今日Nature：工程菌电子胶囊助力监测肠道健康 | 热心肠日报

今天是第2602期日报。

Nature：监测肠内多种炎症标志物的工程菌电子小胶囊

Nature[IF:64.8]

① 以益生菌EcN为底盘构建工程菌生物传感器，其编码基于重组酶的记录系统，能感应多种瞬时炎症标志物（如：NO、H2O2、连四硫酸盐、硫代硫酸盐）进而发光，并在小鼠和猪的肠道炎症模型中进行了验证；② 将上述工程菌与低功耗的定制电子读出电路（能将工程菌的光信号转换为无线信号）整合为可吞咽的细菌电子传感器胶囊（体积<1.4立方厘米），可通过智能手机等便携设备接收实时数据；③ 在活猪小肠中验证了该胶囊设备的功能。

Sub-1.4 cm3 capsule for detecting labile inflammatory biomarkers in situ
07-26, doi: 10.1038/s41586-023-06369-x

【主编评语】一氧化氮（NO）等胃肠道中的瞬时分子是炎症的关键信号和介质。然而，由于其高反应性和在体内极短的存续时间，这类分子很难被检测到。Nature最新发表一项研究，构建了包含工程菌以及电子读出和传输电路的一体化可吞咽胶囊，可对肠道内的多种瞬时炎症标志物进行实时监测，并通过智能手机等体外设备接收检测数据，有望用于炎症性肠病等疾病的诊断和监测。（@mildbreeze）

于君+黄曦等：肠罗斯氏菌或可增强大肠癌免疫治疗

Gut[IF:24.5]

① 纳入444名结直肠癌（CRC）患者和575名健康对照，并评估其粪便中肠罗斯氏菌（Ri）的丰度；② 相比健康对照，CRC患者粪便中Ri菌的丰度显著下降；③ 多种CRC小鼠模型中，饲喂肠Ri菌可显著抑制肿瘤形成并恢复肠道屏障功能；④ Ri菌或其代谢产物丁酸盐通过诱导细胞毒性颗粒酶B+、IFN-γ+和TNF-α+的CD8+ T细胞来抑制CRC肿瘤发生，并显著提高抗PD-1功效；⑤ 机制上，丁酸盐直接与CD8+ T细胞上的TLR5受体结合，通过激活NF-κB信号传导诱导其活性。

Roseburia intestinalis generated butyrate boosts anti-PD-1 efficacy in colorectal cancer by activating cytotoxic CD8+ T cells
07-25, doi: 10.1136/gutjnl-2023-330291

【主编评语】肠罗斯氏菌是一种益生菌，可通过产生代谢物抑制肠道炎症，然而其在结直肠肿瘤发生和免疫治疗中的作用尚不清楚。香港中文大学于君、新加坡南洋理工大学黄曦与团队在Gut上发表一项最新研究，发现肠罗斯氏菌通过产生丁酸盐来预防结直肠肿瘤的发生，并通过诱导功能性CD8+ T细胞来提高抗PD-1的疗效。因此，肠罗斯氏菌可作为增强结直肠癌中抗PD-1功效的潜在佐剂。（@圆圈儿）

陈启仪+秦环龙等：产丁酸菌减少或削弱粪菌移植的治疗效果？

Gut Microbes[IF:12.2]

① 对数千名健康个体严格筛选获得10名标准供体，通过粪菌移植治疗23例复发性艰难梭菌感染患者，采集粪便揭示其微生物特征；② 经FMT治疗后，7人应答效果较差，其菌群α多样性显著降低，且患者在治疗前，肠道内多种产丁酸菌（纺锤链杆属、颤螺菌属和罗氏菌属等）丰度减少；③ FMT反应良好患者在治疗前Coprococcus_2和Oscillospira丰度较高，而在未缓解者治疗前后均未能定植；④ 年龄较大患者不利于Veillonella定植，这与FMT治疗后预后较差有关。

Depletion of butyrate-producing microbes of the Firmicutes predicts nonresponse to FMT therapy in patients with recurrent Clostridium difficile infection
07-19, doi: 10.1080/19490976.2023.2236362

【主编评语】大约10%诊断为艰难梭菌感染的个体表现出对粪菌移植的耐药性，其潜在机制尚不清楚。近日同济大学上海第十人民医院陈启仪、秦环龙、王新军及团队在Gut Microbes发表最新研究，通过粪菌移植人群试验，发现FMT非缓解型复发性艰难梭菌感染患者表现出阻碍有益丁酸菌定植的明显特征，值得关注。（@九卿臣）

丁涛团队：呼吸道病毒感染如何塑造口咽菌群？

Microbiome[IF:15.5]

① 招募含735名上呼吸道症状的门诊患者，使用多重RT-PCR确定349名参与者的感染性病毒类型，并通过高通量测序解析其上呼吸道微生物组特征；② 甲型流感病毒、乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒和人鼻病毒感染形成的口咽菌群表现出三种不同的生态失调模式，Veillonella在所有呼吸道病毒感染组中均显著富集；③ 流感病毒感染后，呼吸道病原菌预测生长速度增加，而共生菌如婴儿链球菌和缓症链球菌，可能对这些病原菌的过度生长起到定植抗性作用。

