11月13日，来自美国加州大学圣地亚哥分校 Bernd Schnabl 团队在顶级学术期刊 Nature 上最新发表的研究《Bacteriophage targeting of gut bacterium attenuates alcoholic liver disease》，鉴定出可加剧酒精性肝炎的关键肠道细菌所分泌的细菌毒素，并表明噬菌体疗法具有可行性。
Nature：促酒精性肝病关键细菌和毒素被锁定！
以下是采访内容：
答：谢谢热心肠先生和李主编的邀请，很荣幸能够有机会和大家一起分享讨论我们的一些研究工作。
我们组多年来一直致力于研究肠道菌群和肝脏疾病的关系，以期能够找到一些突破口，为新一代肝脏疾病的药物研发提供思路。
众所周知，肝脏疾病在世界范围内都严重威胁着人类健康，但目前却几乎尚无有效的治疗治愈手段，只有少数幸运的患者能够接受肝脏移植。这其中，酒精性肝炎对于患者的生命威胁非常大，多数患者都在短期内死亡。
研究之初，我们首先对患者的肠道菌群进行了16S测序，发现其与健康人的菌群存在显著差异。其中差异最大的，是一种叫做粪肠球菌的细菌。它的一些菌株会造成严重的细菌感染，由于抗生素的过度使用，目前它也是令人头疼的“超级耐药菌”家族的成员之一。
不过和我们熟知的大肠杆菌一样，粪肠球菌其实也是正常人体菌群的一部分。人体微生物组计划的数据显示，这种菌约占健康人肠道菌群的0.004%，但是我们发现在酒精性肝炎患者中，这个比例迅速升到了6%，非常惊人。
因此我们就想，这个细菌很可能会促进酒精性肝炎。粪肠球菌能够分泌一种两个肽段组成的细菌毒素，对革兰氏阳性菌和哺乳动物细胞都具有强烈的杀伤作用，我们的研究就是自此展开的。
答：此项研究最重要的发现我觉得有两点。
一是，我们鉴定出了具体的促进酒精性肝炎的细菌毒素。我们的临床数据分析显示，这个毒素与疾病的严重程度和死亡率具有非常高的相关性，并且我们通过动物实验，也验证了这个毒素和疾病之间的因果关系。
这一点对于临床上是比较有意义的。酒精性肝炎患者有非常高的死亡率，而肝移植的资源又非常有限。如果我们能够在早期对患者进行一个评估，找出哪些患者在未来的疾病会更严重，会更有可能面临生命威胁，那么我们就优先考虑对这些患者进行治疗，从而尽最大可能拯救患者的生命。
我们的另一个重要的突破，就是噬菌体疗法的使用。
其实，人类使用噬菌体疗法治疗细菌感染已经有很长的历史了，在东欧的一些国家，时至今日噬菌体疗法依然在临床上使用。我博士期间的课题组同事，也成功使用噬菌体挽救了一位多重耐药菌感染的患者的生命（详细请见https://cpt.tamu.edu/sewage-saved-this-mans-life-someday-it-could-save-yours/）。但是，对于酒精性肝炎在内的绝大多数疾病来说，细菌感染并不是首要发病因素，因此对于这类疾病，针对细菌的治疗手段往往并不会被考虑，或是不会被优先考虑。
近年来，肠道菌群与疾病的密切关系被越来越多的发现，因此，通过编辑肠道菌群从而实现对疾病的治疗或改善，是一个很有意思也很有潜力的方向。
抗生素由于其广谱性，并不适合用来编辑肠道菌群。大家都知道，肠道内有很多的有益菌，我们并不希望杀死它们。因此，我们就想到了对细菌高度特异的噬菌体。而且，为了使我们的研究更具临床意义，我们并没有用噬菌体去治疗普通的小鼠，而是将酒精性肝炎患者的菌群移植到无菌小鼠体内，让这些小鼠携带人类患者的菌群，然后我们对其进行编辑，从而揭示出对这样的肠道菌群进行高度特异性的编辑，能够改善疾病的相关指标。
