抗生素预处理对丁酸梭菌治疗葡聚糖硫酸钠诱导结肠炎疗效和肠道菌群的影响

摘要

目的探讨在有无抗生素预处理条件下,丁酸梭菌对小鼠结肠炎的疗效和肠道菌群的影响。方法将30只清洁级BALB/c小鼠随机分为空白对照组、葡聚糖硫酸钠（DSS）组、抗生素+DSS组、丁酸梭菌+DSS组、抗生素+丁酸梭菌+DSS组,每组6只。采用四联抗生素（氨苄西林1 g/L、新霉素1 g/L、甲硝唑1 g/L、万古霉素0.5 g/L）加正常饮用水循环预处理30 d后,用DSS诱导小鼠结肠炎模型,同时给予丁酸梭菌+DSS组、抗生素+丁酸梭菌+DSS组小鼠1×106 CFU丁酸梭菌灌胃。通过小鼠疾病活动指数（DAI）、结肠长度和组织学病理评分评估丁酸梭菌对结肠炎小鼠的作用,采用ELISA法检测血清炎症因子,通过粪便16S rRNA测序检测丁酸梭菌对小鼠肠道菌群的影响。统计学方法采用两样本t检验。结果空白对照组小鼠一般情况良好,DAI在0分上下波动;DSS组小鼠给予DSS饮用水4 d时出现体重下降、粪便不成形、肉眼血便等结肠炎表现;在DSS干预4 d时,丁酸梭菌+DSS组小鼠DAI低于DSS组[（0.000±0.000）分比（0.444±0.111）分],差异有统计学意义（t=4.000,P=0.016 1）;在DSS干预10和12 d时,抗生素+丁酸梭菌+DSS组小鼠DAI均低于抗生素+DSS组[（0.000±0.000）分比（1.111±0.222）分、（0.667±0.000）分比（1.889±0.222）分],差异均有统计学意义（t=5.000、5.500,P均＆0.05）。丁酸梭菌+DSS组小鼠结肠病理组织学评分低于DSS组[（2.50±1.73）分比（5.50±1.00）分],抗生素+丁酸梭菌+DSS组小鼠结肠病理组织学评分低于抗生素+DSS组[（1.25±0.96）分比（5.00±0.82）分],差异均有统计学意义（t=3.000、5.960,P均＆0.05）。丁酸梭菌+DSS组IL-1β水平高于空白对照组[（4.464±0.075） ng/L比（3.907±0.080） ng/L],丁酸梭菌+DSS组和抗生素+丁酸梭菌+DSS组TNF-α、IL-6和IL-1β水平均低于DSS组[（2.402±0.383） ng/L、（1.845±0.345） ng/L比（6.958±1.084）ng/L,（1.752±0.146）ng/L、（1.307±0.048） ng/L比（3.537±0.608）ng/L,（4.464±0.075）ng/L、（4.066±0.190） ng/L比（7.477±0.339）ng/L],差异均有统计学意义（t=5.055、3.964、4.495、4.693、6.294、8.674、8.774,P均＆0.05）。16S rRNA测序结果显示,丁酸梭菌干预小鼠肠道菌群中出现了大量差异有统计学意义的抑炎或产短链脂肪酸细菌,其中丁酸梭菌+DSS组优势菌有小螺旋菌属[线性判别式分析（LDA）评分=3.667 log10,P=0.004]和寡养单胞菌属（LDA评分=2.778 log10,P=0.044）,抗生素+丁酸梭菌+DSS组优势菌属有消化球菌属（LDA评分=2.685 log10,P=0.018）、丁酸单胞菌属（LDA评分=2.712 log10,P=0.011）、嗜胆菌属（LDA评分=3.204 log10,P=0.014）、肠道单胞菌属（LDA评分=3.346 log10,P=0.010）、萨克候选菌（LDA评分=3.363 log10,P=0.029）、脱硫弧菌属（LDA评分=3.402 log10,P=0.025）、颤杆菌属（LDA评分=2.870 log10,P=0.019）和阿克曼氏菌属（LDA评分=4.031 log10,P=0.005）。结论丁酸梭菌可有效改善小鼠结肠炎,调整小鼠肠道菌群结构,而抗生素预处理可强化其对肠道菌群的调节作用并增强丁酸梭菌的疗效。