Unique microbial landscape in the human oropharynx during different types of acute respiratory tract infections
07-24, doi: 10.1186/s40168-023-01597-9

【主编评语】呼吸道微生物群被认为是呼吸道健康的守门人，病毒感染会破坏其维持的微生物-宿主平衡。然而对于呼吸道病毒感染塑造的呼吸道菌群特征，以及这种塑造是否具有病毒特异性，目前仍不清楚。近日，中山大学中山医学院丁涛及团队在Microbiome发表最新研究，招募了包含735名上呼吸道症状的门诊患者，揭示了不同病毒感染下的口咽菌群表现出三种不同的生态失调模式，同时发现甲型流感病毒与上呼吸道微生物组多样性的变化有关，并提出致病细菌生长速度的增加是流感病毒感染的关键过程，值得关注。（@九卿臣）

Nature子刊：25株crAss样噬菌体新分离株的表征

Nature Communications[IF:16.6]

① 基于三种qPCR引物评估了来源于5个污水厂的12个污水样本中CrAss样噬菌体丰度，以及在不同拟杆菌属菌株中的富集效果；② 污水样中CrAss样噬菌体约为10^3-10^5（基于CrAss001引物），肠拟杆菌是唯一富集的宿主菌；③ 从污水样中分离出25株新crAss样噬菌体（crAssBcn），根据基因组变异性分为6个种；④ CrAssBcn基因组与ΦCrAss001相似，但与同科噬菌体有基因组和氨基酸差异；⑤ 在全球粪便宏基因组中，CrAssBcn噬菌体的检测频率高于ΦCrAss001。

Characterization of crAss-like phage isolates highlights Crassvirales genetic heterogeneity and worldwide distribution
07-18, doi: 10.1038/s41467-023-40098-z

【主编评语】这是发表在Nature Communication的一份工作，作者基于qPCR对污水样中的CrAss样噬菌体进行丰度和不同宿主菌富集效果评估。他们分离出25株新crAss样噬菌体（crAssBcn），在原有crAss样噬菌体仅有7株的基础上，极大地扩充了crAss样噬菌体实体库，同时，他们对新噬菌体进行了基因组分析，鉴定分类学地位，并发现获得的新噬菌体在全球各地粪便宏基因组中的检测频率高于目前crAss样噬菌体代表株ΦCrAss001。（@Johnson）

国内团队：肠道菌群与m6A甲基化间的交互在癌症中的作用（综述）

FEMS Microbiology Reviews[IF:11.3]

① 肠道菌群和宿主基因m6A修饰均可以通过一系列机制影响癌症的发生和进展；② 肠道菌群可以影响宿主基因转录的m6A状态，如大肠杆菌、乳杆菌等会通过AMPK/SIRT1途径、IL-6/STAT3途径促进m6A修饰，而梭菌属会抑制宿主m6A甲基化酶而抑制m6A甲基化水平；③ m6A甲基化可通过Leptin、JAK/STAT和IL12等信号通路，以及肠道菌群相关基因，如SOCS、VDR和MUC等改变宿主肠道菌群组成；④ 肠道菌群和m6A的协同性提示在癌症治疗中可以联用益生菌和m6A抑制剂。

Crosstalk between gut microbiota and RNA N6-methyladenosine modification in cancer
07-05, doi: 10.1093/femsre/fuad036

【主编评语】肠道菌群可以参与调控宿主免疫应答、代谢变化以及神经内分泌等多种功能，在人类健康中发挥着重要的作用。越来越多的证据证实肠道菌群可以通过影响细胞的增殖和分裂、宿主的免疫应答以及代谢状态，特别是参与调控基因表达影响癌症的发生发展。m6A甲基化是基因表达调控的重要方式，很多证据提示才癌症的调控中，肠道菌群与宿主m6A修饰有着密切的交互作用。近期香港中文大学陈华溶团队在FEMS Microbiology Reviews上发表了一篇综述，详细总结了肠道菌群与宿主m6A甲基化在肿瘤发生发展过程中的交互作用，对于使用益生菌进行肿瘤治疗提出了新的观点。（@Zhonghua）

国内团队：瘤内菌群或可预测肝癌手术预后

Clinical and Translational Medicine[IF:10.6]

① 共纳入115名接受肝切除术的肝癌患者（HCC），基于荧光原位杂交术确定瘤内存在微生物组，并通过16S测序探索了肿瘤和癌旁正常组织的微生物群落特征；② 肿瘤组织和癌旁正常组织间微生物组成和群落网络存在显著差异，变形菌门和放线菌门是HCC肿瘤微环境（TME）中丰度最高的门；③ 通过TME微生物图谱发现个体间和多个肿瘤病灶间存在异质性，对两种肝型微生物图谱聚类揭示出不同的微生物网络模式；④ 肝型被发现是可切除HCC患者的独立预后因素。

