一、簡介
韋榮氏球菌屬（Veillonella）是革蘭氏陰性厭氧性微小球菌，直徑0.3～0.5μm，初期培植為革蘭氏陽性，過夜轉(zhuǎn)為陰性。光學(xué)顯微鏡下為雙球狀、片狀和短鏈狀，無莢膜，無鞭毛，無芽孢。最適生長溫度37℃，最適pH6.5～8.0。
Veillonella該屬的成員是非發(fā)酵的，它們無法使用碳水化合物或氨基酸，不發(fā)酵無法葡萄糖或任何其他碳水化合物（除了有一個種發(fā)酵果糖外）或氨基酸，但它們會積極發(fā)酵發(fā)酵丙酮酸、乳酸、蘋果酸、富馬酸和草酰乙酸。胰蛋白酶-葡萄糖-酵母提取物肉湯中的主要代謝終產(chǎn)物是乙酸和丙酸。能代謝乳酸產(chǎn)生丙酸、CO2和H2。一些物種產(chǎn)生一種缺乏卟啉的非典型過氧化氫酶。大多數(shù)菌株產(chǎn)生氣體，如H2S。
在動物和人的自然腔道中大量存在，是分布于口腔、咽部、呼吸道、消化道的常見菌群。其粘附于表面或與其他細菌并形成生物膜的能力對于腸道和口腔微生物群組成和功能至關(guān)重要，尤其是在口咽和腸道中。在一些嚴重的感染過程中，如菌血癥、骨髓炎和心內(nèi)膜炎，在各種混合感染中起作用。常從軟組織膿腫及血液中檢出。青霉素已被建議作為韋韋氏菌屬病原體感染的治療選擇。
二、發(fā)展史和分類
Veillonella屬最早于1898年被Veillon和Zuber分離。Prevot在1933年進一步描述了這些細菌，并提出了目前的分類法。
大多數(shù)Veillonella菌是從膿腫，吸入性肺炎，燒傷，叮咬和鼻竇中回收的。在95％例患者中感染是多菌種，但在5％例患者中，純培養(yǎng)物中回收Veillonella。與該菌檢出相關(guān)的誘因條件是先前的手術(shù)，惡性腫瘤，類固醇治療，異物和免疫缺陷。
已知的Veillonella屬中已描述了超過10種。
人類樣品分離出（齒狀Veillonella denticariosi，Veillonella dispar，Veillonella montpellierensis，Veillonella rogosae 和 Veillonella tobetsuensis）
非人類動物樣品分離出（Veillonella caviae，Veillonella criceti，Veillonella magna，Veillonella ratti和Veillonella rodentium）
Veillonella atenty 從人和其他動物來源分離出。
它們的表型特征，包括形態(tài)，主要代謝終產(chǎn)物，產(chǎn)氣，硝酸鹽還原和琥珀酸脫羧，這些菌株被鑒定為Veillonella屬的成員。多基因座序列分析和相應(yīng)的系統(tǒng)發(fā)育基于16S rRNA，dnaK和rpoB基因，以及新近提出的gltA基因。
其中一個重要的菌種，小韋榮球菌（Veillonella parvula）在120年前，當(dāng)Veillon和Zuber將其從闌尾炎膿腫中分離出來時被發(fā)現(xiàn)并被描述。六十年后，同樣的微生物被用于第一次觀察外膜（OM），從而證明了革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細胞包膜結(jié)構(gòu)之間的關(guān)鍵區(qū)別。目前在包括口腔、肺、胃腸道和陰道內(nèi)的人體多個生態(tài)位中發(fā)現(xiàn)了Veillonella parvula菌。Veillonella parvula可能在許多環(huán)境中發(fā)揮重要作用，但其主要生態(tài)位是作為口腔中的第二殖民者。
三、臨床研究結(jié)果
1、與口腔疾病
