Verrucomicrobiota

疣微菌门:你会想留在肠道里的吃黏液者

疣微菌门(旧称 Verrucomicrobia)是一个细菌门,它最有名的成员嗜黏蛋白阿克曼菌住在你结肠的黏液层里,并以它为食。适度时,这种周转喂养肠道内壁,也与更好的代谢指标同行。过量时,或者在低纤维饮食下,同样的食欲会把屏障啃薄。

吃黏液的菌是好的吗? — 一位女性在周六早晨的室内菜市场里挑绿叶菜
Verrucomicrobiota
Syn.
Verrucomicrobia, 疣微菌门
NCBI
txid74201
Wikidata
Q25228461

从黏液讲起,因为这个故事就发生在那里。你结肠的内侧不是裸露的组织。它裹着一层黏蛋白凝胶——那是一些大而缀满糖的蛋白质,由你的杯状细胞昼夜不停地分泌和更换。多数肠道细菌漂在肠腔里,吃你吃的东西。有一支谱系学会了改吃这层外衣。那一支就是疣微菌门,而微生物学系之外的人之所以听说过它,是因为一个物种,它在 2004年从人的粪便里被捞出来并命名:Akkermansia muciniphila,大致可以译作「爱黏液的」1

一句话说清它是什么

疣微菌门是一个门——细菌生命树上主干一级的枝条之一——由革兰氏阴性细菌组成(也就是留不住经典紫色实验室染色的那种细胞壁类型),见于土壤、淡水、海洋和动物肠道,在人类健康领域最有名的是住在黏液里的 Akkermansia 属。

它的分离过程值得停一下,因为分离过程就是机制。当嗜黏蛋白阿克曼菌第一次被纯培养出来时,用的是作为唯一碳源和氮源提供的胃黏蛋白。不是在一份丰盛肉汤里的添头——而是整份菜单。当时与它最接近的已描述近亲 Verrucomicrobium spinosum,只共享它 92% 的 16S rRNA 基因序列——微生物学家当作细菌条形码来读的那段 DNA——远到必须为它新建一个属 1。所以关于这种生物最根本的事实不是一项健康宣称,而是一份食谱。

插画:椭圆形细菌待在肠壁上方被拉长的黏液丝之间,其中一根丝在一个细胞进食的地方散开了

它住在身体的哪里

主要在一个地方:大肠的黏液层,紧贴着肠壁,而不是漂在水流里。当研究者设计出荧光探针在人粪便中直接计数时,嗜黏蛋白阿克曼菌占到全部粪便细胞的 1% 以上,证明它是人肠道里常见的组成部分,而不是一件奇闻 2

这个数字请握得松一点,理由比听上去更重要。粪便采样的是离开肠道的东西,不是紧贴在黏液上、这种生物真正居住的地方,所以一个粪便计数是真实种群的影子。而仪器本身在这件事上也有前科。当研究者对 181份土壤样本测序时——其中 112份表层土来自南极、欧洲和美洲各大生物群系,另有 69份取自一片山地针叶林的土壤剖面坑——他们在 180份里发现了疣微菌,而在表层土中,这个门平均占到细菌序列的 23%——这种优势地位多年来一直被漏掉,因为常用的 PCR 引物——也就是把一个基因复制出来以便计数的短 DNA 钩子——对疣微菌的 16S 基因扩增不足 12。一个能在土壤里躲开标准方法的门,也能在肠道里躲开它。

它为我们做什么

先说机制,再说证据。降解黏蛋白会释放短链脂肪酸,你结肠内壁的细胞把它们当燃料烧掉,而黏蛋白被剥掉这件事,看来又促使宿主分泌更多黏蛋白。在一个适度的种群下,这是周转,不是净损失——是一道屏障在被更新,不是在被侵蚀 3

在小鼠身上,故事朝着你希望的方向走。嗜黏蛋白阿克曼菌在肥胖和糖尿病动物体内下降;益生元喂养——也就是喂养肠道细菌的膳食纤维——把它补回来,同时代谢状况改善;而给予活菌逆转了高脂饮食下的脂肪量增加、代谢性内毒素血症(细菌壁碎片漏进血液)、脂肪组织炎症和胰岛素抵抗。热灭活的菌体什么也没做到 4

