带着艰难梭菌,反而更少得艰难梭菌病
艰难梭菌是一种会形成芽孢的肠道细菌,它休眠的芽孢比抗生素活得更久;一旦抗生素清掉了压住它的那群微生物,它就引起严重腹泻。携带不等于生病:在汇总的医院研究中,无症状携带者——粪便里有这种菌、却没有症状的人——发生艰难梭菌腹泻的比例,低于什么都没带的患者。

- 种
- Clostridioides difficile
- Syn.
- Clostridium difficile, Peptoclostridium difficile, 艰难梭菌
- NCBI
- txid1496
- Wikidata
- Q56290719
这本百科里几乎每一种细菌,都靠它为你做的事挣得自己的条目。这一种靠它对你做的事挣得。所以诚实的起点,是那个把简单版故事搅乱的发现:Shim 及同事汇总了四项覆盖 810名患者的医院纵向研究,结果 618名什么都没携带的患者中有 22名(3.6%)发生了艰难梭菌腹泻,而 192名本来就安静地携带着这种菌的患者中只有 2名(1.0%)5。带着它,伴随的是更少而不是更多的、由它引起的疾病。这不是想要这种菌的理由,也不是该停下来的一句话:请带着它读完这一页,因为后面是严峻的。
它是什么
艰难梭菌是大肠里一种革兰氏阳性、会形成芽孢的厌氧细菌——革兰氏阳性意味着它能留住标准的实验室染色,形成芽孢意味着它能把自己封进一个休眠的、带盔甲的复制品里,比抗生素和消毒剂活得更久,厌氧意味着它生活在没有氧气的地方。当周围的微生物群落——那些把它按住的其他肠道住户——被扰乱时,最常见的是被抗生素扰乱,它就变得危险,它的毒素被释放到肠壁上 2。
Smits 及同事发表在 Nature Reviews Disease Primers 上的权威综述把这套机器讲清楚了。结肠感染有可能危及生命,尤其是在老年人和肠道菌群被抗菌药物打乱的患者身上,而这种菌是医疗相关感染性腹泻的首要原因 2。造成损伤的是两种大型梭菌毒素 TcdA 和 TcdB,在某些菌株里还加上一种二元毒素 CDT 2。
一种毒素究竟怎样伤害你,值得单独一段,因为它解释了后面的一切。Kroh 及同事描述了这个顺序:毒素结合到肠道细胞上的一个受体,被带进细胞内部,在低 pH、也就是酸性条件下形成一个孔——一个在膜上打穿的洞——然后送进它的酶性货物:一个糖基转移酶结构域,也就是把一个糖挂到目标蛋白上、把它卡住的那部分 12。它卡住的是宿主细胞的 GTP 酶,也就是告诉细胞内部骨架该保持什么形状的分子开关。把它们废掉,内壁就失去了形状和密封,而这正是造成腹泻、炎症和组织坏死这一整套疾病表现的原因 2。

两个名字,一个物种
如果你的化验报告写的是 Clostridium difficile,而这一页写的是 Clostridioides difficile,那么除了标签什么都没变。2016年,Lawson 及同事指出这种生物根本不属于真正的梭菌之列。它最近的近亲 Clostridium mangenotii——他们把它一并移入新属,称作 Clostridioides mangenotii,而 NCBI 分类数据库如今又按进一步的重新分类把它归为 Metaclostridioides mangenotii——与它只共享 94.7% 的 16S rRNA 基因序列 1。那个基因是微生物学家用来把细菌归入各科的条形码,而 94.7% 是远房表亲,不是兄弟姐妹。这两种生物都属于消化链球菌科,在系统发生上离 Clostridium butyricum 以及狭义梭菌属的其余成员——也就是保留旧名的那些严格意义上的梭菌——很远 1。基于这些系统发生、化学分类和表型证据——家谱树、细胞化学、培养中的行为——他们提出了新属 Clostridioides,并以这个物种为模式种 1。NCBI 分类数据库以这个名字收录该物种,它的分类编号在本页的实体区块里。Clostridium difficile 仍是多数已发表论文里的名字,而 Peptoclostridium difficile 则从一个更早的、独立的提议中留存在某些数据库里——Yutin 和 Galperin 在 2013年把这种生物放进消化链球菌科并建议了那个名字 15。三个名字说的都是这一种生物。
它住在你身体的哪里
结肠——而且不只在病人身上。Kyne 及同事随访了 271名接受抗生素治疗的住院患者:其中 37名(14%)在入院时就已定植——定植的意思是这种菌住在肠道里,不论生不生病——其中 18名没有症状;另有 47名(17%)在医院里获得了这种菌,其中 19名是无声的 6。
携带与接触医疗系统同步。在一项马来西亚研究中,16% 的住院患者定植了不产毒素的艰难梭菌——不产毒素的菌株不带毒素基因,所以它们没有用来造成损伤的东西——而几乎不接触医院的社区老年人中只有 2%;在有腹泻的住院患者中,13% 是真正的感染 11。