据我们所知，这是首次针对代谢相关肝病，甚至于其它非感染性疾病，通过精确编辑肠道菌群来改善疾病的例子。当然，我们的研究目前还停留在动物实验阶段，需要更大规模的人体数据分析以及临床研究来验证它的真实临床意义。另外，噬菌体疗法虽然能够改善疾病相关指标，但是还并不能完全治愈疾病，因此在疾病治疗的道路上，我们依然还有很长的路要走。
答：我们念珠菌毒素那篇文章的一位审稿人，也提出了非常类似的问题。肠道真菌和肠道细菌的互作，这是肯定普遍存在的。近年来也有多篇文章报道了肠道内的一些细菌，包括乳酸杆菌等，能够抑制白色念珠菌在肠道内的定殖。
我们也进行了相关实验，但是目前还没有发现粪肠球菌和白色念珠菌之间的直接相互作用。比如，我们将它们共培养，没有看到生长抑制或是促进彼此生长的情况；对小鼠使用抗真菌药物处理，其细菌组成也没有看到显著的变化。
我认为，这其中的原因可能与其受体特异性有关。目前所知，念珠菌毒素损伤的都是真核细胞，报道比较多的是哺乳动物的表皮细胞，我们上个月在Journal of Hepatology上发表的研究中发现它还可以损伤肝细胞；而粪肠球菌分泌的细胞溶素，目前已知的受体是在哺乳动物细胞表面，比如红细胞，以及革兰氏阳性菌的表面，目前还没有发现真菌表达类似的受体。因此，这二者之间的相互作用，如果存在的话，可能更多的是一种间接的影响。
对于酒精性肝病来说，二者的存在和产生都会促进酒精性肝病；而针对二者的治疗，也都能够相应的改善疾病。这个我觉得并不矛盾，因为对于酒精性肝病这样非常复杂的疾病而言，往往有很多因素都能够导致疾病的恶化，我们目前所发现和报道的也只是其中的一小部分。事实上，我们已经发现其它一些与肠道菌群相关的致病因子，相关的文章应该会在近期发表。
答：首先，这两种方法对于疾病的改善，其原理是不同的。
白介素22的相关方法，真正起重要作用的应该是白介素22本身。长期的慢性酒精摄入会导致肠道屏障破损，而白介素22则会作用于肠道屏障，发挥保护作用，具体的机制我们在文章中有阐述。在该项研究中，我们与合作者构建了能够产生白介素22的乳酸杆菌，利用它作为媒介，将白介素22递送到肠道，从而发挥保护作用。这种方法并未直接编辑肠道菌群。
而本次的噬菌体疗法，则是直接的编辑了肠道菌群，通过使用高度特异性的噬菌体，“定点清除”了能够产生毒素的细菌，从而改善了相关的疾病症状。
就转化研究层面而言，噬菌体疗法的一个优势就是特异性高，精确编辑。现在我们一直在提倡“精准医疗”，“针对每一个个体，每一位病患，制定专属于他（她）的疗法”，因为每一个人的情况都不同，包括肠道菌群，都是特异的。而且，由于抗生素使用所面临的耐药性问题，现在噬菌体疗法是一个非常热的点，很多公司都在关注。
另外很重要的一点，就是我们发表的噬菌体疗法，它所针对的细菌所产生的毒素，与疾病的严重性呈现出非常大的正相关。因此，噬菌体疗法结合细菌毒素检测，让我们能够在更短的时间内帮助更需要帮助的病人，这在临床上比较有意义。
噬菌体疗法最大的弊端，可能就是需要筛选大量的噬菌体，制备噬菌体库，然后针对不同的患者，调配不同的噬菌体“药物”，无法做到像抗生素这样的化学药物一样的批量生产，这在工业生产上可能效率不高。当然，针对这个问题，科学家们和公司研发人员也一直在努力。比如，对噬菌体进行改造，让他们能够识别多种受体，变得相对更“广谱”一些，从而可以批量生产；或者建立庞大的噬菌体库，在短时间内完成筛选并制定配方，现在已经可以做到比较快的完成上述过程，这在临床上还是可以接受的。