在人身上,值得引用的只有一件事,而且很小。一项在超重、有胰岛素抵抗的志愿者中进行的随机、双盲、安慰剂对照先导试验招募了 40人,最后有 32人完成。三个月里,每天口服补充是安全且耐受良好的。相比安慰剂,巴氏灭活的制剂把胰岛素敏感性提高了 28.62%(P = 0.002),把胰岛素血症——也就是循环中的胰岛素量——降低了 34.08%,总胆固醇降低了 8.68%;体重和脂肪量的变化没有达到显著 5。三十二个人,一个中心,三个月,血液指标。那是继续关注这个问题的理由,不是给自己吃药的理由。

现在把别扭的那部分说出声,因为它就明晃晃地摆在那两项研究里。在小鼠那项工作中,被杀死的菌体什么也没做到 4。在人的先导试验里,巴氏灭活的——也就是被杀死的——制剂恰恰是承载了效果的那一组 5。这两者不可能都是完整的机制。谁只引用其中一个结果而不引用另一个,谁就在推销什么东西。

在代谢之外,这个门也出现在肿瘤学里。在接受 PD‑1 检查点免疫治疗——也就是松开免疫系统刹车、让它去攻击肿瘤的那类药——的患者中,Akkermansia 的相对丰度与临床应答相关,而口服补充在接受了无应答者粪便的小鼠身上恢复了药物的效果 6。那是人身上的相关性加上动物身上展示的机制——一句有前景的话,不是一种疗法。

插画:椭圆形细菌啃食结肠内壁上的黏液层,内壁吸收金色的燃料并造出新的黏液;再往右,密集的细菌把这一层磨成了一层薄纱

它对我们做了什么

同一个特性,指向另一边。在无菌小鼠——先在无菌条件下养大、再给定一份已知细菌名单而别无其他的动物——携带一个由八个物种组成的确定群落的情况下,在鼠伤寒沙门菌感染之外加上嗜黏蛋白阿克曼菌,把一切都变得更糟:显微镜下的组织损伤评分升高,IFN-γ、TNF-α、IL‑6 和 IL‑17——身体的四种炎症信号——升高,到达肠系膜淋巴结(肠壁背后的免疫过滤器)的沙门菌多了十倍,而盲肠里充满黏蛋白的杯状细胞少了 2–3倍 7。一位黏液专才待在一个发炎的肠道里并不中立。那是一副食欲,站在一道正在变薄的墙旁边。

决定你得到哪个版本的是饮食。当一套合成的人类肠道菌群在小鼠体内被断掉膳食纤维时,它转向宿主的黏液糖蛋白——也就是你自己黏液里那些裹着糖的蛋白质——作为食物,侵蚀了结肠的黏液屏障,让病原体 Citrobacter rodentium 得以够到上皮(那单层细胞本身就是墙),引发致死性结肠炎,也就是把小鼠杀死的结肠炎症 8。在这幅图景里,膳食纤维不是加分项。它是让吃黏液者离墙远一点的东西。

在临床上,认真对待这种生物的人已经把警告写了下来。审视刻意补充的综述作者点出了炎症性肠病、活动性肠道感染和抗生素之后的肠道,认为在这些情形里更多的 Akkermansia 未必有帮助;他们还指出,帕金森病和多发性硬化患者的肠道菌群带着丰度更高的特征性印记——这是一个方向尚未解决的关联 9

最新的名字,和旧的那个

这个门在它已发表的生涯里大部分时间叫 Verrucomicrobia。在「门」这一级别被纳入细菌命名法规的规则之后,42个门的名称在 2021年有效发表,每一个都正式建立在一个模式属之上——Verrucomicrobia 就变成了 Verrucomicrobiota 11。同样的生物,同样的生物学,新的词尾。旧名字是同义名,不是另一种菌,而你在本页引用的大多数论文里都会遇到它。

我会对一位谨慎的读者说什么

三条诚实的限度。我们知道的大部分是小鼠工作,而综述也把这一点说得很明白:人身上的干预文献仍然很薄 10。那唯一一项有对照的人体试验,最后是 32人、一个中心,测的是血液指标,不是疾病 5。而人身上的观察都是关联,低 Akkermansia 与代谢疾病之间那支箭,朝哪个方向都还没有定论。