Veillonella是牙周炎的重要病原體，是舌苔中的本土口腔細菌，而且Veillonella附著在舌頭上的能力很高，已被確定為硫化氫（H2S）的主要生產(chǎn)者，H2S是口腔惡臭的主要成分之一。并且在1份報告中，它是慢性上頜竇炎中最常見的厭氧性病原體。
口腔生物膜是一個多物種的社區(qū)，敵對雙方共存，以保持社區(qū)成員的生態(tài)平衡。 在早期的口腔生物膜形成的各個階段中，Veillonella作為早期定居物種可以與許多細菌形成聚集，包括最初的定居者戈登鏈球菌和牙周病原體Fusobacter nucleatum。除了為許多微生物提供結(jié)合位點外，Veillonella還能為牙周病原體的生存和生長提供營養(yǎng)。 這些發(fā)現(xiàn)表明，Veillonella在口腔生物膜的發(fā)育和人類口腔生態(tài)學(xué)中起著重要的“架橋”作用。
Veillonella和鏈球菌在生態(tài)系統(tǒng)（如口腔和結(jié)腸）中發(fā)生代謝相互作用并經(jīng)常共生，共存可能部分取決于它們在代謝中的相互作用的潛力。鏈球菌屬參與糖的發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸作為其主要發(fā)酵終產(chǎn)物。反過來，Veillonella也以利用乳酸作為碳和能源的能力而聞名。
全世界齲齒的患病率仍然很高。 當(dāng)牙齒暴露于產(chǎn)酸微生物通過碳水化合物代謝產(chǎn)生的酸（如乳酸）環(huán)境下時，就會引發(fā)齲齒。 Veillonella是主要的口腔微生物之一，由于它們具有將乳酸轉(zhuǎn)化為弱酸并從NO3產(chǎn)生NO2的能力，而NO2可以抑制鏈球菌的生長和代謝。因此，Veillonella被認為對預(yù)防齲齒有好處。但是Veillonella代謝乳酸的能力受口腔環(huán)境因素（即pH和乳酸）的調(diào)節(jié)。
2、與免疫相關(guān)
腸道是腸道菌群與粘膜免疫系統(tǒng)相互作用的關(guān)鍵部位。近年來，人們發(fā)現(xiàn)Veillonella對人類微生物組，感染和免疫發(fā)育的重要影響。研究發(fā)現(xiàn)Veillonella parvula是細胞因子和TLR2 / 6信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的有效誘導(dǎo)。鏈球菌與韋永氏菌的組合似乎可以抵消IL-12p70的產(chǎn)生，同時增強IL-8，IL-6，IL-10和TNF-α的反應(yīng)。
Veillonella的存在與疾病緩解或疾病穩(wěn)定相關(guān)。這些特定的細菌屬可能是免疫檢查點抑制劑的生物標(biāo)志物。在單抗治療的患者中，或許它們可能成為晚期胃癌的特異性生物標(biāo)志物。
一項研究指出對免疫治療有響應(yīng)的患者體內(nèi)，富含屎腸球菌（Enterococcus faecium），產(chǎn)氣柯林斯菌（Collinsella aerofaciens），青春雙岐桿菌（Bifidobacterium adolescentis），肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumonia），小韋榮球菌（Veillonella parvula）， Parabacteroides merdae, 乳酸桿菌（Lactobacillus species）和長雙歧桿菌（B longum）8個菌種。
