大肠杆菌属Nissle 1917研究进展

陈祥娥，凌沛学

(1.山东大学药学院，山东 济南 250012;2.山东省生物药物研究院博士后科研工作站，山东 济南 250101)

大肠杆菌属Nissle 1917研究进展

陈祥娥1，2，凌沛学1，2

(1.山东大学药学院，山东 济南 250012;2.山东省生物药物研究院博士后科研工作站，山东 济南 250101)

大肠杆菌属Nissle 1917(EcN)是目前广泛应用的一种益生菌。研究发现EcN对常见胃肠道疾病有良好疗效，被广泛用于预防传染性腹泻、溃疡性结肠炎等炎性肠疾病，防止新生儿消化道内病原菌定殖等。近年研究发现EcN还具有免疫调节作用。本文对EcN的应用作一综述。

大肠杆菌属Nissle 1917;胃肠紊乱;免疫

大肠杆菌属Nissle 1917(EcN)是从一次志贺菌痢大爆发时未出现腹泻的士兵的粪便中分离得到的。除了血清型O6∶K5∶H1 与尿道感染有关，EcN 基本为非致病菌［1］，被广泛用于预防传染性腹泻［2］、炎性肠疾病如溃疡性结肠炎和克罗恩病［3－4］，防止新生儿消化道内病原菌定殖［5］等，近来研究发现EcN还具有免疫调节作用［6－7］，是目前应用较为广泛的一类益生菌。下面就EcN的应用作一介绍。

1 EcN与胃肠道

EcN可保护胃肠道黏膜，对传染性腹泻，炎性肠疾病及肠易激综合征等胃肠功能紊乱等有良好疗效，可有效防止新生儿消化道内病原菌定殖。

1.1 EcN 与结肠炎

EcN是用于治疗溃疡性结肠炎等肠免疫性疾病的常见益生菌，它能有效治疗缓解期溃疡性结肠炎［8］、假膜性胃肠炎［9］以及急、慢性肠炎［10］等。Kuris 等［11］用 EcN 与 5－氨基水杨酸(500 mg，3次/d)，分别治疗缓解期溃疡性结肠炎患者1年，分别观察患者的临床症状、内镜下活动指数并进行病理分析。发现两组缓解期患者的复发率无显著差别，且都有良好的用药安全性和耐受性。结果表明EcN治疗缓解期溃疡性结肠炎，与5－氨基水杨酸一样，有效且安全。

Arribas等［12］采用脂多糖诱导的小鼠脓毒征模型研究发现，EcN可口服定位发挥全身抗炎作用。小鼠口服EcN两周后，脂多糖全身脓毒性休克造模，24 h后进行检测。结果发现EcN可以减少小鼠肠、血浆和肺中的肿瘤坏死因子α(TNF－α)等致炎细胞因子，抑制T细胞因子的产生，并下调脾细胞衍生B细胞分泌IgG。可见，EcN口服后的抗炎作用并不局限于胃肠道。Otte等［13］发现EcN可调节肠道上皮细胞环加氧酶－2(COX－2)的表达和前列腺素E2分泌。

1.2 EcN与传染性腹泻

EcN对传染性腹泻有良好的治疗效果，尤其适用于婴幼儿腹泻。Henker等［14］对151例腹泻4 d以上的婴幼儿进行了双盲试验，发现口服EcN组在第7天即可表现出较高应答率，14 d后与对照组出现显著差异。口服EcN治疗婴幼儿腹泻具有效果明显、安全且耐受性良好的特点。此外，Bär等［15］通过体外器官浴槽发现，EcN无细胞上清液可调节胃肠蠕动，通过直接刺激平滑肌细胞增加结肠收缩性。

1.3 EcN对肠道菌群的影响

肠道内的细菌类型达1 000多种，各菌群之间相互协调，维持肠道内环境的稳定，从而保证机体健康。EcN可有效地调节肠道内菌群，抑制有害菌定殖［16］，对肠易激综合征等胃肠功能紊乱有较好疗效［17］。

大多细菌感染与生物被膜的形成有关。生物被膜基本上可在各种表面形成，常产生慢性且较为顽固的感染。EcN作为一种有效对抗多种肠道功能紊乱的益生菌已应用多年，是到目前为止在此领域应用效果最好的大肠杆菌属菌株。Hancock等［18］研究了EcN的生物被膜形成能力，发现与其他致肠病、肠毒性及肠出血性大肠杆菌相比，EcN具有良好的生物被膜形成能力，且EcN在生物被膜形成过程中可以竞争胜出这些菌株，从而暴露这些肠道病原体，使其易于被机体清除。