从这一切里活下来的,是一个你不用买任何东西就能照着做的机制。这种生物在没有更好的东西可吃时才吃黏液。膳食纤维就是那个更好的选择。

关键事实

  • 这个门研究得最透的成员嗜黏蛋白阿克曼菌,是以胃黏蛋白作为唯一碳源和氮源,从人粪便中分离出来的,并在 2004年被命名。1
  • 用探针在人粪便中计数,嗜黏蛋白阿克曼菌占全部粪便细胞的 1% 以上,说明它是常见住户,不是稀罕物。2
  • 在一项有 32人完成的先导试验中,三个月的巴氏灭活嗜黏蛋白阿克曼菌把胰岛素敏感性提高了 28.62%,并且安全、耐受良好。5
  • 在无菌小鼠中,在鼠伤寒沙门菌感染之外加上嗜黏蛋白阿克曼菌,加重了炎症,并让充满黏蛋白的杯状细胞少了 2–3倍。7
  • 在 181份土壤样本中,有 180份检出疣微菌;在表层土中它们平均占细菌序列的 23%——远高于更早的调查所提示的比例。12

常见问题

疣微菌门对我是好是坏?

都有,取决于数量和周围环境。结肠黏液里适度的阿克曼菌种群,与更好的胰岛素敏感性和一道被维持住的屏障同行;而过度增殖的种群,或者在一个纤维饥饿的肠道里干活的种群,会把保护肠壁的那层黏液啃薄。它是一位专才,不是英雄,也不是反派。

Verrucomicrobia 和 Verrucomicrobiota 是一回事吗?

是的。「门」这一级别进入了正式的细菌命名法规,2021年,四十二个门的名称以新的词尾有效发表。Verrucomicrobia 是同一批生物的旧名,而它仍然出现在这里引用的大多数论文里。

我能把阿克曼菌当补充剂吃吗?

有一项小型人体试验测试过它,报告三个月内安全且耐受良好。那是一项先导研究,不是一张许可证:32人完成,单中心,而结局是血液指标而不是疾病。有炎症性肠病或近期用过抗生素的人,应该先和临床医生提一句。

粪便检测能告诉我有多少吗?

只能大致告诉你。粪便采样的是离开肠道的东西,不是紧贴在黏液上、这种生物真正居住的地方,而且方法本身也有影响:常用的 PCR 引物对疣微菌基因扩增不足,这正是土壤调查多年来低估这个门的原因。

多吃膳食纤维能提高它吗?

在小鼠身上,益生元喂养恢复了阿克曼菌的丰度,同时代谢指标改善;而断掉纤维则把整个菌群推到黏液上去。以这个终点做的人体饮食试验要薄得多,所以请把膳食纤维当作一件有机制支撑的好做法,不是一条服药说明。

参考来源

  1. Derrien M. et al., International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2004 — doi:10.1099/ijs.0.02873-0
  2. Derrien M. et al., Applied and Environmental Microbiology, 2008 — doi:10.1128/AEM.01226-07
  3. Liu M.-J. et al., Clinical Nutrition, 2022 — doi:10.1016/j.clnu.2022.08.029
  4. Everard A. et al., PNAS, 2013 — doi:10.1073/pnas.1219451110
  5. Depommier C. et al., Nature Medicine, 2019 — doi:10.1038/s41591-019-0495-2
  6. Routy B. et al., Science, 2018 — doi:10.1126/science.aan3706
  7. Ganesh B.P. et al., PLoS ONE, 2013 — doi:10.1371/journal.pone.0074963
  8. Desai M.S. et al., Cell, 2016 — doi:10.1016/j.cell.2016.10.043
  9. Chiantera V. et al., Life (Basel), 2023 — doi:10.3390/life13061247
  10. Aja E. et al., Nutrients, 2025 — doi:10.3390/nu17030562
  11. Oren A. & Garrity G.M., International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2021 — doi:10.1099/ijsem.0.005056
  12. Bergmann G.T. et al., Soil Biology & Biochemistry, 2011 — doi:10.1016/j.soilbio.2011.03.012

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