่กลัวอากาศ

แบคทีเรียส่วนใหญ่โด่งดังจากสิ่งที่มันทำกับคน ตัวนี้โด่งดังจากการหายตัวไป

ปี 2008 ทีมที่นำโดย Harry Sokol ดูเยื่อบุลำไส้ของผู้ป่วยโรคโครห์น ณ ขณะผ่าตัด และดูอีกครั้งในหกเดือนต่อมา ¹ มีสปีชีส์หนึ่งโดดเด่นขึ้นมาด้วยการไม่อยู่ตรงนั้น ที่ใดที่มันเหลืออยู่น้อยกว่าบนเยื่อเมือกลำไส้เล็กส่วนปลายที่ตัดออกมา การกลับเป็นซ้ำที่เห็นจากการส่องกล้องเมื่อครบ 6 เดือนก็มีโอกาสมากกว่า ¹ สิ่งมีชีวิตตัวนั้นคือ Faecalibacterium prausnitzii — และมันไม่ใช่ผู้โดยสารแปลกหน้าอะไร ในผู้ใหญ่สุขภาพดี มันเป็นหนึ่งในแบคทีเรียที่พบมากที่สุดในร่างกาย

มันคืออะไร ในหนึ่งประโยค

Faecalibacterium prausnitzii เป็นแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ของคน ที่ไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัด เคลื่อนที่เองไม่ได้ และผลิตบิวทิเรต — เป็นผู้อาศัยปกติ ไม่ใช่เชื้อก่อโรค และเป็นหนึ่งในสปีชีส์เดี่ยวที่มีมากที่สุดในลำไส้ของผู้ใหญ่สุขภาพดี ²³

มันอาศัยอยู่ที่ไหน

ในลำไส้ใหญ่ และแทบไม่อยู่ที่อื่นในตัวเราเลย มันถูกแยกได้จากอุจจาระคน และคำบรรยายปี 2002 ที่ให้ชื่อปัจจุบันแก่มันก็เรียกมันว่าหนึ่งในผู้ตั้งรกรากที่มีมากที่สุดในลำไส้ใหญ่ของคน ³ บทปริทัศน์ปี 2013 ใส่ตัวเลขให้เรื่องนั้น: มากกว่า 5 % ของประชากรแบคทีเรียทั้งหมดในจุลินทรีย์ลำไส้ของผู้ใหญ่สุขภาพดี ²

รายละเอียดสองอย่างเรื่องอาหารของมันอธิบายเรื่องมันได้เยอะ มันไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัด — ออกซิเจนไม่ได้แค่ไม่ช่วยมัน แต่คือจุดจบของมัน และมันต้องการอะซิเตตในอาหารเลี้ยงเชื้อ ³ อะซิเตตเป็นของเสียของแบคทีเรียตัวอื่นในลำไส้ สิ่งมีชีวิตตัวนี้จึงนั่งอยู่ปลายน้ำของเพื่อนบ้าน กินสิ่งที่พวกเขาทิ้ง ในที่แห่งเดียวในร่างกายที่ไม่มีออกซิเจนและมีเศษอาหารเหลือมาอย่างสม่ำเสมอ

มันทำอะไรให้เรา

มันสร้างบิวทิเรต ฟังดูเหมือนเชิงอรรถทางเคมีเล็ก ๆ จนกว่าคุณจะถามว่าบิวทิเรตมีไว้ทำอะไร

ปี 2011 Dallas Donohoe และคณะเปรียบเทียบหนูปลอดเชื้อกับหนูปกติ แล้วพบว่าโคโลโนไซต์ — เซลล์ที่บุลำไส้ใหญ่ — ใช้บิวทิเรตที่แบคทีเรียผลิตขึ้นเป็นแหล่งพลังงานหลัก ⁵ โคโลโนไซต์ของหนูปลอดเชื้ออยู่ในสภาพขาดพลังงาน: ออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชันลดลง ATP ต่ำลง และออโตฟาจีถูกเปิดสวิตช์ การเติมบิวทิเรตเข้าไปกู้การหายใจของไมโทคอนเดรียกลับมาและหยุดออโตฟาจี และมันทำเช่นนั้นโดยทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิง ไม่ใช่เป็นตัวยับยั้งเอนไซม์ ⁵

ตัวผลิตบิวทิเรตจึงไม่ใช่ “แบคทีเรียดี” แบบคลุมเครือ มันคือซัพพลายเออร์ให้เนื้อเยื่อหนึ่งที่จ้างคนอื่นทำครัวให้ตัวเอง

