早上7點，酒精燈、棉花、吸奶器準(zhǔn)備齊全，走進(jìn)豬場試圖用吸奶器取豬奶，折騰了一上午卻滴奶未得……對于自己5年前豬場采樣的“碰壁”經(jīng)歷，尹佳記憶猶新。不過，在后來的嘗試中，他還是成功取到了豬奶，從中分離出3000多株微生物并篩選出第一株良菌。
這位湖南師范大學(xué)的副教授，原本對動物營養(yǎng)研究“一竅不通”，2017年加入中國工程院院士、中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所（以下簡稱亞熱帶生態(tài)所）首席研究員印遇龍科研團(tuán)隊后，轉(zhuǎn)變研究方向，逐漸和生豬相關(guān)研究“結(jié)緣”。
憑借幾年前那株千里挑一的細(xì)菌“戊糖片球菌SMM914”（以下簡稱SMM914），尹佳團(tuán)隊聯(lián)合南京醫(yī)科大學(xué)副教授張允雷團(tuán)隊和張秀偉團(tuán)隊，首次將活菌療法與慢性阻塞性肺疾病（以下簡稱慢阻肺，COPD）的治療相結(jié)合，揭示了具有抗氧化功能的SMM914在延緩慢阻肺進(jìn)展中的潛在功效。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《腸道微生物》。
一波三折的豬奶取樣
2019年初，加入印遇龍團(tuán)隊兩年后，尹佳和他當(dāng)時帶的第一個博士生王樂蒞（現(xiàn)為亞熱帶生態(tài)所副研究員）討論，打算結(jié)合兩年的探索，對當(dāng)時沒人做系統(tǒng)研究的豬奶微生物開展深入研究。這個想法得到了印遇龍的肯定和具體指導(dǎo)。
確定方案后，尹佳和學(xué)生按常規(guī)操作，充滿信心地邁出第一步——豬奶采樣，卻出現(xiàn)了文章開頭的“碰壁”經(jīng)歷。
查資料請教專家后他們才得知，豬奶和人奶、牛奶、羊奶的分泌機(jī)制區(qū)別很大，人、牛、羊有乳池，所以一擠奶就會出來，但豬沒有乳池，它每隔50分鐘左右會分泌激素，激素分泌后才可產(chǎn)奶。激素分泌時，母豬會發(fā)出一種聲音，聽到聲音仔豬就會過來吃奶，但人一靠近，激素就不分泌了，豬奶自然停止分泌。
“這就是一上午都沒取到奶的原因，我們把取豬奶想得太簡單了。”論文通訊作者尹佳說，當(dāng)時同行的一位老師建議給豬注射激素讓其產(chǎn)奶，但這個想法立刻被豬場老板否決了，他擔(dān)心注射激素會對母豬產(chǎn)奶有影響，仔豬也可能被餓死。
僵持不下，尹佳只好和豬場老板商量，把采樣的母豬和仔豬全都買下來，老板這才同意他們注射激素?！矮@老板同意后，我們馬上購買激素，果然一注射激素母豬立馬分泌豬奶，雖然泌奶的時間很短，但我們獲得了珍貴的樣品。而且幸運的是，母豬和仔豬后來都很健康?！币鸦貞洝?/p>
千里挑一篩良菌
獲得豬奶樣品后，尹佳團(tuán)隊迅速回到實驗室，在印遇龍的指導(dǎo)下開展微生物分離相關(guān)工作。他們用4種培養(yǎng)基連續(xù)培養(yǎng)一個月，每兩天取一次樣進(jìn)行平板分離和鑒定?！斑@個工作量很大，直到有次實驗室的離心機(jī)壞了，我才發(fā)現(xiàn)參與這項工作的本科生有近20人?！币颜f。
功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過一個月的緊張忙碌，團(tuán)隊終于獲得3000多株微生物，去掉可能是病原的微生物，他們以生豬健康養(yǎng)殖為目標(biāo)導(dǎo)向，首次建立母豬乳汁細(xì)菌庫，分離出了1240個菌株。該菌種庫可讓人們更深入地了解母豬乳汁微生物群多樣性，有助于母乳微生物功能等的研究。
然而，這1000多株菌的數(shù)量仍然太多，不可能對每株都開展動物功能性實驗，如何縮小范圍篩選優(yōu)菌成為難題。