最近的數(shù)據(jù)表明，Veillonella parvula可能在兒童早期免疫系統(tǒng)發(fā)育中起到保護作用和幫助作用。對嬰兒的流行病學(xué)研究表明，Veillonella parvula的存在與哮喘、毛細支氣管炎和自閉癥呈負相關(guān)。在有哮喘風(fēng)險的兒童中，腸道中相對豐富的細菌屬Veillonella的相對豐度顯著降低。
Prevotella 作為革蘭氏陰性菌，產(chǎn)生 LPS 進而誘發(fā)炎癥反應(yīng)。與此同時，該菌代謝產(chǎn)生的丙酸鹽可以發(fā)揮抗炎癥的作用。產(chǎn)生相互矛盾的結(jié)論背后或許是由于腸道微環(huán)境以及菌群構(gòu)成的不同所導(dǎo)致的。當(dāng)在腸道中 Veillonella 與唾液鏈球菌菌株 1 共培養(yǎng)時可降低炎性細胞因子的產(chǎn)生，而與菌株 2 共培養(yǎng)時炎性細胞因子的產(chǎn)生比各自單獨培養(yǎng)時顯著增加。
鏈球菌 和Veillonella在腸道微生物群的高豐度和種內(nèi)遺傳多樣性，可能是這些菌對由于食物攝入量變化引起的營養(yǎng)物利用率變化而引起的高種群動態(tài)的主要驅(qū)動因素。這些動態(tài)的種群可能會深刻影響當(dāng)?shù)厮拗髋c微生物之間的相互作用，從而調(diào)節(jié)腸道的生理和免疫系統(tǒng)功能。
3、與運動耐力相關(guān)
當(dāng)我們跑步速度較慢時，糖和脂肪可以充分氧化分解成二氧化碳和水，并提供能量。但是，高強度運動后往往會出現(xiàn)肌肉酸痛現(xiàn)象，這是因為運動超過了有氧運動強度，導(dǎo)致葡萄糖通過無氧呼吸在體內(nèi)代謝產(chǎn)生了乳酸，乳酸堆積會引起局部肌肉酸痛。
體內(nèi)堆積的乳酸一部分繼續(xù)分解成丙酮酸，再進一步被分解為二氧化碳和水，一部分則進入肝臟，乳酸可以再次合成糖原，這個過程稱為糖異生。
Scheiman及其同事發(fā)表在《自然醫(yī)學(xué)》（Nature Medicine）上文章研究了腸道微生物組對精英跑步者運動表現(xiàn)的影響，并確定了屬于Veillonella屬的一種能增強性能的微生物。比賽結(jié)束后，馬拉松長跑運動員中富集了非典型的Veillonella atypica菌種。Veillonella 利用乳酸作為碳源, 分析發(fā)現(xiàn)乳酸到丙酸的代謝通路的運動后運動員中富集。
與其他厭氧菌不同，Veillonella atypica具有通過三羧酸循環(huán)的乳酸代謝的完整途徑。Veillonella細菌可以將乳酸變成丙酮酸，而且體內(nèi)產(chǎn)生的乳酸可以穿過上皮屏障進入腸腔，也就是說運動中體內(nèi)積累的乳酸可以運輸?shù)侥c道，腸道中的veillonella細菌就可以分解乳酸了。
在這個過程中，會產(chǎn)生丙酸，而丙酸可以提高小鼠心率和氧氣利用率，丙酸還可以促進人體的新陳代謝。為了驗證丙酸是否可以改善運動性能，研究人員給一些小鼠使用丙酸灌腸。與喂食Veillonella atypica 菌株的小鼠相同，這些使用丙酸灌腸的小鼠的運動時間也明顯增加了?？茖W(xué)家們還給小鼠注射了可以追蹤的乳酸，發(fā)現(xiàn)這些乳酸會進入到腸道。而且乳酸有助于這種微生物的生長。
總的來說，葡萄糖因肌肉運動產(chǎn)生乳酸，一部分乳酸通過血液循環(huán)進入肝臟，在肝臟中通過糖異生作用重新合成葡萄糖；一部分乳酸通過血液循環(huán)進入腸道，腸道中的Veillonella屬細菌迅速將乳酸分解成丙酸，從而降低乳酸濃度，改善運動表現(xiàn)。
