早产婴儿来源的梭状芽孢杆菌将人乳低聚糖代谢为抑制条件致病菌并在类器官中调节肠道功能

奶中的糖与微小伙伴

对于早产儿来说，生命最初几周的肠道平衡极为脆弱。早产婴儿患一种危险肠病——坏死性小肠结肠炎的风险很高，医生也知道母乳能在一定程度上提供保护。本研究提出了一个意想不到但意义重大的问题：除了广为人知的“益生”细菌外，某些通常被忽视的肠道微生物是否也能将母乳中的糖转化为类似药物的化合物，从而平息炎症并抑制有害菌？

人乳中的特殊糖

人乳富含一种复杂糖类，称为人乳低聚糖（HMOs），婴儿自身无法消化这些糖。相反，这些糖为特定肠道微生物提供食物，从而影响哪些细菌在婴儿肠道中繁盛。迄今为止，大多数研究关注双歧杆菌——常被视为经典的“友好”微生物并常被添加到益生菌制剂中。作者研究了早产婴儿的粪便样本并筛选了29株细菌分离株，测试哪些能以不同的HMOs作为唯一碳源生长。他们发现，不仅双歧杆菌可以代谢这些乳糖，若干在早产婴儿中常见的梭状芽孢杆菌物种也能，其中包括一种缺失主要毒力基因pfoA的产气荚膜梭状芽孢杆菌菌株。

肠道中出乎意料的帮手

产气荚膜梭状芽孢杆菌通常被视为可疑对象，因为某些菌株会损伤肠道。然而，研究团队表明来自早产婴儿的pfoA阴性菌株行为截然不同。通过基因组分析、RNA测序和蛋白质谱，他们描绘出这些细菌如何分解诸如DSLNT等HMOs——先前与防护坏死性小肠结肠炎相关的一种乳糖。这些梭状芽孢杆菌使用的酶系与双歧杆菌不同，将HMOs分解为更简单的片段，并完全消化了若干测试的糖类。过程中它们产生了可被其他有益菌利用的中间糖片段，提示婴儿肠道生态中存在协同的“交叉摄食”。

乳糖被转化为保护性分子

研究者接着考察了这些细菌在以HMOs为食后释放出的化学产物。与双歧杆菌相比，梭状芽孢杆菌——尤其是pfoA阴性的产气荚膜梭状芽孢杆菌——产生了更多且种类更丰富的潜在有益代谢物。这些产物包括短链脂肪酸如丁酸和丙酸，它们可为肠上皮细胞提供能量、强化肠道屏障并影响免疫反应；还有色氨酸衍生物和多胺类，已知可支持屏障功能并抑制炎症。从这些培养物中提取的无细胞上清液强烈抑制了常见早产肠道条件致病菌如克雷伯氏菌和大肠埃希氏菌的生长，同时促进了婴儿天然存在的双歧杆菌的生长。

在微型早产肠道上测试影响

为检验这些微生物产物对人体组织的影响，团队使用了肠类器官——由早产婴儿细胞培养形成并制成薄单层的迷你肠结构。在暴露于炎性刺激时，这些单层会释放与肠道炎症相关的细胞因子信号分子。加入来自pfoA阴性产气荚膜梭状芽孢杆菌菌株的上清液，显著降低了炎性细胞因子的分泌，且不会损害细胞或仅仅依赖酸性作用，还改善了肠上皮细胞的线粒体能量输出。相反，来自产毒素的pfoA阳性菌株的上清液则降低了细胞活力并损害能量代谢。当添加活菌时，无毒株增强了屏障完整性，且如果先存在，会在随后有毒株引起损伤时提供保护。

这对早产婴儿意味着什么

对非专业读者来说，产气荚膜梭状芽孢杆菌听上去可能是必须尽量避免的病原体。这项工作表明情况更为复杂：单个毒力基因的有无可以区分有害菌株与那些可能在不张扬地支持肠道健康的菌株。在早产婴儿中，pfoA阴性菌株可以利用人乳低聚糖产生一系列小分子，这些分子喂养有益微生物、抑制成问题的细菌并平息发炎的未成熟肠道。研究结果提示，经过精心挑选的非致毒性产气荚膜梭状芽孢杆菌菌株未来可能与双歧杆菌一道成为针对脆弱新生儿的定向微生物疗法成员——同时也提醒我们，如果给携带危险产毒菌株的婴儿额外补充HMOs，可能会产生意想不到的后果。

引用: Chapman, J.A., Masi, A.C., Beck, L.C. et al. Clostridia from preterm infants metabolize human milk oligosaccharides to suppress pathobionts and modulate intestinal function in organoids. Nat Microbiol 11, 940–959 (2026). https://doi.org/10.1038/s41564-026-02297-4

关键词: 早产婴儿肠道, 人乳低聚糖, 产气荚膜梭状芽孢杆菌, 坏死性小肠结肠炎, 婴儿微生物组