Actinomycetota: ngành bảo vệ trẻ sơ sinh và gây bệnh lao

Hãy hình dung một buổi họp mặt gia đình, nơi một người anh em họ suốt thế kỷ qua giúp trẻ sơ sinh tiêu hóa sữa mẹ, một người khác làm ra phần lớn số kháng sinh trong tiệm thuốc của bạn, và người thứ ba gây ra căn bệnh ước tính đã giết 1,25 triệu người trong năm 2023 ¹⁰. Đó là Actinomycetota. Trước khi bạn kết luận ngành này là bạn hay thù, nên biết ngành thật ra là gì — và vì sao câu trả lời là "cả hai, tùy người anh em họ nào".

Nó là gì

Actinomycetota là một ngành — một trong những nhánh rộng nhất của cây vi khuẩn — gồm các vi khuẩn Gram dương có ADN giàu bất thường hai base guanin và cytosin, nên giới vi sinh gọi chúng là "giàu GC". Bài tổng quan tham chiếu của Barka và cộng sự trên Microbiology and Molecular Biology Reviews mô tả đây là một trong những ngành vi khuẩn lớn nhất, có mặt trong đất và nước ở khắp nơi, với nhiều thành viên mọc thành sợi phân nhánh mà dưới kính hiển vi trông giống nấm mốc hơn là vi khuẩn ². Chính cái nết giống nấm ấy làm nên cái tên: actino là tia, mykes là nấm.

Điều thú vị nằm ở danh sách thành viên. Bài tổng quan của Barka liệt kê vi khuẩn cộng sinh đường ruột (Bifidobacterium), cư dân trong đất (Streptomyces, Micromonospora), bạn đồng hành của cây (Frankia), và các mầm bệnh — Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Tropheryma — tất cả dưới cùng một mái nhà ².

Hai cái tên, một ngành

Cho tới gần đây nhóm này được gọi là Actinobacteria, và bạn vẫn sẽ gặp chữ đó trong phần lớn bài báo, phần lớn báo cáo giải trình tự và phần lớn nhãn men vi sinh. Năm 2021, Ủy ban Quốc tế về Phân loại Vi khuẩn nhân sơ đưa bậc ngành vào bộ quy tắc đặt tên chính thức, và Oren cùng Garrity công bố tên chính thức cho 42 ngành, mỗi tên neo vào một chi chuẩn ¹. Ngành này neo vào Actinomyces, thành ra Actinomycetota. Cơ sở dữ liệu NCBI Taxonomy xếp ngành dưới tên đó, còn Actinobacteria và Actinobacteriota là tên đồng nghĩa. Về mặt sinh học không có gì thay đổi. Một nghiên cứu nói Actinobacteria là đang nói đúng về nhóm này.

Nó sống ở đâu trong bạn

Ruột. Ở người lớn, Actinomycetota là một trong bốn ngành chính của hệ vi sinh vật đường ruột — vậy mà, như Binda và cộng sự viết trong bài tổng quan năm 2018, nó "chỉ chiếm một tỷ lệ phần trăm nhỏ" của quần thể trong khi lại "giữ vai trò then chốt trong việc duy trì cân bằng đường ruột" ³. Ít về đầu người, nặng về ảnh hưởng. Chi mang ảnh hưởng đó là Bifidobacterium.

Ở trẻ nhỏ thì bức tranh lật ngược. Ruột trẻ sơ sinh bú mẹ thường do bifidobacteria chiếm ưu thế, và bộ gen của Bifidobacterium longum subsp. infantis, được Sela và cộng sự giải trình tự năm 2008, cho thấy vì sao: một cụm dài 43 kbp gồm các gen dị hóa, protein gắn chất tan và permease được dự đoán là tác động lên các oligosaccharide sữa — những loại đường trong sữa mẹ chẳng có giá trị dinh dưỡng nào với chính đứa trẻ ⁴. Người mẹ làm ra một món ăn con mình không dùng được, để dành cho một vi khuẩn dùng được. Đó không phải tai nạn của tiến hóa; đó là một chiến lược chiêu mộ.

Miệng. Cơ sở dữ liệu Hệ vi sinh vật khoang miệng người do Dewhirst và cộng sự xây dựng ghi nhận 619 đơn vị phân loại trong miệng thuộc 13 ngành, trong đó có Actinobacteria ⁸. Các thành viên trong miệng gồm Actinomyces, mà theo Valour và cộng sự vẫn "cư trú bình thường ở miệng, đường tiêu hóa và đường sinh dục của người" mà không gây rắc rối gì ⁹.

Da. Bài tổng quan của Grice và Segre trên Nature Reviews Microbiology mô tả việc vi khuẩn định cư trên da là do sinh thái của từng vùng quyết định — nhờn, ẩm hay khô — và ghi nhận rằng phần lớn cư dân là vô hại, thậm chí có lợi ⁶. Cư dân da nổi bật của ngành là Cutibacterium acnes, trước đây gọi là Propionibacterium acnes, mà Dréno và cộng sự mô tả là "tham gia duy trì làn da khỏe mạnh" ⁷. Xin bạn giữ lấy ý này.