2 EcN的免疫调节作用

EcN具有广泛的免疫调节作用，早期研究发现其定殖可导致宿主细胞因子谱发生变化［19］，增加免疫球蛋白 A分泌［20］，促进淋巴细胞或巨噬细胞的活化［21］，调节 CD4+的克隆性增殖［22］，刺激肠道上皮细胞生产抗微生物肽［23］。近期研究发现，EcN可活化 γδT细胞，刺激 CXCL8和白介素－6(IL－6)释放，抑制TNF－α的分泌。活化后，EcN还可诱导活化的γδT细胞凋亡，表明EcN通过调节自适应和固有免疫反应间的界面，在T细胞之间的相互影响中具有重要作用［24］。EcN 也可通过阻断 TNF－α 诱导的 IL－8分泌，通过非依赖NF－κB机制在上皮细胞直接表现抗炎活性［25］。

3 EcN与癌症

基于细菌的肿瘤定向疗法是抗癌策略的一种新兴形式。细菌特异靶器官成像以及采用放射性示踪技术的肿瘤内复制和视像可以准确定位恶性组织。Brader等［26］发现EcN可通过正电子发射断层扫描术(PET)和视像促进肿瘤检出。EcN摄取采用放射性标记的嘧啶核苷类似物和18F－脱氧葡糖(18F－FDG)，并进行体内外检测。采用PET和视像监测EcN对4T1乳腺肿瘤的靶向作用。肿瘤中放射性示踪剂的累积与细菌数量相关。基于生物发光的视像由在L－阿拉伯糖诱导的P(BAD)启动子系统控制下编码荧光素酶基因的EcN实现。通过放射性标记的嘧啶核苷类似物18F－FDG和PET检测EcN的存在。采用生物发光成像确认EcN的存在。基于内源性大肠杆菌胸苷激酶的表达，EcN可以经PET成像，且这一成像模式不需要细菌与特定基因的转化，可用于患者固体肿瘤检测。

4 EcN的重组应用

EcN可作为外源性治疗因子的载体用于机体功能紊乱，是一种定向传递重组分子到达肠黏膜的安全载体［27］。Rao等［28］对EcN进行重组改造，使其分泌表达HIV结合抑制肽，通过口服给药和直肠给药的形式，发现重组菌可定殖于消化系黏膜，原位分泌表达抑制肽，阻断HIV进入宿主细胞。

肠毒性大肠杆菌(ETEC)是引起胃肠道疾病的常见病原菌，其表达的菌毛黏附素可引发机体免疫应答。Remer等［29］发现小鼠口服免疫表达ETEC菌毛黏附素K88的重组EcN后，免疫应答发生分裂。构建可以在细菌表面稳定表达ETEC菌毛黏附素K88的重组EcNpMut2－kanK88(EcN－K88)菌株。小鼠口服EcN－K88一周后，仅在其粪便中检出EcNK88、野生型EcN和携带质粒载体的模拟转化，表明EcN可阶段性的定殖于小鼠肠道。口服EcN－K88一周后对IgG的血清滴度检测显著，但对IgA的滴度则不显著。与此相反的是，在脾脏和肠系膜淋巴结中并未检测到对K88抗原的显著T细胞反应。血清抗体应答表明机体免疫系统识别出K88，但并不引发机体的选择性T细胞反应。

5 展望

EcN作为目前广泛应用的一种益生菌，对各种胃肠功能紊乱和免疫性疾病具有良好的效果，安全，耐受性良好。EcN可维持肠道内环境稳定，调节免疫系统，对机体正常功能的发挥具有重要作用。随着研究的不断深入和广泛的应用开发，EcN将为人类健康发挥越来越重要的作用。

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Research progress on Escherichia coli strain Nissle 1917

CHEN Xiang－e1，2，LING Pei－xue1，2
(1.School of Pharmaceutical Science，Shandong University，Jinan 250012，China;2.Postdoctoral Scientific Research Workstation，Institute of Biopharmaceuticals of Shandong Province，Jinan 250101，China)

Q936

A

1005－1678(2011)06－0493－03

2010－07－27

陈祥娥，女，博士研究生，微生物与生化药学专业;凌沛学，通信作者，研究员，博士生导师，Tel:0531－81213003，E－mail:peixue.ling@bausch.com。