为什么非甾体抗炎药加剧艰难梭菌感染？破坏结肠细胞线粒体 使其对毒素敏感

　　为什么非甾体类抗炎药会加剧艰难梭菌的胃肠道感染？新发表的体外和临床前体内研究表明，除了非甾体抗炎药作为环氧化酶抑制剂的活性外，这些药物还会破坏结肠内壁细胞的线粒体，使它们对致病性毒素的损伤敏感。

　　

艰难梭菌(Clostridium difficile)是人类肠道正常菌群成员，由于不规范使用抗生素导致肠道菌群失调，耐药的艰难梭菌大量生长繁殖，导致抗生素相关性腹泻和伪膜性肠炎等疾病，症状从轻度腹泻到复杂的感染和死亡。影响这种广泛临床结果的因素在很大程度上仍不清楚，但新出现的证据表明，饮食和药物等因素影响感染易感性和疾病进展。然而，我们对外源性抗生素和药物对艰难梭菌感染(CDI)的影响仍然知之甚少。

非甾体抗炎药用于治疗疼痛和减轻炎症，是世界上最广泛使用的处方药。它们通过抑制环氧化酶(COX) 1和2起作用。先前的研究表明，非甾体抗炎药，如吲哚美辛、阿司匹林和萘普生，对艰难梭菌感染(CDI)和其他疾病(如炎症性肠病(IBD))患者的肠道都有负面影响。长期使用非甾体抗炎药会导致胃溃疡和肠道损伤，如肠组织出血和穿孔。研究人员推测，这是由于非甾体抗炎药对COX酶的影响，这一过程有助于减轻炎症和疼痛，但也会损害上胃肠道的粘膜功能。非甾体抗炎药也有脱靶效应，并已被证明通过解偶联细胞线粒体功能来影响细胞线粒体，但此前尚未有关于这些脱靶效应在艰难梭菌感染时的机制或影响的研究，对非甾体抗炎药在结肠中的脱靶作用、对结肠感染的作用也没有深入研究。非甾体抗炎药介导的线粒体效应对肠病发展的影响独立于COX酶抑制尚未确定。

费城儿童医院(CHOP)研究人员最新发表的研究解释了“为什么非甾体抗炎药(NSAIDs)会加剧艰难梭菌(clostridiides difficile)胃肠道感染”的问题——新发表的体外和临床前体内研究表明，除了非甾体抗炎药作为环氧化酶抑制剂的活性外，这些药物还会破坏结肠内壁细胞的线粒体，使它们对致病性毒素的损伤敏感。

为了更详细地研究这些影响，研究生Joshua Soto Ocaña使用体外和小鼠艰难梭菌感染模型来测试非甾体抗炎药吲哚美辛存在时结肠上皮细胞(CECs)的渗透性。研究表明，在感染小鼠模型中，事先暴露于非甾体抗炎药(吲哚美辛)会加重CDI，并显著增加死亡率。在最新发表的工作中，研究人员观察到吲哚美辛和艰难梭菌毒素都增加了上皮细胞屏障的通透性和炎症细胞的死亡。他们还发现这种作用是叠加性的：毒素和吲哚美辛对细胞渗透性的联合作用比各自独立的作用更强，这表明非甾体抗炎药和艰难梭菌协同作用，增加了这种病原体的毒力。研究数据表明，吲哚美辛使CECs对艰难梭菌毒素敏感，非甾体抗炎药和艰难梭菌毒素的结合通过增强细胞死亡、通透性和炎症损害结肠上皮细胞屏障功能。

令人惊讶的是，研究人员发现非甾体抗炎药会加剧艰难梭菌感染，而不依赖于COX抑制，而是通过对线粒体的脱靶效应起作用。他们是通过用一种前体分子处理结肠上皮细胞发现这一点的，这种前体分子的结构与吲哚美辛相似，但缺乏抑制COX酶的能力。他们的实验不仅发现这种NSAID样分子诱导细胞死亡，还发现添加选择性COX抑制剂并不会增加细胞死亡，这表明在艰难梭菌感染期间诱导上皮细胞损伤并不需要COX酶抑制，相反，这种损伤是通过NSAID的脱靶作用发生的。

为了测试艰难梭菌感染过程中脱靶效应的作用，研究人员使用了用吲哚美辛或非甾体抗炎药前体分子预处理的小鼠。当暴露于艰难梭菌时，与仅感染艰难梭菌的对照组小鼠相比，两组小鼠在疾病严重程度和死亡率方面均表现出相同程度的增强。研究人员在非甾体抗炎药阿司匹林预处理的小鼠中观察到类似的效果。“非甾体抗炎药的体内影响并不局限于吲哚美辛，因为我们观察到在非甾体抗炎药阿司匹林预处理后死亡率和相似的艰难梭菌负担增加。”

为了进一步确定驱动非甾体抗炎药脱靶效应的具体机制，研究人员在体外和小鼠中观察了结肠上皮细胞的线粒体功能。他们观察到，非甾体抗炎药和艰难梭菌毒素联合使用增加了对结肠上皮细胞线粒体的损伤，并破坏了几种重要的线粒体功能。与仅用吲哚美辛、艰难梭菌或头孢哌酮治疗的小鼠相比，用吲哚美辛预处理并随后感染艰难梭菌的小鼠，线粒体受损的CECs水平增加。艰难梭菌、吲哚美辛或两者联合使用同样会降低小鼠CECs的线粒体膜电位……

费城儿童医院病理学和实验室医学的研究员和助理教授，资深作者Joseph P. Zackular博士说:“研究结果表明，非甾体抗炎药通过与艰难梭菌毒素协同作用破坏宿主细胞线粒体而加剧CDI。这项工作强调了非甾体抗炎药在加剧结肠微生物感染中的作用。非甾体抗炎药在结肠胃肠道感染中的影响过去被低估了……我们的工作进一步证明了NSAID对艰难梭菌感染患者中的影响严重性，并阐明了为什么这两者的结合可能如此有害，并为非甾体抗炎药对结肠上皮的脱靶作用提供了重要的见解”“我们的机制发现是进一步研究的起点，旨在了解艰难梭菌感染期间线粒体功能的影响。这些数据也可以告诉我们NSAID介导的线粒体解偶联如何影响其他疾病，如小肠损伤、IBD和结直肠癌。”