“三聚氰胺引發(fā)的嬰幼兒腎衰竭與腸道細(xì)菌的代謝有著密切關(guān)系”,此項結(jié)論是由附屬第六人民醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心主任賈偉教授領(lǐng)銜的國際研究團(tuán)隊首次作出的。相關(guān)論文日前已在國際著名雜志Science子刊《科學(xué)——轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》(Science Translational Medicine影響因子7.804分)上發(fā)表。專家認(rèn)為,該項研究將進(jìn)一步加深對于人體腸道細(xì)菌在食品安全、藥物副作用、環(huán)境污染等領(lǐng)域重要性的認(rèn)識,并對促進(jìn)個性化治療有著十分重要的意義。
據(jù)介紹,三聚氰胺是一種用于制造塑料、涂料、化肥等化工產(chǎn)品的工業(yè)原料。由于其含氮量高達(dá)66.6%,近年來該化合物被一些不法廠家添加進(jìn)牛奶用以增加食品的蛋白質(zhì)測試含量。2007年美國發(fā)生貓、狗等動物中毒死亡的事件,經(jīng)查這些中毒的動物曾經(jīng)食用了被添加三聚氰胺的寵物食品。在2008年中國“毒奶粉”事件中,中國多個省份數(shù)萬名嬰兒因食用被添加了三聚氰胺的奶粉后出現(xiàn)了腎結(jié)石和腎功能衰竭。
賈偉指出,三聚氰胺在人體中不吸收,難以單獨形成結(jié)石,迄今其臨床毒性機(jī)制一直不甚明了。一些腸道細(xì)菌,尤其是Klebsiella屬的細(xì)菌,具有代謝含氮化合物的(也稱為固氮)作用,能夠在腸道中代謝三聚氰胺,轉(zhuǎn)化為三聚氰酸并逐步將其降解。三聚氰胺和三聚氰酸本身毒性極低,但極容易互相結(jié)合形成晶體,這兩類物質(zhì)進(jìn)入血液循環(huán)后,在腎小管中與尿酸結(jié)合形成大分子復(fù)合物類的結(jié)石,堵塞腎小管,導(dǎo)致腎毒性。
研究人員在前期研究中發(fā)現(xiàn),由三聚氰胺單一化合物導(dǎo)致的腎毒性大鼠模型的腎臟中有結(jié)石形成,同時腸道細(xì)菌的代謝產(chǎn)物也發(fā)生顯著的變化。因此,在三聚氰胺的毒性和腸道細(xì)菌代謝存在相關(guān)性的方面進(jìn)行研究,并在實驗中發(fā)現(xiàn)三聚氰胺的腎毒性在大鼠腸道細(xì)菌通過廣譜抗生素抑制時出現(xiàn)顯著的下降。體外實驗進(jìn)一步證實,三聚氰胺可以被實驗動物的糞便中培養(yǎng)出的腸道細(xì)菌所降解,這些腸道菌利用三聚氰胺作為氮源進(jìn)行生物降解,通過連續(xù)脫氨基作用逐步形成三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸。研究者在種類繁多的腸道細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)Klebsiella屬的細(xì)菌并驗證了其對三聚氰胺轉(zhuǎn)化能力,他們將Klebsiella屬細(xì)菌定植于大鼠的腸道中,發(fā)現(xiàn)三聚氰胺的毒性顯著增加,腎臟中的結(jié)石數(shù)目增多。由此明確腸道細(xì)菌尤其是Klebsiella屬能轉(zhuǎn)化三聚氰胺生成三聚氰酸,進(jìn)而產(chǎn)生結(jié)晶而具有腎毒性。研究者最后通過腎臟中三聚氰胺、三聚氰酸、尿酸的比例,以及體外重結(jié)晶實驗,推斷出三聚氰胺在腎臟中形成結(jié)石的動態(tài)過程,即三聚氰胺和三聚氰酸首先結(jié)合形成晶核,繼而形成三聚氰胺-三聚氰酸-尿酸的共結(jié)晶,結(jié)石堵塞腎小管導(dǎo)致腎臟中毒。
賈偉認(rèn)為,人們在日常生活中對飲食、藥物的代謝能力和生物反應(yīng)存在著顯著的個體差異,而這些代謝和毒性反應(yīng)上的個體差異很大程度上可能來自于腸道微生物的差異。他們的相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn),不到1%的嬰幼兒在食用含三聚氰胺奶粉后出現(xiàn)三聚氰胺所致的腎毒性和泌尿系統(tǒng)疾病,這樣的結(jié)果提示這一部分嬰幼兒之所以發(fā)生中毒現(xiàn)象,是由于他們的腸道含有較高豐度的能夠代謝三聚氰胺的細(xì)菌如Klebsiella菌的緣故。
據(jù)了解,上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心自2012年9月20日成立以來,在賈偉主任的領(lǐng)導(dǎo)下,積極與國內(nèi)、國際著名的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心開展合作研究,在腸道菌群與人體健康領(lǐng)域的研究中取得可喜的進(jìn)展,并在多個國際期刊如《自然-藥物發(fā)現(xiàn)綜述》(Nature Reviews Drug Discovery)、《蛋白質(zhì)組研究雜志》(Journal of Proteome Research)等雜志上相繼發(fā)表了一系列研究新成果,令國際學(xué)術(shù)界注目。