撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

眾所周知，我們的腸道中生活著數(shù)以萬億計的細菌，它們大多數(shù)是“厭氧菌”——也就是在有氧環(huán)境中不能生長或生長不良而在無氧環(huán)境中生長得更好的細菌。它們在我們的腸道深處，一個幾乎無氧的環(huán)境里，過著“發(fā)酵”生活，分解食物殘渣，為我們生產(chǎn)一些有益的物質(zhì)。

而一項最新研究發(fā)現(xiàn)，一種傳統(tǒng)上被認為是“嚴格厭氧”的致病菌——產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌（ETBF），竟然在它自己引發(fā)的腸道炎癥環(huán)境中，玩起了“有氧呼吸”，活得風生水起。它到底是怎么做到的？

該研究于 2026 年 4 月 30 日發(fā)表于國際頂尖學術(shù)期刊Cell上，論文題為：An anaerobic pathogen rewires host metabolism to fuel oxidative growth in the inflamed gut。范德堡大學醫(yī)學中心Zhu Wenhua為論文通訊作者。

該研究表明，產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌（ETBF）利用其毒力因子脆弱擬桿菌毒素（BFT）來生成并適應局部氧化微環(huán)境，從而支持其在腸道內(nèi)的定植。BFT 能夠操控結(jié)腸上皮細胞的信號轉(zhuǎn)導以及膽汁酸循環(huán)途徑，促使上皮細胞的代謝從氧化磷酸化向糖酵解轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變增加了局部乳酸和氧氣的濃度，而這些營養(yǎng)物質(zhì)能夠支持 ETBF 的氧化代謝。

這些發(fā)現(xiàn)揭示了一種出人意料的策略——一種典型的厭氧病原體利用宿主的代謝重塑在發(fā)炎的腸道中生成并利用氧化微環(huán)境。

該研究的核心發(fā)現(xiàn)：

• 一種典型的厭氧病原體在局部氧化微環(huán)境中生成并繁殖；

• BFT 使上皮細胞的代謝從氧化磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)樘墙徒猓?/p>

• 宿主代謝塑增加了產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌（ETBF）生態(tài)位中的乳酸和氧氣含量；

• BFT 使 ETBF 能夠適應這種氧化環(huán)境并促進定植。

主角登場：亦敵亦友的脆弱擬桿菌

脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）是我們腸道里最常見的細菌之一，通常是個有益菌，甚至有助于我們免疫系統(tǒng)的發(fā)育。但其中有一小撮“壞分子”，它們能夠產(chǎn)生一種名為“脆弱擬桿菌毒素（BFT）”的毒力因子，就成了產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌（ETBF）。

這種 ETBF 可不是善茬。它和炎癥性腹瀉、甚至結(jié)直腸癌都有關(guān)系。過去我們就知道，它產(chǎn)生的 BFT 能破壞腸道上皮細胞之間的連接，引起炎癥。但科學家一直沒完全搞清楚：ETBF 作為一種“厭氧菌”，是怎么在它自己引發(fā)的、充滿免疫細胞和可能滲入氧氣的炎癥環(huán)境中，不僅活下來，還能大量繁殖、長期定植的呢？

核心發(fā)現(xiàn)：一場精密的“代謝劫持”

這項研究揭示了一個精巧的機制：ETBF 利用它的產(chǎn)生的 BFT 毒素，對腸道上皮細胞進行“代謝重編程”，為自己打造了一個富含氧氣和乳酸的專屬“氧吧”，然后切換成更高效的“氧化代謝”模式，從而在炎癥腸道中獲得競爭優(yōu)勢。

簡單來說，過程分三步：

1、毒素發(fā)揮干擾作用：ETBF 分泌 BFT 毒素，這種毒素作用于腸道表面的上皮細胞，干擾了細胞的信號和膽汁酸循環(huán)通路。

2、宿主細胞代謝重編程：在 BFT 的影響下，腸道上皮細胞的能量生產(chǎn)方式發(fā)生了根本改變，從原本高效的、消耗氧氣的“氧化磷酸化”切換成了效率較低、不依賴氧氣的“糖酵解”。

3、創(chuàng)造理想家園：這種代謝重編程產(chǎn)生了兩個對 ETBF 至關(guān)重要的副產(chǎn)品——乳酸（糖酵解會產(chǎn)生大量乳酸，并被細胞釋放到腸道里）和氧氣（因為細胞氧化磷酸化減弱，不再大量消耗氧氣，氧氣從腸道黏膜下層擴散到腸腔的量就增加了）。

于是，ETBF 周圍的環(huán)境，從一個厭氧世界，變成了一個微富氧、且富含乳酸的“特殊生態(tài)位”。

細菌的“華麗變身”：從厭氧發(fā)酵到氧化呼吸

更令人驚訝的是 ETBF 自己的應對方式。傳統(tǒng)觀點認為，像脆弱擬桿菌這樣的厭氧菌，缺乏完整的有氧代謝通路，只能進行低效的糖酵解。但這項研究發(fā)現(xiàn)，在炎癥的腸道里，ETBF 竟然高度活躍地表達著一套完整的“氧化代謝”基因！

這套基因能讓它：

• 利用乳酸：把環(huán)境中的乳酸作為“燃料”。

• 利用氧氣：把環(huán)境中微量的氧氣作為“助燃劑”。

• 運行完整的三羧酸循環(huán)：這是高效能量生產(chǎn)的核心代謝回路。

在實驗室中，研究團隊證實，當同時提供乳酸和微量氧氣時，ETBF 產(chǎn)生 ATP 和生長能力顯著增強。而如果敲除它利用乳酸或氧氣的關(guān)鍵基因，它在炎癥腸道中的定植能力就大大受損。

也就是說，ETBF 通過對宿主細胞代謝重編程，讓它們生產(chǎn)出自己需要的“特殊燃料”（乳酸）和“助燃劑”（氧氣），還自己偷偷升級了代謝通路，從而能利用這些資源，進行更高效的能量生產(chǎn)，跑贏了其他還在進行糖酵解的腸道細菌。

毒素本身就是“升級密鑰”

這項研究還有一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：BFT 毒素本身，就是 ETBF 獲得這種“氧化代謝”能力的“鑰匙”。甚至，只要把生產(chǎn) BFT 的基因“借給”那些不產(chǎn)毒素的普通脆弱擬桿菌（NTBF），就能讓它們獲得在微氧環(huán)境下利用乳酸生長的能力。

這說明，BFT 不僅作用于宿主，改變環(huán)境；它似乎也能直接或間接地“解鎖”細菌自身的代謝潛能，讓它們適應并利用這個被改造后的氧化環(huán)境。

意義與啟示：重新理解感染與代謝

這項研究極大地刷新了我們對厭氧病原體、宿主-微生物互作以及腸道感染的認識：

• 顛覆傳統(tǒng)分類：它打破了“厭氧菌”嚴格厭氧的簡單標簽，揭示了它們在宿主體內(nèi)應對動態(tài)環(huán)境時驚人的代謝靈活性。

• 揭示致病新機制：闡明了 ETBF 如何通過精確的“代謝劫持”，在復雜的腸道生態(tài)中開辟生態(tài)位，實現(xiàn)持久定植和致病。這為理解其與結(jié)直腸癌等慢性疾病的關(guān)聯(lián)提供了新線索。

• 提供潛在靶點：針對 ETBF 特有的乳酸利用或微氧呼吸通路，可能開發(fā)出特異性更強、不影響其他有益菌的抗菌策略。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00401-0