开发下一代用于心血管代谢疾病的益生菌：开拓健康新方向

《Phenomics》：Development of Next Generation Probiotics for Cardiometabolic Diseases

研究人员针对心血管代谢疾病开展下一代益生菌开发研究，发现多种候选菌株，意义重大。

　　在人体的肠道里，居住着数万亿个细菌，它们组成了庞大的肠道微生物群。这些微生物可不简单，它们的数量和人体体细胞、生殖细胞的总数差不多，而它们携带的基因更是人类自身基因数量的 2 - 3 个数量级。肠道微生物群在维持人体健康方面发挥着至关重要的作用，比如能预防和治疗艰难梭菌（Clostridioides difficile ）感染。

然而，当人们患上各种疾病时，肠道微生物群就会发生变化。许多元基因组学研究发现，患有不同疾病的人，其肠道微生物群的多样性会降低，像罗斯氏菌（Roseburia ）和具有抗炎作用的普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii ）等丁酸盐产生菌的数量也会减少。这些变化与 2 型糖尿病（T2D）、代谢综合征等疾病密切相关。例如，普拉梭菌与改善胰岛素敏感性有关，从瘦人捐赠者那里进行粪便微生物移植，能提高代谢综合征患者的胰岛素敏感性。

为了应对这些问题，来自瑞典哥德堡大学（University of Gothenburg）等机构的研究人员开展了针对心血管代谢疾病开发下一代益生菌的研究。他们的研究成果发表在《Phenomics》上，为改善人类健康提供了新的方向。

研究人员在研究过程中，运用了多种关键技术方法。首先是元基因组学研究，通过对不同疾病状态下肠道微生物群的分析，筛选出可能具有益生作用的细菌菌株。接着，利用厌氧培养技术，对筛选出的菌株进行分离和培养，因为许多潜在的益生菌是严格厌氧菌。此外，还借助动物模型，如小鼠模型，来评估这些菌株的安全性和有效性。

研究结果主要包括以下几个方面：

1. 候选菌株的发现：研究人员偶然共同分离出普拉梭菌和脱硫弧菌（Desulfovibrio piger ），发现它们具有互补的代谢作用，能增加普拉梭菌的生物量和丁酸盐的产生。在小鼠和健康人体内的实验表明，这两种细菌安全且耐受性良好，虽然在健康人身上未检测到普拉梭菌水平的增加，但发现脱硫弧菌水平增加，且与丁酸盐产生潜力增加有关，这意味着它们可能对肠道微生物群组成有显著影响。
2. 其他潜在候选菌株：克里斯滕森菌（Christensenella minuta ）与瘦和健康衰老相关，在多种代谢和胃肠道疾病中含量较低。此外，嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila ）和索氏厌氧丁酸杆菌（Anaerobutyricum soehngenii ）等细菌，在代谢综合征患者中含量较低，给小鼠服用后能改善代谢特征，初步数据显示对小鼠和人类的葡萄糖代谢有积极影响。而且，多种细菌组合使用，如嗜黏蛋白阿克曼菌、索氏厌氧丁酸杆菌等与菊粉联合使用，能显著改善 2 型糖尿病患者的葡萄糖代谢。
3. 生产挑战与解决：开发下一代益生菌面临诸多挑战，比如细菌在肠道中的定植和生长，以及制备足够高剂量以观察临床效果的配方。研究人员通过在模拟肠道条件的生物反应器中培养对氧敏感的普拉梭菌，逐步增加氧气暴露，筛选出了耐氧的普拉梭菌菌株，该菌株在与脱硫弧菌共培养时仍能产生丁酸盐，这有助于大规模生产和临床应用。

研究结论表明，靶向肠道微生物群对于改善人类健康具有巨大潜力。通过元基因组学研究，已经确定了许多可能作为下一代益生菌的细菌候选菌株。然而，目前大多数在元基因组学调查中发现的细菌缺乏培养代表，因此分离这些细菌并进一步研究其改善宿主健康的潜力至关重要。此外，开发动物模型有助于探索这些益生菌的功效和作用机制。在确定潜在的细菌菌株后，优化生产过程，如提高氧气耐受性、提供特定的纤维或微量营养素等，对于发挥益生菌的最佳功能也非常关键。

这项研究的意义重大，它为心血管代谢疾病的治疗提供了新的思路和方法，有望开发出更有效的益生菌产品，改善患者的健康状况。同时，也为肠道微生物群与健康关系的研究奠定了更坚实的基础，推动了相关领域的进一步发展。