主要的 NEC 仍然是早产儿死亡和长期发病的重要原因 1 , 2 。NEC 的发病机制是多因素的，涉及未成熟肠道发育、肠道屏障功能障碍、肠道失调和过度炎症反应的复杂相互作用 3 , 4 , 5 , 6 。NEC 的具体触发因素及其快速进展的机制仍然较差理解。NEC 的影响超出了肠道。超过一半的术后幸存者会出现脑损伤和神经发育障碍 7 , 8 ，与 TLR4 炎症途径在这种病理中有关系 9 , 10 。许多见解来自于使用缺氧、冷应激和高渗透配方哺喂来增加肠道易损性的实验模型 11 , 12 。尽管这些模型在绘制炎症途径方面非常有价值，但它们可能不太适合研究微生物组驱动的早期启动事件。肠道微生物群与 NEC 的易感性有关：NEC 与失调相关 3 , 4 , 5 ，无菌小鼠对 NEC 样损伤具有抵抗力 13 ，微生物群修饰干预具有保护作用 14 , 15 。多项研究发现 NEC 中毒素产生的 C. perfringens 富集 16 , 17 , 18 ，但因果致病因子尚不清楚。C. perfringens 是一种普遍存在的、格兰阳性厌氧菌，产生多种毒素 19 , 20 。根据毒素谱，菌株被分为七种毒素类型 (A–G) 19 。C 型菌株产生 Beta 和 Delta 毒素，这两种都是孔形成毒素 (PFTs)，通过形成跨膜孔引发细胞死亡 21 , 22 , 23 。虽然 Beta 毒素已被很好地特征化，但 Delta 毒素仍然较少研究。在这里，我们识别 C. perfringens Delta 毒素作为一种驱动肠道坏死和脑损伤的致病因子，为靶向治疗干预提供了途径。Delta 毒素 + C. perfringens 标记严重 NEC。为了研究肠道微生物群在 NEC 中的作用，我们对 28 名没有 NEC 的早产儿和 16 名有 NEC 的早产儿的粪便样本进行了分析。16S rRNA 测序分析显示 NEC 样本中 C. perfringens 的富集 (图 1a)，与之前的报告一致 16 , 17 。两例致命的 NEC 患者显示高水平的 C. perfringens 丰度 (扩展数据图 1a)。为验证这一发现，我们对 49 名没有 NEC 的个体和 17 名 NEC 患者的粪便样本进行了厌氧培养 (补充表 1)。C. perfringens 阳性培养显示可见的气体产生，并通过选择性胨硫肽环素（TSC）琼脂孤立和 PCR 针对 C. perfringens 特异基因确认 (扩展数据图 1b–d)。总体而言，在 NEC 患者中 C. perfringens 的出现率高于没有 NEC 的婴儿 (56% 对比 18%)，支持其与 NEC 之间的关联 (图 1b,c)。图 1：Delta 毒素 + C. perfringens 在严重 NEC 中富集，并在新生小鼠中重现 NEC 样病理。a，来自有 (n = 16) 和无 (n = 28) NEC 婴儿的粪便样本的 16S rRNA 基因测序。b，c， C. perfringens (Cp) 和 Delta 毒素在无 NEC (n = 49) 和 NEC (n = 27) 群体中的检测汇总 （饼图 (b) 和表格 (c)），通过厌氧培养和血清学确定。d，ELISA 检测无 (n = 5) 和有 (n = 12) NEC 婴儿血清中的抗 Delta 毒素抗体 (1:2,700 稀释)。e，Delta 毒素 + (n = 2) 与 Delta 毒素 − (n = 5) NEC 组之间临床参数的变化倍数；蓝色到洋红色的渐变表示变化的幅度。单核细胞百分比( Mono%)，二氧化碳总量（ T-CO2），中性粒细胞百分比（Neu%），淋巴细胞百分比（Lymph%）。f，g，新生小鼠 NEC 模型的 T2W 和 T2 FLAIR 脑 MRI 扫描的代表性图像，来自无 NEC (n = 3)、Delta 毒素 − NEC (n = 4) 和 Delta 毒素 + NEC (n = 2) 组 (f)，以及 Evans 指数的量化（>0.3 表示脑室扩大）(g)。h， 由 C. perfringens 配方每日两次胃管灌注诱导的新生小鼠 NEC 模型示意图。代表性图像显示 P11 小鼠幼崽肠道坏死。i，j，幼崽在感染 C. perfringens 后或不感染四天的肠道苏木精-伊红 (H&E) 染色（i）和组织病理评分（j）结果。n = 5 (NC), n = 6 (Delta 毒素 − C. perfringens) 和 n = 6 (Delta 毒素 + C. perfringens)。比例尺，100 μm。k，感染 Delta 毒素 − 或 Delta 毒素 + C. perfringens 的幼崽的生存曲线。n = 8。l，m，感染 Delta 毒素 − 或 Delta 毒素 + C. perfringens 的幼崽的脑 H&E 染色（l）和侧脑室宽度量化（左；n = 4）和室管膜损伤评分（右；n = 6）（m）。比例尺，100 μm（顶部）和 50 μm（底部）。显示三次独立实验中的代表性图像。数据为平均值 ± 标准差。