最令人吃惊的宿主库是最年幼的那一个。Kubota 及同事从出生起随访了 111名健康的比利时婴儿:其中 18名(16%)在头六个月里的某个时刻携带了产毒素的艰难梭菌——也就是确实带着毒素基因的那种——每克粪便 10⁴ 到 10⁸个细胞,有两名婴儿连着几周维持在 10⁸个细胞每克以上——而最常见的基因型,正是在成年患者身上发现的那一种 10。一项为期一年的中国随访发现,29名婴儿中有 20名获得了这种菌,437份粪便样本中有 111份阳性(25.4%),其中 71.2% 的分离株产毒素 14。健康的婴儿,身上住着填满成人病房的那个东西。

它为我们做什么——每一条都带保留意见
说准确些:这不是一种有益的肠道菌,没有哪一页诚实的文字能把它变成有益的。存在的只是一份简短的、有文献记录的有用之处清单,每一条都附着自己的保留意见。
无声携带伴随更少的疾病。 这就是上面 Shim 的结果:3.6% 对 1.0%,而在接受了抗生素的患者中,非携带者是 4.5%,携带者是 1.1% 5。无论携带的是不产毒素的还是产毒素的菌株,风险都更低。用作者自己的话直说:机制不明 5。
一株不产毒素的菌株可以当药用。 Gerding 及同事在 173名刚从感染中恢复的患者中,开展了一项关于不产毒素艰难梭菌 M3 菌株芽孢的二期随机、双盲、安慰剂对照试验 4。安慰剂组 30% 复发,服用芽孢者 11% 复发,在每天服用 10⁷个芽孢、连续 7天的那一组降到 5%;这株菌在服用者中定植了 69% 4。保留意见是结构性的:那项试验的主要结局是安全性,复发是探索性的次要终点 4。2019年一篇涵盖 38项随机试验、8,102名参与者的系统综述,把 M3 菌株列入有效的非抗生素选项之中,同时把粪菌移植和单克隆抗体排在降低风险的最前面 13。
你的抗体反应决定你得到的是哪一个版本。 定植之后,保持无症状的患者血清中针对毒素 A 的 IgG 升幅,显著大于那些出现腹泻的人;当血清水平为 3.00 ELISA 单位或更低时——ELISA 单位不过是实验室用来衡量血里有多少这种抗体的尺度——腹泻的校正比值比是 48.0 6。比值比为 48,意思是那一组生病的几率高 48 倍。而同一篇论文对这一点的限度也很诚实:它没有发现免疫能防止定植本身的证据,只有防止由此生病的证据 6。
它教会了医学:微生物组本身就是一种治疗。 van Nood 及同事把复发性感染的患者随机分配到供体粪便灌注或万古霉素。试验提前终止,因为 16名患者中有 13名(81%)经一次灌注即被治愈,而单用万古霉素的 13名中只有 4名(31%),万古霉素加肠道灌洗的 13名中只有 3名(23%)7。搞清楚原因产出了一个机制:Buffie 及同事发现 Clostridium scindens,一种对胆汁酸做 7α-脱羟基的肠道细菌——也就是把初级胆汁酸转化成压住艰难梭菌的次级胆汁酸的那些住户之一——在小鼠和住院患者身上都与抗感染能力相关,并指出给予它能以依赖次级胆汁酸的方式增强这种抵抗力 8。随后 Reed 及同事发现,抑制作用与大约 2 mM 脱氧胆酸的产生同步,脱氧胆酸正是那些次级胆汁酸之一——而且,老实说,在体外共培养体系里,艰难梭菌把受测的全部四种共生菌都比了下去,那四种是和它一起养在同一个培养皿里的 9。
它对我们做了什么
规模是全国性的。美国的监测估计 2011年有 476,400例,2017年有 462,100例;在对更灵敏的检测方法作校正之后,总负担下降了 24%,医疗相关的那部分下降了 36%,而社区相关感染没有变化,首次复发和院内死亡也都没有显著下降 3。医院里有进展;医院之外原地踏步。
复发是这种菌标志性的残酷之处:25% 到 30% 的患者在治疗后复发 4,而经历过一次复发的患者,更可能复发好几次 13。
覆盖这一切的保留意见
携带和患病不是一回事。这一页上的每一个数字都把这两种状态分开,而它们指向相反的方向——无症状的定植伴随着更少的后续腹泻 5,而同一种菌,在一个被清空了胆汁酸转化者的肠道里,是医院腹泻和死亡的首要原因之一 2。这些都不是去寻找这种细菌的理由,也都不是关于你自己检验结果的建议。
这些数字也来自特定的人群:美国的监测点、比利时的婴儿、马来西亚的一家医院。它们描述的是那些场景,不是你的厨房,而携带率在国家和地区之间差别很大 14。
关键事实
- 这个物种在 2016年被移出梭菌属,改名为 Clostridioides difficile;它最近的近亲与它的 16S rRNA 基因序列只有 94.7% 相同。1
- 在四项汇总的医院纵向研究中,3.6% 的未定植患者出现了艰难梭菌腹泻,而无症状携带者中只有 1.0%。5
- 在一项二期随机试验中,一株不产毒素的艰难梭菌芽孢把复发率从安慰剂组的 30% 降到 11%。4
