大肠杆菌属N i ss I e 1 917研究进展陈祥娥1一，凌沛学“2，张天民“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)【摘要】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。【关键词】大肠杆菌属Nissle 1917；胃肠紊乱；免疫Progress on Escherichia coil strain Nissle 1917 CHEN Xiang-e比，LING Pei-xueL2，ZHANG Tian-minl2(1School ofPharmaceutical Science,Shandong University,Jinan 250012,China；2Postdoctoral Scientific Research Workstation,Institute ofBiopharmaceuticals ofShandong Province，Jinan 2501 01， China)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06：K5：HI与尿道感染有关，EaN基本为非致病菌 ，被广泛用于预防传染性腹泻 口1，炎性肠疾病如溃疡性结肠炎和克罗恩病阳1，防止新生儿消化道内病原菌定殖畸1等，近来研究发 现EcN还具有免疫调节作用睁引，是目前应用较为广泛的一类益生菌。下面就EcN的应用逐蚧绍。 EeN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。11 EcN与结肠炎 EeN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嘲、假膜性胃肠炎以及急、慢性肠炎101等。Kuris等 1用EcN与5一氨基水杨酸(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5一氨基水杨酸一样，有效且安全。Arribas等引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a(TNF_Q)等致炎细胞因子，抑制T细胞细胞因子的产生，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u31发现EcN 可调节肠道上皮细胞环加氧酶一2(CoX一2)的表达和前列腺素E2分泌。12 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n钉对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日即可表现出较高应答率，14 d后与对照组出51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，Bar等n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。作者简介：陈祥娥(1984一)，女，山东日照人，博士研究生，微生物与生化药学专业： 凌沛学(1963一)，通信作者，研究员，博士生导师，Tel：053181213003，Email：peixue1ingbauschcom1713 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u酗，对肠易激综合征等胃肠功能紊乱有较 好疗效。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作为一种有效地对抗多种肠道功能紊乱的益生菌已应用多年，是目前为止在此领 域应用效果最好的大肠杆菌属菌株。Hancock等n引研究了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们，增加免疫球蛋白A分泌，淋巴细胞或巨噬细胞的活化幢，调节CD4+的克隆性增殖1，刺激肠道上皮细 胞生产抗微生物肽1，以及局部细胞因子的促炎改变和抗炎平衡。近期研究发现，EcN可活化Y 5 T 细胞，刺激CXCL8和白介素一6(IL-6)释放，抑制TNF_a的分泌。活化后，EcN还可诱导活化的Y 5T 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 要作用乜。EcN也可通过阻断TNFa诱导的IL-8分泌，通过非依赖NF-K B机制在上皮细胞直接表 现抗炎活性晗引。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等拉叫发现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一脱氧葡糖(18F-FOG)，并进行体内外检测。采用PET和视像监测EcN对钉1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卜阿拉伯糖一诱导的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堙“。Rao等啪1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等晒1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EcNpMut2一kanK88(EcN-K88)菌株。小鼠口 服EcN-K88一周后，仅在其粪便样品中检出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lR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。参考文献【l】Orozdanov LRaasch C，Schulze J，et a1Analysis ofthe genome structure ofthe nonpathogenic probiotic Escherichia coli strain Nissle 1917阴J Bacteriol，2004,186(16)：5432-5441【2】Cukrowska B，Lodinova-ZadnikovaEnders C，et a1Specific proliferative and antibody responses of prematureinfants to intestinal colonization with nonpathogenic pmbiotic Ecoil strain Nissle 1917叨Scand J Imrnunol，2002，55(2)：204-209【3】Grabig A Paclik D，Guzy C，et aL Escb,erichia coli strain Nissle 1917 ameliorates experimental colitis via Toll-likereceptor 2-and Tolllike receptor 4-dependent pathways fJ】Infect Immun,2006,74(2)：4075-408241 Kruis W：Fric只Pokrotnieks Jet a1Maintaining remission of ulcerative colitis with the probiotic Eschcrichia coli Nissle 1917 is as effective as埘吐l standard mesalazine川Gut,2004，53(11)：1617-1623【5】Lodinov矗-Z矗dIlil【oV矗K Prokesov；t L，Tlaskalovfi H，et a1Influence of oral colonization with probiotic Ecoil strain after birth on fi-equency of recurrent infections,allergy and development of some immunologic parametersLong-term studies川Cesk Gynekol,2004，69(suppl 1)：91-9761 Haficz M，Hayes K Golddck Mct a1The IO capsule ofEscherichia coil strain Nissle 1917 is important in stimulating expression ofToll-like receptor 5，CDl4，MyD88，and TRIF together with the induction of interleukin-8 expression via the mitogen-activated protein kinase pathway in epithelial cells【刁Infect Immun,2010，78(5)：2153-2162【7】Hafez M，Hayes K Goldrick Met a1The K5 capsule ofEscherichia coil strain Nissle 1917 is important in mediatinginteractions with intestinal epithelial cells and chemokine induction【J】Infect Immun,2009,77(7)：2995-3003【8】Konturek P C，Sliwowski Z，Koziel Jel“a1Probiotic bacteria Escherichia coli s