Intratumoural microbiome can predict the prognosis of hepatocellular carcinoma after surgery
07-18, doi: 10.1002/ctm2.1331

【主编评语】肝细胞癌（HCC）的不良预后与肿瘤微环境（TME）的特征密切相关。先前研究证实TME中微生物组对癌症进展的存在和潜在影响。近日，北京协和医院毛一雷、杨华瑜、南京医科大学第一附属医院孙跃明、封益飞及团队在Clinical and Translational Medicine发表最新研究，共纳入115名接受肝切除术的肝癌患者，系统地阐明了肝癌患者微生物群特征，并将肝型作为HCC术后预后预测的潜在标记物，值得关注。（@九卿臣）

基于氨基酸的要素饮食或可缓解嗜酸细胞性肠胃炎

Journal of Allergy and Clinical Immunology[IF:14.2]

① 纳入15例活动性嗜酸细胞性性胃炎/肠胃炎患者（平均37.7岁、47%男性），接受营养完整的基于氨基酸的要素饮食（ELE）作为唯一营养来源，持续6周；② 6周ELE后，所有参与者的胃和十二指肠均有完全的组织学缓解；③ 治疗前后总体评分（PhGA）、嗜酸性胃炎参考评分（EGREFS）均提示症状改善，疼痛强度评分和抑郁评分、疲劳评分提示生活质量改善；④ 治疗结束后，13人重新引入食物且以上改善被逆转；⑤ 14人对ELE干预耐受良好，1人发生严重不良反应。

Prospective study of an amino acid–based elemental diet in an eosinophilic gastritis and gastroenteritis nutrition trial
07-18, doi: 10.1016/j.jaci.2023.05.024

【主编评语】嗜酸细胞性胃肠道疾病（EGIDs）是一种罕见的慢性疾病，与嗜酸性粒细胞的组织浸润有关，包括嗜酸细胞性食管炎（EoE）、嗜酸细胞性胃炎(EoG)、嗜酸细胞性胃肠炎(EoGE)和嗜酸性结肠炎。与EoE相比，后三者的研究较不充分，尽管患病率正在上升，但目前的治疗主要依赖于全身性免疫抑制剂（皮质醇），尚缺少安全有效的治疗手段。EoE可能与食物过敏有关，无过敏原饮食（配方要素饮食）已被证实可缓解EoE，但是否对EoG/EoGE同样有效尚不得而知。近日，Journal of Allergy and Clinical Immunology发表了一项前瞻性研究，表明基于氨基酸的要素饮食能够安全有效的缓解EoG/EoGE患者的症状，而重新接触食物带来的过敏原则会导致疾病复发。本研究为EoG/EoGE患者的非免疫抑制剂治疗提供了有效的饮食干预替代手段。（@芥末）

造血干细胞移植后的中性粒细胞减少症期间，无需进行饮食限制

Blood Advances[IF:7.5]

① 222名接受造血干细胞移植的患者随机分为两组，分别摄入非限制性饮食（NRD）或保护性低菌饮食（PD）；② 在中性粒细胞减少症期间，61%的NRD组患者发生2级以上感染，与PD组的65%无显著差异；③ 两组患者的住院时长、粘膜炎及胃肠道感染发生率、体重、血清白蛋白均无显著差异；④ 在接受异体造血干细胞移植的患者中，3级以上移植物抗宿主病发生率无显著差异（NRD组9.5% vs. PD组20%）；⑤ NRD组患者的满意度更高（36% vs. 15%）。

Nonrestrictive diet does not increase infections during post-HSCT neutropenia: data from a multicenter randomized trial
07-14, doi: 10.1182/bloodadvances.2023010348

【主编评语】Blood Advances上发表的一项随机试验结果，在222名接受造血干细胞移植的患者中，相比于摄入低菌饮食，摄入非限制饮食并未增加2级以上感染、3级以上移植物抗宿主病的风险。（@aluba）

营养管理平台可改善重症监护患者的营养

Clinical Nutrition[IF:6.3]

① 纳入98名机械通气和肠内营养的成年重症患者，50名进行指南指导的营养（对照组），48名进行smART+营养管理平台指导的营养，持续干预2-14天；② smART+组平均每日目标营养偏差为10.5%，显著低于对照组的34.3%；③ 与对照比，smART+组的平均住院时长显著减少3.3天，平均呼吸机使用时长显著减少3.3天；④ smART+组75.7%的时间可实现进食目标，显著高于对照组的23.3%；⑤ 两组均未发生与治疗相关的不良事件。

Controlled enteral nutrition in critical care patients – a randomized clinical trial of a novel management system
07-07, doi: 10.1016/j.clnu.2023.06.018

【主编评语】Clinical Nutrition上发表的一项随机临床试验结果，在98名机械通气及肠内营养的重症患者中，相比于指南指导下的营养干预，smART+营养管理平台指导下的营养干预可更好地实现进食目标，并减少住院时长及呼吸机使用时长。（@aluba）

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