另外，同抗生素类似，噬菌体疗法也同样面临“耐药性”的问题。目前的应对策略也和上面提到的类似，一是使用工程化改造的噬菌体，使其能够同时识别多种不同受体，从而降低由细菌宿主基因突变导致的单一受体无法识别从而无法感染宿主的问题；还有就是多种不同噬菌体联合使用，由于其识别受体不同，因此宿主同时抵抗所有噬菌体的概率很小，只要宿主对其中任何一种噬菌体敏感就可以。
对于白介素22的工程菌，其优势是比较普适，这是由于它的机理决定的。当然缺点也有，那就是它虽然对肠道屏障功能有所改善，减少了细菌进入肝脏的数量，但是对于细菌所分泌的代谢物（毒物）而言，恐怕目前还无能为力。因为这些小分子或者大分子，比细菌本身要小的多，它们依然可以通过血液循环进入肝脏。
当然了，以上所说都只是针对我们的这两项研究成果而言，普遍意义上的工程菌和噬菌体疗法在转化层面上的优劣，我不是专家，不敢妄言。
至于从污水中分离噬菌体，这个其实在噬菌体分离中是比较常见的。因为噬菌体的宿主，或者说“食物”，是细菌，所以宿主细菌越多的地方，相应的噬菌体存在的几率就越大，就越容易分离到我们想要的噬菌体。目前公开数据库中的粪肠球菌的噬菌体，几乎全部来自于污水。对于其它细菌的噬菌体，就需要考虑这个细菌原本的生存环境和可能存在的地方，然后选择相对应的样本源，来进行分离。
答：这个问题我们在项目初期就想过，但是遗憾的是，目前还没有找到可以直接靶向细胞溶素的疗法。因为细胞溶素自身的特点，目前所有的抗体筛选都宣告失败。我们目前与合作者正在尝试一种新的抗体筛选方法，如果能够得到中和抗体，那么使用中和抗体的疗法可能会是一个不错的选择。不过，抗体疗法也有其自身的缺陷，很多的中和抗体不仅没有按照预想中的能够治病，反而是“致病”，所以这些都有待日后在实践中检验了。
细胞溶素的产生是一个非常复杂的过程。细胞溶素有着非常特异化的修饰，而完成这种修饰，需要很多其它的酶来共同完成。加上细胞溶素自身对细菌的杀伤力，其它细菌即便获取，恐怕也会是“杀敌一千，自损八百”。而粪肠球菌自身会编码一种保护机制，保护自己不被误伤。当然了，可移动遗传元件的转移一直是个比较大的问题，这一点不能忽视。
答：这个问题比较大，我也不敢妄下结论，只能简单的说一下自己的看法，与大家一起学习讨论。
简单的说，所谓的菌群失调，大体是两个方面，“有益菌少了”，“有害菌多了”。所谓“促进恢复”，其实简单来说也就是两个思路，“增加有益菌”，“减少有害菌”。要增加有益菌，最常用的恐怕就是一些益生菌、益生元的制剂，而减少有害菌，就是一些特异的靶向细菌的疗法。当然了，一个综合的方法就是粪菌移植。
其实，“促进菌群失调的恢复”和“靶向性干掉致病共生菌”，这两个方面我觉得在本质上并不矛盾，或者说，应该是协同并进的。实际上，我们针对肠道菌群的所有干预方法，其最终的本质和最后的目的，都是恢复正常的肠道菌群。
我们“干掉致病共生菌”， 是因为在患者体内，它们过度繁殖了，我们需要将它们恢复到正常的水平。比如说，健康人的肠道内，实际上也有白色念珠菌，只不过酒精性肝炎患者体内的白色念珠菌要比健康人体内的多很多，所以这就造成了麻烦。说到底，这其实还是个菌群失调的问题。
在实践过程中，促进菌群失调的恢复，并不简单。菌群失调是一个长期的复杂的过程，比如在酒精性肝炎病人中，除了菌群中的某些菌变多、某些菌变少之外，其实还存在整个菌群多样性的改变。这种多样性的改变，仅仅依靠补充某一种菌，或者是干掉某一种菌，恐怕是很难恢复的。