ยังมีงานที่สอง และตรงนี้หลักฐานน่าสนใจกว่าสโลแกน กลุ่มของ Sokol ไม่ได้แค่นับสปีชีส์นี้ พวกเขาทดสอบมันด้วย การกระตุ้นเซลล์โมโนนิวเคลียร์ในเลือดส่วนปลายของคนด้วย F. prausnitzii ทำให้ IL‑12 กับ IFN-γ ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และ IL‑10 สูงขึ้น — เป็นโปรไฟล์ที่สงบลงและอักเสบน้อยลง ¹ ในเซลล์รายงานผลสายพันธุ์หนึ่ง ตัวแบคทีเรียเองไม่ได้ทำอะไรกับกิจกรรม NF-κB ที่ขับด้วย IL‑1β เลย แต่น้ำเลี้ยงเชื้อที่ปราศจากเซลล์ของมันกลับลบมันหายไป การป้อนหนูด้วยแบคทีเรียที่มีชีวิตหรือน้ำเลี้ยงเชื้อของมัน ลดความรุนแรงของลำไส้อักเสบที่เหนี่ยวนำด้วยสารเคมีลงอย่างเห็นได้ชัด ¹ พูดอีกอย่างคือ ส่วนหนึ่งของฤทธิ์ต้านการอักเสบเป็นโมเลกุลที่สิ่งมีชีวิตตัวนี้หลั่งออกมา ไม่ใช่ตัวสิ่งมีชีวิต ต่อมามีการระบุโมเลกุลหนึ่งเช่นนั้นในน้ำเลี้ยงเชื้อนั้น: โปรตีนขนาด 15 kDa ชื่อ MAM ซึ่งย่อมาจากโมเลกุลต้านการอักเสบจากจุลินทรีย์ เมื่อแสดงออกในเซลล์เยื่อบุลำไส้ มันลดการกระตุ้น NF-κB และมันป้องกันลำไส้อักเสบที่เหนี่ยวนำด้วยสารเคมีในหนูได้เมื่อส่งเข้าไปด้วย Lactococcus lactis เกรดอาหาร ⁶

งานวิจัยปี 2017 ที่แยกสายพันธุ์ใหม่ ๆ จากอาสาสมัครสุขภาพดีเพิ่มข้อเชื่อมโยงที่มีประโยชน์เข้ามา: ในบรรดาเชื้อที่แยกได้เหล่านั้น การผลิตบิวทิเรตสัมพันธ์กับความสามารถในการเหนี่ยวนำ IL‑10 ⁸ เชื้อเพลิงกับความสงบอาจไม่ใช่สองเรื่องที่แยกจากกัน

มันทำอะไรกับเรา — และข้อพิสูจน์หมดตรงไหน

ทีนี้มาถึงส่วนที่มักถูกตัดออกจากอินโฟกราฟิก ไม่ใช่เรื่องอันตราย — ไม่มีอะไรที่อ้างถึงในนี้แสดงว่ามันเล่นงานคนสุขภาพดี — แต่เป็นสี่จุดที่เรื่องเล่าอ่อนกว่าฉลาก

หลักฐานในคนเป็นเชิงความสัมพันธ์ ข้อมูลในคนของ Sokol เป็นการสังเกต ส่วนงานที่แสดงเหตุและผลคือเซลล์สายพันธุ์กับหนู ¹ การลดลงที่เดินคู่ไปกับโรคไม่เหมือนกับการลดลงที่ก่อโรค และสปีชีส์นี้ก็ลดลงในภาวะยาวเหยียดหลายอย่าง ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณจะคาดหวังได้พอดีจากสิ่งมีชีวิตที่เปราะบางซึ่งตอบสนองต่อความเจ็บป่วยโดยทั่วไป

และมันเปราะบางจริง ๆ — ซึ่งเป็นดาบสองคม เพราะมันทนออกซิเจนไม่ได้ ³ อะไรก็ตามที่เปิดทางให้ออกซิเจนเข้าถึงโพรงลำไส้ใหญ่ก็กำจัดมัน งานวิจัยปี 2016 เรื่องจุลินทรีย์ในอุจจาระในการติดเชื้อเอชไอวีพบว่า F. prausnitzii มีน้อยกว่ากลุ่มควบคุมอย่างวิกฤต ในชุมชนที่ขยับไปทางสปีชีส์ที่ทนออกซิเจนอย่างเด็ดขาด: 80.8 % ของสปีชีส์ที่เพิ่มขึ้นในกลุ่มเอชไอวีเป็นพวกทนอากาศ (42 จาก 52) เทียบกับ 16.1 % ของสปีชีส์ที่เพิ่มขึ้นในกลุ่มควบคุม (14 จาก 87) ⁷ นั่นคือภาพของลำไส้ที่เสียหายและมีออกซิเจนเข้าไป และตัวไม่ใช้ออกซิเจนที่หายไปก็น่าจะเป็นผลที่ตามมา จงอ่านค่าที่ต่ำเป็นสัญญาณ ไม่ใช่คำตัดสิน

