导读

肠道菌群及其代谢产物短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）在肠道健康中扮演什么角色？酒精中毒和烧伤后肠道菌群和SCFAs的变化会影响肠道健康吗？带着这样的疑问，来自美国芝加哥洛约拉大学的Mashkoor A Choudhry教授及团队设计并开展基础实验，探讨了酒精中毒和烧伤后肠道微生物群和SCFAs的变化及其与肠道炎症的相关性。为此，该研究团队在eGastroenterology发表了题为“Bacterial dysbiosis and decrease in SCFA correlate with intestinal inflammation following alcohol intoxication and burn injury”的原创研究。该研究通过小鼠模型，揭示了酒精和烧伤如何共同影响肠道健康，为预防和治疗相关疾病提供了新的视角。

研究背景

烧伤是全球重大公共卫生问题，超半数烧伤患者入院时存在酒精中毒。这类患者住院时间更长、死亡率更高，但具体机制尚未明确。肠道菌群通过维持上皮屏障完整性、竞争结合位点、调节宿主免疫及代谢产物（如SCFAs）抑制病原菌。菌群失调与酒精滥用、烧伤、炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）以及结肠癌等多种疾病相关。SCFAs包括乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐，其中丁酸盐是肠道上皮细胞的主要能量来源，可增强紧密连接蛋白表达并抑制炎症，在IBD动物模型及患者中显示有抗炎潜力。

既往研究发现，烧伤或酒精单独作用会削弱肠道屏障、延缓肠道蠕动，但很少有人研究二者叠加的效应。本研究旨在阐明酒精中毒合并烧伤后肠道菌群及SCFAs的变化，并探讨这些变化是否与肠道炎症相关。

研究介绍

01 酒精与烧伤通过不同途径破坏肠道稳态

酒精直接损伤肠道上皮细胞，烧伤则通过触发全身炎症反应进而间接影响肠道功能。二者协同作用可能显著加剧肠道菌群失调，减少SCFAs（如丁酸盐）等有益代谢物的生成，从而进一步导致“肠漏”和炎症失控。

02 设计方法

本研究使用C57BL/6小鼠（10-12周龄）建立模型，模拟临床常见的“醉酒后烧伤”场景。小鼠分为假手术对照组（sham vehicle，SV）和乙醇烧伤组（ethanol burn，EB）。EB组小鼠通过灌胃给予乙醇并诱导12.5%体表面积的烫伤。干预后第二天，收集小鼠盲肠和小肠内容物，进行16S测序分析肠道微生物群，并通过高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）检测盲肠内容物中的SCFAs。此外，本研究还将小鼠粪便悬浮液与十二指肠上皮细胞（MODE-K）共培养，评估其对细胞白细胞介素-6（IL-6）表达的影响。

研究亮点

01 菌群遭遇“双重暴击”

酒精+烧伤对肠道菌群的破坏呈现“1+1>2”效应。单独小面积烧伤或单次醉酒对菌群影响微弱，但二者联合会导致小肠菌群多样性骤降，致病菌（如肠杆菌科）暴涨3-5倍，而生成SCFAs的有益菌（如毛螺菌科）锐减。这种失衡在肠道不同区域表现不同，小肠比盲肠更敏感。

02 丁酸盐——抗炎钥匙

盲肠中丁酸盐浓度在联合损伤后下降50%，且这种减少与肠道炎症程度加剧直接相关。细胞实验发现，当用患者类似菌群刺激肠道细胞时，促炎因子IL-6的表达飙升2倍；但提前补充丁酸盐，则可使IL-6水平降低40%，这一结果证实丁酸盐在肠道炎症调控中的保护作用。

03 肠杆菌科的“黑手”

本研究首次锁定肠杆菌科为关键致病菌。该菌群在小肠的增殖水平与IL-6释放量呈强正相关（R=0.72）。进一步分析表明，这类细菌可能通过携带的脂多糖等毒素，激活免疫受体TLR4信号通路，从而加剧炎症反应。这一发现为未来对肠杆菌科的精准干预策略提供了重要依据。

图1：乙醇与烧伤损伤改变了小肠和盲肠中细菌门类的相对丰度。实验方法：在乙醇处理与烧伤后第1天采集小肠及盲肠内容物，分离粪便细菌DNA进行16S测序。示意图展示了各细菌门类的相对丰度（基于测序读段数占总读段数的比例，并按实验组取平均值）。(A)表示：小肠SV组与EB组的菌群门类整体分布（合并雌雄样本）。(B)表示：小肠SV组与EB组的性别分层比较柱状图。(C)表示：盲肠SV组与EB组的菌群门类整体分布（合并雌雄样本）。(D)表示：盲肠SV组与EB组的性别分层比较柱状图。统计分析方法：(A, C)使用Mann-Whitney U检验，每组10–13只动物，显著性标记：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001，****p<0.0001。(B, D)使用非参数Kruskal-Walls检验（颜色图例显示显著性），柱状图内差异通过Dunn多重比较检验分析（以同性别SV组为对照），每组5–7只动物，*p<0.05，**p<0.01

来源：原文图2

图2：乙醇与烧伤损伤增加致病共生菌并减少短链脂肪酸（SCFA）产生菌。实验方法：在乙醇处理与烧伤后第1天采集小肠及盲肠内容物，分离粪便细菌DNA进行16S测序。图表展示了以下内容：(A)表示小肠或(B)盲肠中致病共生菌（肠杆菌科、肠球菌科）的16S测序读段数对比（SV组vs EB组）。(C)小肠中SCFA产生菌的读段数对比（毛螺菌科、罗氏菌属、毛螺菌科NK4A13菌群、阿克曼氏菌属、穆里巴菌科、普雷沃氏菌科）。统计学方法：使用Mann-Whitney U检验，每组10-13只动物，显著性标记：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001，****p<0.0001

来源：原文图3

挑战与展望

尽管研究揭示了酒精和烧伤对肠道微生物群和SCFAs的影响，但仍存在挑战。首先，本研究仅评估了酒精和烧伤共同作用下的微生物群变化，并未单独评估酒精或烧伤对微生物群的影响。其次，目前的研究局限在小鼠模型，而人类肠道菌群则更为复杂；需要进一步的体内研究来验证丁酸盐补充的长期安全性及丁酸盐补充是否能有效减轻炎症。未来的研究应探索通过恢复丁酸盐水平和微生物群组成的方法，以减轻酒精暴露和烧伤后肠道屏障破坏和炎症反应的干预方法。

引证本文

Caroline J Herrnreiter, Mary Grace Murray, Marisa Luck, Chirag Ganesa, Paulius V Kuprys, Xiaoling Li, Mashkoor A Choudhry - Bacterial dysbiosis and decrease in SCFA correlate with intestinal inflammation following alcohol intoxication and burn injury: eGastroenterology 2025;3:e100145.

https://doi.org/10.1136/egastro-2024-100145