根據(jù)威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院和紐約長老會(huì)的一組研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究，一種特定的產(chǎn)生毒素的腸道細(xì)菌可能是引發(fā)多發(fā)性硬化癥(MS)發(fā)作和持續(xù)疾病活動(dòng)的原因。

該團(tuán)隊(duì)正在與康奈爾大學(xué)伊薩卡校區(qū)以及加州大學(xué)圣地亞哥分校的調(diào)查人員合作;加州大學(xué)戴維斯分校和匹茲堡大學(xué);并與洛克菲勒大學(xué)的科學(xué)家有著長期的合作。

這項(xiàng)工作發(fā)表在《臨床研究雜志》上，在MS患者的腸道微生物組中發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生ε毒素的產(chǎn)氣莢膜梭菌異常高的豐度。該研究繼續(xù)表明，在MS的臨床前模型中，ε毒素打開大腦的血管，使炎癥細(xì)胞進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)并引起MS特有的脫髓鞘。

MS 是一種致殘的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，通常在成年早期發(fā)病，僅在美國就影響近 1 萬人。在病程早期，MS 的特征是發(fā)作性復(fù)發(fā)和神經(jīng)系統(tǒng)癥狀緩解，包括視力喪失、虛弱和失衡。在病程后期，盡管治療取得了許多進(jìn)展，但大約 40% 的患病個(gè)體往往會(huì)進(jìn)展 MS。

“MS有很多謎團(tuán)，”共同資深作者Timothy Vartanian博士說，他是威爾康奈爾醫(yī)學(xué)Feil家庭大腦和心靈研究所的神經(jīng)科學(xué)教授。“為什么有些人會(huì)得MS，而另一些人不會(huì)，盡管遺傳相似或相同?是什么導(dǎo)致了復(fù)發(fā)和緩解的發(fā)作性質(zhì)?中樞神經(jīng)系統(tǒng)是如何靶向的，為什么是髓磷脂?產(chǎn)氣莢膜梭菌和ε毒素可以解釋其中的許多奧秘。

MS在遺傳易感個(gè)體中發(fā)生需要環(huán)境觸發(fā)因素，MS患者中產(chǎn)ε毒素產(chǎn)氣莢膜梭菌的豐度表明它可能是罪魁禍?zhǔn)住．a(chǎn)氣莢膜梭菌產(chǎn)ε毒素菌株生活在小腸中，并且僅在細(xì)菌處于生長期時(shí)短暫產(chǎn)生ε毒素，符合MS的復(fù)發(fā)緩解性質(zhì)。也許最值得注意的是，ε毒素專門針對(duì)腦血管和髓磷脂，為其作用提供了明確的機(jī)制。

盡管越來越多的證據(jù)表明產(chǎn)氣莢膜梭菌產(chǎn)生ε毒素的菌株可能是MS的相關(guān)環(huán)境病原體，但對(duì)該疾病患者腸道微生物組的現(xiàn)代研究未能檢測(cè)到這些菌株。在目前的研究中，Vartanian實(shí)驗(yàn)室神經(jīng)科學(xué)研究助理教授Yinghua Ma與大腦與心靈研究所的共同主要作者David Sanneno和Jennifer Linden一起領(lǐng)導(dǎo)了工作，表明更敏感的技術(shù)很容易在MS腸道微生物組中檢測(cè)到這些菌株。

“以前的研究將使用一種方法，你可以看到那里的細(xì)菌物種，但你實(shí)際上看不到毒素或物種的一些功能更相關(guān)的部分，”共同資深作者Christopher Mason說，他是生理學(xué)和生物物理學(xué)教授，威爾康奈爾醫(yī)學(xué)世界定量預(yù)測(cè)計(jì)劃的聯(lián)合主任。

使用高度靈敏的DNA檢測(cè)技術(shù)，Ma發(fā)現(xiàn)MS患者比健康對(duì)照組更有可能在小腸中攜帶產(chǎn)生ε毒素的產(chǎn)氣莢膜梭菌。

“該團(tuán)隊(duì)帶來了現(xiàn)代分子生物學(xué)的全部武器，以解決發(fā)病機(jī)制和多發(fā)性硬化癥的可能驅(qū)動(dòng)因素的問題，”梅森說，他也是威爾康奈爾醫(yī)學(xué)大腦與心靈研究所的神經(jīng)科學(xué)教授。在確定了這種相關(guān)性后，研究人員測(cè)試了毒素是否會(huì)導(dǎo)致這種疾病。

為此，他們轉(zhuǎn)向MS的標(biāo)準(zhǔn)小鼠模型，其中動(dòng)物易發(fā)生自身免疫，但MS樣疾病僅在小鼠也被給予百日咳毒素時(shí)才會(huì)發(fā)生。Ma用ε毒素代替百日咳毒素，動(dòng)物患上了一種與以前的模型更相似的疾病。

“在MS小鼠模型中，epsilon毒素可以取代百日咳毒素的發(fā)現(xiàn)非常令人興奮，”共同作者Gregory F. Sonnenberg說，他是Henry R. Erle，醫(yī)學(xué)博士 - 羅伯茨家族醫(yī)學(xué)副教授，威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院Jill Roberts炎癥性腸病研究所的成員。

“它不僅推進(jìn)了一個(gè)更相關(guān)的MS研究模型，而且批判性地定義了一種新的微生物衍生決定因素，該決定因素引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫特權(quán)的崩潰，從而引發(fā)脫髓鞘疾病。

“Epsilon 毒素在 MS 病變形成的最早階段起作用，”Vartanian 說，他也是威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)系多發(fā)性硬化癥和神經(jīng)免疫學(xué)部門的負(fù)責(zé)人，也是紐約長老會(huì)/威爾康奈爾醫(yī)學(xué)中心的神經(jīng)學(xué)家。“中和ε毒素的治療可能會(huì)阻止我們患者的新疾病活動(dòng)，比目前抑制或調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的治療方式更有效。

“在短期內(nèi)，我們受到緊迫感的驅(qū)使，為MS患者提供更有效，更安全的治療方法，”Vartanian說。