- 美国的监测估计 2011年有 476,400例,2017年有 462,100例;校正后的总负担下降了 24%。3
- 在一个比利时队列中,16% 的健康婴儿在头六个月里携带产毒素的艰难梭菌,每克粪便 10⁴ 到 10⁸个细胞,却没有生病。10
- 一次供体粪便灌注让 81% 的患者的复发性感染得到解决,单用万古霉素则为 31%。7
常见问题
Clostridioides difficile 和 Clostridium difficile 是一回事吗?
是的,同一个物种,换了个更新的名字。Lawson 及同事在 2016年把它移出梭菌属,因为它所在的科和真正的梭菌不同,而且与最近的近亲只共享 94.7% 的 16S rRNA 基因。论文和化验报告两个名字都还在用。
如果我的粪便里有它,我是病了吗?
不一定,而这正是最核心的区分。对住院患者和对健康婴儿的研究都发现,有人携带这种菌,有时数量还不少,却完全没有症状。是否生病取决于毒素的产生、周围菌群的状态,以及宿主的抗体反应。
艰难梭菌有可能有用吗?
在一个狭窄而且被试验过的意义上,有。一株不带毒素基因的菌株被做成芽孢,在感染治疗后给患者服用,与安慰剂相比减少了复发。把话说明白:那是一项在 173名患者中进行、以安全性为主要结局的二期试验,不是一种获批的疗法。
抗生素为什么会把它引爆?
抗生素清掉了那些把初级胆汁酸转化成次级胆汁酸的肠道住户。而那些次级胆汁酸正是阻止艰难梭菌萌发和生长的东西。把转化者拿走,刹车就松了——所以真正能阻止复发的,是恢复那个群落,而不只是杀死这种菌。
粪菌移植有用吗?
在复发性感染上,证据很强:一项随机试验因为供体粪便灌注明显胜过万古霉素而提前终止。保留意见:灌注组只纳入了 16名患者,而后来一篇涵盖 38项随机试验的综述,把移植和单克隆抗体排在最前面,而不是某一种产品。
参考来源
- Lawson P.A. et al., Anaerobe, 2016 — doi:10.1016/j.anaerobe.2016.06.008
- Smits W.K. et al., Nature Reviews Disease Primers, 2016 — doi:10.1038/nrdp.2016.20
- Guh A.Y. et al., New England Journal of Medicine, 2020 — doi:10.1056/NEJMoa1910215
- Gerding D.N. et al., JAMA, 2015 — doi:10.1001/jama.2015.3725
- Shim J.K. et al., The Lancet, 1998 — doi:10.1016/S0140-6736(97)08062-8
- Kyne L. et al., New England Journal of Medicine, 2000 — doi:10.1056/NEJM200002103420604
- van Nood E. et al., New England Journal of Medicine, 2013 — doi:10.1056/NEJMoa1205037
- Buffie C.G. et al., Nature, 2015 — doi:10.1038/nature13828
- Reed A.D. et al., Journal of Bacteriology, 2020 — doi:10.1128/JB.00039-20
- Kubota H. et al., Applied and Environmental Microbiology, 2016 — doi:10.1128/AEM.01540-16
- Zainul N.H. et al., Epidemiology and Infection, 2017 — doi:10.1017/S0950268817002011
- Kroh H.K. et al., Journal of Biological Chemistry, 2018 — doi:10.1074/jbc.M117.813428
- Madoff S.E. et al., Anaerobe, 2019 — doi:10.1016/j.anaerobe.2019.102098
- Cui Q.-Q. et al., Anaerobe, 2020 — doi:10.1016/j.anaerobe.2020.102295
- Yutin N. & Galperin M.Y., Environmental Microbiology, 2013 — doi:10.1111/1462-2920.12173
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