經(jīng)過不斷研究和查閱資料，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)戊糖片球菌進(jìn)入了食品添加劑目錄和飼料添加劑目錄，應(yīng)用前景較好，且相比其他乳酸菌，研究的人較少，所以他們首先從1000多株細(xì)菌中挑選了80株戊糖片球菌。
“抑制病原菌是細(xì)菌益生性的重要特點，緊接著我們找出8個生豬身上常見的病原菌，發(fā)現(xiàn)有10株細(xì)菌的抑菌效果比較好?！庇∮鳊埍硎荆诖嘶A(chǔ)上團(tuán)隊利用果蠅進(jìn)行抗氧化研究，最終篩選出了一株抗氧化效果最好的細(xì)菌，即SMM914。
動物實驗中，SMM914對畜禽病原菌具有較好的抑制能力以及在百草枯誘導(dǎo)的黑腹果蠅模型中較強(qiáng)的體內(nèi)抗氧化能力。它被證實在仔豬體內(nèi)可激活抗氧化信號通路，調(diào)節(jié)結(jié)腸中微生態(tài)平衡，緩解斷奶仔豬氧化應(yīng)激。
患者體內(nèi)建“特效藥廠”
尹佳和張允雷從本科到碩士研究生階段都是同學(xué)，雖不在同一個單位工作，但他們在科研方面仍有密切合作。一次偶然的電話溝通中，尹佳提到團(tuán)隊分離出的SMM914具有超強(qiáng)抗氧化作用，張允雷立馬來了興趣。
慢阻肺是一種臨床常見的呼吸系統(tǒng)疾病。研究顯示，我國40歲以上人群慢阻肺患病率高達(dá)13.7%。
論文通訊作者張允雷介紹，慢阻肺的發(fā)生與氧化應(yīng)激密切相關(guān)，臨床上一些試驗已經(jīng)證明，抗氧化治療可緩解慢阻肺癥狀并阻滯其進(jìn)展。
在論文通訊作者張秀偉的支持下，團(tuán)隊首先從臨床病人身上尋找證據(jù)，通過對人體內(nèi)的主要抗氧化酶進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)慢阻肺病人的過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶水平顯著降低。
理論基礎(chǔ)有了，SMM914能否治療慢阻肺還需科學(xué)驗證。為此，張允雷帶領(lǐng)團(tuán)隊利用此前建立的慢阻肺模型小鼠，對該菌能否改善慢阻肺及相關(guān)科學(xué)機(jī)制進(jìn)行研究。
腸-肺軸是目前腸道微生物領(lǐng)域內(nèi)一大熱點，腸道微生物可通過改善腸道菌群失調(diào)、分泌代謝物、招募免疫細(xì)胞，調(diào)節(jié)近遠(yuǎn)端器官的功能。團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，SMM914經(jīng)小鼠口服后可顯著改善香煙煙霧和臭氧誘導(dǎo)的慢阻肺模型小鼠的呼吸，改善機(jī)體炎癥狀況。
“我們通過檢測腸道和肺組織里面顯著增加的代謝物，發(fā)現(xiàn)兩者相互作用，依賴的是?；撬?次?；撬嵬泛蜕彼?褪黑素通路的上調(diào)。?；撬?、次?；撬?、褪黑素都是普遍認(rèn)知中能抗氧化、抗衰老的物質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)口服SMM914，能為這些物質(zhì)的產(chǎn)生提供更多原材料?！睆堅世妆硎?。
通俗地說，口服SMM914，就像是在慢阻肺患者體內(nèi)建造成千上萬個“小型的活力工廠”，源源不斷生產(chǎn)特效藥，幫助機(jī)體打敗疾病。
張允雷表示，這種帶有活性、具有抗氧化能力的細(xì)菌，不僅能夠作為抗氧化劑增強(qiáng)機(jī)體免疫力，還可預(yù)防呼吸道感染，達(dá)到更好的治療效果，同時改善菌群結(jié)構(gòu)，守護(hù)腸道健康。這項成果對預(yù)防和減緩慢阻肺的發(fā)展有重要意義，也為慢阻肺的藥物研發(fā)提供了新方向、新思路。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1080/19490976.2024.2320283