长久以来，科学家们对大肠埃希菌等有害细菌能够在炎性肠病（IBD）患者消化道中繁殖进而导致严重腹泻感到困惑不已。现在，美国加州大学Davis分校的研究人员找到了答案，这将有助于人们开发能够更有效治疗IBD的新方法。

研究者发现了IBD患者中有害细菌生长、取代有益细菌并破坏消化道的生物学机制。这可能有助于研究者开发副作用更少的IBD新疗法。该项研究结果于2月8日发表在《科学》（Science）杂志上。

IBD患者中有益细菌被免疫系统误杀，使有害细菌大量繁殖，从而导致炎症和肠道损害、慢性腹痛、绞痛、腹泻以及排便习惯改变等多种问题。美国疾病控制与预防中心估计，在美国，包括溃疡性结肠炎和克罗恩病的IBD已累及140万人。

在试管和动物研究中，研究者发现肠道中潜在的有害的细菌（肠杆菌科）利用硝酸盐（IBD肠道炎症期间形成的一种副产品）生长和繁殖。肠杆菌科菌株包括某些大肠埃希菌，可加重IBD患者的肠道损害。最终，IBD患者的肠道内会充满这些有害细菌，而消化道中正常的有益细菌数量则大幅减少。

“与人类呼吸氧气很相像，大肠埃希菌能够利用硝酸盐代替氧气进行呼吸、产生能量以供生长。”该研究第一作者Andreas Baumler教授说，“在IBD患者中，消化道炎症产生的硝酸盐使得大肠埃希菌在营养物的竞争中击败有益的微生物。”

IBD患者的肠道炎症导致一氧化氮自由基（能强力攻击细菌）释放，Baumler解释说。但是这些一氧化氮自由基非常不稳定，最终会分解成硝酸盐，大肠埃希菌等细菌可利用硝酸盐繁殖和生长。而消化道中有益细菌则通过发酵生长，这一过程要缓慢得多。

据Baumler介绍，确定大肠埃希菌等细菌取代消化道中有益细菌的原因是确定终止IBD疾病过程的新方法的关键。当前的IBD治疗是通过抗生素、糖皮质激素或其他强力免疫调节药物抑制免疫系统。但是长期的副作用可能会限制它们在IBD患者中的应用以及它们的有效性。

该项研究表明，以产生一氧化氮和硝酸盐的分子通路以及其他可供养消化道有害细菌的分子为靶点有可能使IBD患者的肠道环境恢复正常。研究者已经在对一种候选药物进行研究，该药物有可能阻断IBD中有害细菌繁殖所需的多种通路。

“我们的想法是，抑制所有产生可被大肠埃希菌等细菌用来呼吸及生长所需的分子通路，这样基本上能够抑制这些细菌生长。” Baumler解释说。

Host-derived nitrate boosts growth of E. coli in the inflamed gut.

Abstract

Changes in the microbial community structure are observed in individuals with intestinal inflammatory disorders. These changes are often characterized by a depletion of obligate anaerobic bacteria, whereas the relative abundance of facultative anaerobic Enterobacteriaceae increases. The mechanisms by which the host response shapes the microbial community structure, however, remain unknown. We show that nitrate generated as a by-product of the inflammatory response conferred a growth advantage to the commensal bacterium Escherichia coli in the large intestine of mice. Mice deficient in inducible nitric oxide synthase did not support the growth of E. coli by nitrate respiration, suggesting that the nitrate generated during inflammation was host-derived. Thus, the inflammatory host response selectively enhances the growth of commensal Enterobacteriaceae by generating electron acceptors for anaerobic respiration.