ชื่อบนฉลากสัญญามากกว่าที่มันให้ได้ เชื้อของสปีชีส์นี้ที่แยกได้จากคนสุขภาพดีต่างกันเองในเรื่องการผลิตเอนไซม์ การดื้อยาปฏิชีวนะ และคุณสมบัติปรับภูมิคุ้มกัน — ผลขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ และผู้เขียนก็บรรยายสายพันธุ์ของตนว่าเป็นผู้สมัครสำหรับโพรไบโอติกรุ่นถัดไป ไม่ใช่โพรไบโอติกที่พิสูจน์แล้ว ⁸

และมันคือเครื่องจักรเมตาบอลิก ไม่ใช่ประโยชน์ นอกจากบิวทิเรตและฟอร์เมตแล้ว ทั้งสี่สายพันธุ์ในคำบรรยายดั้งเดิมผลิตดี-แลกเตต ไม่ใช่แอล-แลกเตต ³ แบคทีเรียมีผลผลิตออกมาหลายอย่าง เราต่างหากที่เลือกว่าจะเรียกอันไหนว่าประเด็น

สิ่งที่ไม่มีงานใดที่อ้างถึงในนี้แสดงให้เห็น คือการเพิ่ม F. prausnitzii โดยตั้งใจ — ด้วยวิธีใดก็ตาม — ทำให้คนแข็งแรงขึ้น การทดลองนั้นคือสิ่งที่ควรเรียกร้อง

ชื่อขยับอยู่เรื่อย

มันถูกบรรยายไว้ในชื่อ Fusobacterium prausnitzii ปี 2002 Sylvia Duncan และคณะแสดงด้วยการถอดรหัส 16S rRNA ว่าสายพันธุ์เหล่านี้เป็นญาติห่าง ๆ กับ Fusobacterium ในความหมายเคร่งครัด และควรอยู่กับ Clostridium คลัสเตอร์ IV มากกว่า จึงเสนอสกุลใหม่: Faecalibacterium โดยมี Faecalibacterium prausnitzii เป็นสปีชีส์ต้นแบบ และสายพันธุ์ ATCC 27768 เป็นสายพันธุ์ต้นแบบ ³ Fusobacterium prausnitzii คือคำพ้องที่คุณจะยังพบในงานวิจัยเก่ากว่า

แล้วมันก็ขยับอีกครั้ง ปี 2022 การตรวจสอบใหม่โดยอิงจีโนมแยกกลุ่มนี้ออก: มีการเสนอสปีชีส์ใหม่สามสปีชีส์ และสายพันธุ์ A2-165 — ตัวหลักที่อยู่เบื้องหลังวรรณกรรมต้านการอักเสบข้างต้นเป็นส่วนใหญ่ — ก็กลายเป็นสายพันธุ์ต้นแบบของ Faecalibacterium duncaniae ⁴ สกุลนี้เติบโตขึ้นเรื่อยมานับแต่นั้น Faecalibacterium taiwanense ถูกบรรยายจากอุจจาระคนในปี 2024 ⁹

นี่ไม่ใช่การจับผิดเรื่องจุกจิก มันหมายความว่าสิ่งที่ตีพิมพ์ใต้คำว่า F. prausnitzii จำนวนไม่น้อยกำลังบรรยายถึงสิ่งมีชีวิตที่ตอนนี้มีชื่ออื่นแล้ว และการตรวจหรือผลิตภัณฑ์ใดที่อ้างสปีชีส์นี้ก็ควรอ่านโดยคำนึงถึงเรื่องนั้น

บทสรุปที่ซื่อตรง

แบคทีเรียที่มีมากที่สุดในลำไส้ใหญ่ที่แข็งแรง คือพวกไม่ใช้ออกซิเจนที่ตายในอากาศ เลี้ยงเยื่อบุลำไส้ด้วยเชื้อเพลิงที่เยื่อบุนั้นชอบ หลั่งบางอย่างที่ทำให้สัญญาณการอักเสบสงบลง หายไปเมื่อลำไส้อักเสบ และถูกเปลี่ยนชื่อมาแล้วสองครั้งระหว่างที่เรากำลังศึกษามันอยู่ ทุกข้อความในนั้นมีงานวิจัยหนุนหลัง ส่วนข้อความที่ว่ามันจะทำให้คุณหายดีนั้นยังไม่มี — ยังไม่มีในตอนนี้