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北京團隊發現令人酒醉腸道細菌 觸發可致命非酒精性脂肪肝

2019/9/20 — 13:35

2014 年 6 月,一個 27 歲中國藉男子在北京尋求治療無法解釋的酒常中毒情況。他的病徵在 10 年前已開始出現,且越來越嚴重。有人以為他是嚴重酗酒者,他的母親也經常讓要求他使用呼氣測醉器。即使他本人確定自己沒有飲酒,但其血液酒精含量非常高。更奇怪的是,他喝幾杯汽水時也有時會喝醉。

此前有醫生診斷他患自動釀酒綜合症 (auto brewery syndrome) ,這是種非常罕見的疾病,患者可以在攝取高碳水化合物或糖份後變醉,有人認為這是腸道在一些酵母輔助下出現內源性發酵過程引致該病。

然而該男子在抗真菌療程後,病情仍無改善。其肝臟活組織檢查顯示,他患有非酒精性脂肪性肝炎 (nonalcoholic steatohepatitis, NASH) ,這是一種嚴重的非酒精性脂肪肝 (Non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) 。他後來被轉加護病房密切觀察情況,當時醫生發現,他吃過高糖餐後,血液酒精含量上升到每分升(deciliter) 400 毫克,相當於喝了約 450 毫升、含 40% 酒精的威士忌。

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最新刊於《細胞新陳代謝》的研究則指,從該男子腸道發現大量克雷伯氏肺炎菌 (Klebsiella pneumoniae) ,這種細菌可以代謝糖份變成酒精,而在老鼠實驗中這些細菌同樣破壞肝臟。情況讓學者發現腸道中的細菌可能對引致非酒精性脂肪肝 (Non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) 有重要作用。

全球已有 10 億人受 NAFLD 影響,在中國每三個人就一有一個患上這種慢性肝病。患者的肝細胞會積聚過量脂肪,並且毫無徵狀可言,其中 25% 患者病情則會進一步演化成可致命的肝硬化或肝癌。

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過去,患癡肥、糖尿病與其他慢性疾病都被指與 NAFLD 有關,但學界一直找不到單一潛在機制解釋為何脂肪在這麼多人的肝臟積聚。部份研究曾指 NAFLD 由腸道細菌造成,但說法備受爭議而且腸道微生物群落組成非常複雜,難以判斷單一品種細菌是否可引致 NAFLD 。

北京首都兒科研究所的團隊在不同時間從該名男子收集 14 個糞便樣本,以找出特定種類的細菌 DNA 片段。他們發現,當他最醉酒時,樣本中 18.8% 的細菌是克雷伯氏肺炎菌,比正常人多 900 倍。當團隊將這些細菌放入酵母和糖的培養基中時,他們可以分離出可製造高、中或低水平酒精的細菌菌株。

團隊然後再分析 43 個確認為 NAFLD 患者的糞便樣本,其中 32 個為嚴重患者,並與 48 名健康人士糞便比較。團隊發現, 61% 患者樣本中有可製造高或中水平酒精的克雷伯氏肺炎菌菌株,而在對照組中則只有 6% 患者有這些菌株。

為進一步了解這些腸道細菌是否可以解釋患 NAFLD ,團隊分別餵老鼠食用製造高水平酒精克雷伯氏肺炎菌菌株 (HiAlc K. pneumoniae) 、酒精或酵母和糖的混合物作為對照。到第四周,餵用細菌或酒精的老鼠肝臟已受損,但其他老鼠則仍然健康。另外,團隊再將該男子糞便抽取的微生物放入無菌培養的老鼠體內,其肝臟同樣受破壞。

稱為噬菌體 (phages) 的病毒可以殺死特定細菌。在用噬菌體預先處理將會受製造高水平酒精克雷伯氏肺炎菌感染的老鼠中,牠們均無任何可檢測到的肝臟異常,顯示噬菌體有治療 NASH 的可能性。

現時醫學文獻中未有證據顯示 NAFLD 患者在不飲酒時感到酒醉,而在服食製造高水平酒精克雷伯氏肺炎菌菌株的老鼠亦無可測量的血液酒精含量。所以團隊決定再餵食牠們高劑量的葡萄糖,結果這些老鼠的血液酒精含量暴升,行為亦似醉酒;團隊再向 NAFLD 患者提供葡萄糖或果糖,類似情況都同樣出現,顯示口服葡萄糖伴隨血液酒精測試,可判斷患者體內有否製造高水平酒精克雷伯氏肺炎菌,並可預哪些 NAFLD 患者病情會發展成 NASH 。

團隊指,該名男子在服食抗生素與改變飲食習慣後,其自動釀酒綜合症已痊癒, NASH 病情也有好轉。團隊計劃研究更多人包括兒童的腸道微生物群落隨時間如何變化,以了解為何一些人的腸道內有製造高水平酒精克雷伯氏肺炎菌菌株,而其他人沒有。

來源:
Science, Microbe that got man drunk could help explain common liver disease, 19 September 2019

報告:
Yuan, J., Chen, C., Cui, J. & et al. (2019). Fatty Liver Disease Caused by High-Alcohol-Producing Klebsiella pneumoniae. Cell Metabolism. doi: 10.1016/j.cmet.2019.08.018

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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