并且，肠道菌群自身也存在着比较强的稳定性，一旦生理环境改变导致菌群失调，那么在不改变既有生理环境的条件下，仅仅依靠补充和杀灭特定的菌种，来完全恢复健康菌群，恐怕也是比较难的。比如我们在小鼠身上就观察到，不管是杀灭菌种（如抗生素处理）或者是补充菌种（如喂食某种菌），小鼠的肠道菌群的确会瞬时变化，但是在很短的时间内它又会恢复原样。这也是无菌动物与抗生素处理的动物相比，所具备的优势。抗生素处理的动物，很快它的既有菌群就会恢复，因此就为科研带来了更多的不确定性。在临床应用方面，粪菌移植是个比较好的办法，当然这也有风险，近期关于这个的讨论也比较多。
总之，健康的菌群肯定是我们的终极目的，但是想要达到这个目的，还有很长的路要走。
答：我们的这项研究，在临床数据方面，比较大的一个优势是我们的病人来自于多个不同的中心。这些中心分布在英国、西班牙、法国、比利时、墨西哥、美国等多个国家，可以说我们的这些病人是来自于“世界各地”。
多中心研究有个好处，就是可以尽量的避免由于地域的影响，而带来的一些差异。我们都知道，地域对于菌群的影响很大，这其中包括文化、饮食、其它生活习惯等方方面面的影响。而针对一个特定区域的人群研究所得出的结论，有时候往往无法应用到其它地区的其它人群，这就造成了一种局限。而如果参与研究的患者来自于多个不同地域，就让这个科学发现具备了更大的普适性。
关于未来的研究，我觉得，我们已经由测序技术的突飞猛进所开启的“菌属相关性”研究时代，进入了更加细化的、验证因果关系的“菌种因果性”研究时代。因为测序数据和临床分析仅能说明相关性，不能证明因果性。我们还需要进一步的动物实验，来验证这些“大数据”是否真的有用。
随着研究的深入，现在我们已经在迈进下一个时代，那就是“菌株分子机理”的时代。阐明某种细菌能够导致疾病，这只是第一步，接下来我们要做的，是搞清楚为什么这种细菌能够导致疾病，它具体是如何导致疾病的。
同样的一种细菌，不同菌株，差异巨大。比如，大肠杆菌和我们此项研究中的粪肠球菌，都是健康人肠道菌群的重要组成部分，但是它们也都可以引发非常严重的细菌感染。这种巨大的差异，就是不同的菌株导致的。有的菌株携带“致病因子”，而有的菌株不携带。因此，未来的研究，仅仅停留在“菌种”层面已经不够，而是要深入到具体的某一菌株去研究。在我们的文章中，同样都是粪肠球菌，有的菌株不携带细胞溶素的编码基因，有的携带。那么我们用噬菌体去处理，结果就不一样。所以，菌株特异性，未来应该会得到重视。
另外一个重要的方面就是多学科合作。我们的这项研究，合作者来自全球各地，这些专家学者中，有的是微生物学家，有的擅长化学生物学，有的专注于高通量测序及生物信息，当然也少不了生物统计学家以及临床医生。这样一个具备多重背景的研发团队，在面对这样一个非常复杂且极具挑战性的项目的时候，能够发挥各自专长，每个人在自己最擅长的领域“发光发热”，大家齐心协力共同完成了这个课题。菌群相关研究本身就非常复杂，需要多学科合作，因此我相信，未来这样的研究会越来越多，也会越来越好。
最后想说的一点就是无菌动物的使用。国内的魏泓教授在这个领域是先驱者，之前也有过多篇相关报道，就不赘言了。可以肯定的是，未来无菌动物的使用会越来越普及，越来越重要。
答：国内现在对于菌群的研究做的越来越好，进展也十分迅速，无论是从基础研究还是成果转化方面，都有着巨大的潜力。未来我可能也会回到国内工作，到时希望能够和大家进行更深入的交流，开展更广泛的合作。