哺乳動物腸道微生物組可能會通過肌肉衍生的乳酸代謝為丙酸酯來為其宿主提供額外的跑步耐力能力提升。 此外，由于在多個獨立的人體研究中，相對于久坐的控制者，經(jīng)常運動者中的Veillonella菌增加了，這增加了這些微生物通過利用獨特的代謝環(huán)境（L-乳酸代謝）而在運動員的腸道中具有適應(yīng)性優(yōu)勢的可能性。 這可能會導(dǎo)致積極的反饋循環(huán)，從而以較小的能力加強鍛煉。 換句話說，由于預(yù)期重復(fù)運動會導(dǎo)致腸道L-乳酸濃度增加，L-乳酸代謝物的代謝位擴大，因此，這些L-乳酸代謝物反過來有望提高運動的耐力。
4、與其他疾病
（1）原發(fā)性硬化性膽管炎
原發(fā)性硬化性膽管炎(PSC)是一種罕見的、以肝內(nèi)外膽管受損為主要特征的原發(fā)疾病，易導(dǎo)致膽管炎癥和肝纖維化的發(fā)生而原發(fā)性硬化性膽管炎。
PSC患者腸道菌群某些菌群豐富度也會產(chǎn)生相應(yīng)變化。特別是韋榮球菌(Veillonella)、腸球菌(Enterococcus)和鏈球菌(Streptococcus)，其豐度顯著升高。Veillonella可以通過腸道淋巴細胞進入肝臟。而腸球菌則是一種對萬古霉素敏感的細菌，它可以通過分泌金屬蛋白酶分解上皮鈣黏蛋白破壞腸屏障。
（2）肝病
在NAFLD和NASH中有幾項研究確定，隨著纖維化的進展，微生物群結(jié)構(gòu)和功能惡化。晚期纖維化和NASH與碳水化合物和脂質(zhì)代謝的變化有關(guān)，因為他們觀察到相應(yīng)功能的細菌含量增加。酒精性肝炎患者或肝臟疾病患者中Veillonella和Enterococcus豐度顯著增加，而Veillonella parvula的豐度與白蛋白和血小板計數(shù)呈負相關(guān)。事實上，在所有3項肝硬化研究中，患者體內(nèi)的幾種Veillonella species的豐度都發(fā)生了改變。
（3）肺癌
與對照組相比，肺癌患者的口腔菌群增加，特別是Streptococcus和Veillonella?？谇痪旱脑黾优cPI3K和ERK上調(diào)有關(guān)。在體外實驗中，氣道上皮細胞暴露于Veillonella，Prevotella和Streptococcus也會導(dǎo)致ERK和PI3K通路上調(diào)(Tsay et al，2018)。PI3K通路被認為是肺癌發(fā)生的早期事件，因此共生微生物群失調(diào)會上調(diào)該通路促進肺癌發(fā)生。
（4）胰腺癌
結(jié)果顯示患有胰腺癌的病人組中三種口腔微生物Streptococcus，Treponema和Veillonella的組分顯著低于其他組別。
（5）其他
子癇前期患者會富集 Fusobacterium， Veillonella，Clostridum 等這些細菌。剖腹產(chǎn)的新生兒糞便微生物群富含Veillonella dispar/V這表明皮膚、口腔微生物以及出生過程中周圍環(huán)境中的細菌是第一批在這些嬰兒中定殖的細菌。
與對照組相比，后發(fā)展為T2D的研究對象Veillonella dispar的豐度較低，結(jié)果表明腸道菌群中的該物種可能與參與宿主血糖調(diào)節(jié)。
在肥胖的男性中觀察到韋榮氏球菌屬（Veillonella）和產(chǎn)甲烷短桿菌屬（Methanobrevibacter）高于女性。在吸煙人群中，Veillonella dispar的脂多糖生物合成通路相關(guān)的基因出現(xiàn)頻率較高。
四、結(jié)語
口腔，捏著呼吸道的脈搏，牙好胃口好，也不是句空話。Veillonella作為口腔和腸道的重要“居民”，它的定植，豐度以及與其他菌落共存的能力決定和影響著人體的口腔和消化道甚至肝肺胃疾病。
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