Nó làm gì cho chúng ta

Nó nuôi một tuyến phòng thủ. Bằng chứng cơ chế rõ nhất đến từ Fukuda và cộng sự trên Nature năm 2011 ⁵. Những con chuột được cho mang một số chủng bifidobacteria nhất định đã sống sót qua liều Escherichia coli O157:H7 lẽ ra gây chết ⁵. Sự bảo vệ này truy về các gen mã hóa một chất vận chuyển carbohydrate kiểu ATP-binding cassette và, theo lời các tác giả, "ít nhất một phần" về lượng axetat tăng thêm mà các chủng đó tạo ra; việc độc tố Shiga của vi khuẩn đi từ lòng ruột vào máu đã bị chặn lại ⁵. Một axit béo chuỗi ngắn, làm từ đường bởi một cư dân đường ruột, đi củng cố thành ruột. Xin nói thẳng phần dè dặt: đây là chuột, và chỉ một số chủng mang những gen bảo vệ đó. Chủng nào quan trọng hơn ngành nào.

Nó tiêu hóa thứ bạn không tiêu được. Bộ máy xử lý đường sữa của B. infantis ⁴ là trường hợp được nghiên cứu kỹ nhất về việc một vi khuẩn biến một thành phần thức ăn không tiêu hóa nổi thành thứ có lợi cho vật chủ.

Nó làm ra thuốc — ở bên ngoài bạn. Khoảng hai phần ba số kháng sinh nguồn gốc tự nhiên đang dùng trong lâm sàng đến từ ngành này, phần lớn từ Streptomyces trong đất, cùng với nhiều hợp chất chống ung thư, tẩy giun sán và chống nấm ². Cũng nên sòng phẳng ở đây: những loài làm ra thuốc không phải là vi khuẩn sống trong ruột bạn. Cùng họ, khác xóm.

Nó có thể dùng như men vi sinh. Bài tổng quan của Binda ghi nhận bifidobacteria được dùng rộng rãi làm men vi sinh và đã cho thấy "tác dụng có lợi trong nhiều tình trạng bệnh lý" — rồi ngay trong cùng một câu, thêm rằng "cần những nghiên cứu in vivo lớn hơn để xác nhận các kết quả đáng khích lệ ấy" ³. Lời dè dặt đó chính là tình trạng của bằng chứng, và nó phải có mặt trong mọi câu nói tử tế về chủ đề này.

Nó làm gì chống lại chúng ta

Bệnh lao. Mycobacterium tuberculosis là một thành viên của ngành này. Bản tóm tắt của Cơ quan Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hàn Quốc về Báo cáo Lao Toàn cầu 2024 của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đặt con số ra trước mặt: ước tính 10,8 triệu người mắc lao trong năm 2023 và 1,25 triệu người tử vong; khoảng một phần tư dân số thế giới được ước tính đang mang mầm bệnh; điều trị mất tối thiểu 6 tháng ¹⁰. Thành viên nổi tiếng nhất của ngành cũng là thành viên chết chóc nhất.

Bạch hầu, nhiễm Nocardia, bệnh Whipple. Danh sách mầm bệnh trong bài tổng quan của Barka — Corynebacterium, Nocardia, Tropheryma — đọc lên như một chương sách giáo khoa bệnh truyền nhiễm ².

Mụn trứng cá — nhưng không theo cách bạn nghĩ. Đây là phần trái với lẽ thường. Dréno và cộng sự báo cáo rằng "sự tăng sinh của P. acnes không phải là yếu tố khởi phát mụn trứng cá, vì người bị mụn không mang nhiều P. acnes trong nang lông hơn người bình thường". Thay vào đó, việc mất đa dạng vi sinh vật trên da cùng với sự hoạt hóa miễn dịch bẩm sinh mới có vẻ là thứ dẫn dắt bệnh ⁷. Vi khuẩn này là cư dân của mọi người; bệnh là một sự mất cân bằng, không phải một cuộc xâm lăng.

Bệnh do Actinomyces. Chính những Actinomyces ngồi yên trong miệng bạn, trong những trường hợp hiếm, có thể gây một nhiễm trùng mạn tính tạo áp xe — thường ở mặt và cổ sau một ổ nhiễm từ răng, hoặc ở phổi của người hút thuốc mà vệ sinh răng miệng kém. Bài tổng quan của Valour mô tả phác đồ chuẩn là penicillin liều cao trong 6 đến 12 tháng và nêu vệ sinh răng miệng tốt hơn như một biện pháp phòng ngừa ⁹. Cộng sinh theo mặc định, gây bệnh khi có cơ hội.

Điều dè dặt bao trùm tất cả

Ngành là một ô phân loại thô. Dự án Hệ vi sinh vật Người nhận thấy rằng ngay cả những người khỏe mạnh cũng "khác nhau đáng kể" về các vi sinh vật chiếm giữ ruột, da và những nơi cư trú khác của họ ¹¹. Một tờ kết quả xét nghiệm phân ghi "Actinobacteria: thấp" hay "cao" là đang trộn bifidobacteria, Actinomyces và mọi thứ ở giữa vào cùng một con số, và không có bằng chứng nào cho thấy đẩy con số ấy về phía nào cũng là một mục tiêu sức khỏe. Bằng chứng thật sự tồn tại nằm ở mức loài và chủng — một Bifidobacterium cụ thể mang một cụm gen cụ thể, một tập hợp gen xác định, trong một vật chủ cụ thể, một con người cụ thể. Đó là chỗ mà mọi tuyên bố tử tế buộc phải bắt đầu.