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人群檢出率較高的糞便擬桿菌(Bacteroides stercoris),你了解它嗎?

谷禾牛博
浙江大學(xué)博士,博士后,腸道菌群、營(yíng)養(yǎng)健康科普知識(shí)分享
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Bacteroides stercoris(糞便擬桿菌)是一種革蘭氏陰性厭氧菌,是人類腸道微生物組的常見居民,人群檢出率超過97%,也被鑒定為陰道微生物群的組成部分。

它被歸類為擬桿菌屬,以降解碳水化合物和產(chǎn)生短鏈脂肪酸(SCFA)的能力而聞名。和擬桿菌屬的大多數(shù)物種一樣,B.stercoris桿狀、無(wú)鞭毛、不運(yùn)動(dòng)、不形成孢子、過氧化氫酶陰性。B.stercoris上還存在巖藻糖基化糖蛋白,生長(zhǎng)的最佳溫度為37°C。

B.stercoris可以參與葡萄糖、甘露糖木糖的代謝,并產(chǎn)生琥珀酸鹽短鏈脂肪酸(如丙酸、乙酸和少量異丁酸鹽及異戊酸鹽)。吲哚試驗(yàn)呈陽(yáng)性(能夠分解色氨酸生成吲哚)。還能夠水解七葉苷,但不能發(fā)酵纖維二糖。Bacteroides stercoris HJ-15 還可降解多種糖胺聚糖(GAG),并具有肝素裂解酶活性,能夠降解肝素、硫酸乙酰肝素、硫酸阿托品和硫酸軟骨素。

Bacteroides stercoris對(duì)青霉素有抗性,但對(duì)甲硝唑、碳青霉烯類和β-內(nèi)酰胺/β-內(nèi)酰胺酶抑制劑組合敏感。

典型菌株:ATCC 43183(VPI B5-21)

**DNA的G+C含量:**46 mol%。

此外還有B.stercoris CCUG 38733;

B.stercoris NCTC 13053;

B.stercoris ATCC 43183;

B.stercoris DSM 19555;

B.stercoris CIP 104203;

B.stercoris JCM 9496;

B.stercoris KGMB 02265等菌株。

雖然Bacteroides stercoris(糞便擬桿菌)廣泛存在于人體腸道中,但其豐度在一些疾病中會(huì)發(fā)生顯著變化,包括非酒精性脂肪肝、肝細(xì)胞癌、糖尿病腎病、克羅恩病、自閉癥譜系障礙、胃食管反流病、結(jié)腸炎和一些出血性疾病等。這些變化可能疾病存在****因果關(guān)系,有望作為生物標(biāo)志物用于早期診斷和預(yù)防。并且糞便擬桿菌(B.stercoris)中的特定菌株可能對(duì)人體具有一定的有益作用。

**糞便擬桿菌(B.stercoris)**豐度過高與疾病

多項(xiàng)科學(xué)研究和微生物組分析發(fā)現(xiàn),糞便擬桿菌(Bacteroides stercoris)在某些病理狀態(tài)疾病條件下的相對(duì)含量和絕對(duì)數(shù)量均呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。

1

糞便擬桿菌(B.stercoris)豐度較高反映非酒精性脂肪肝

上海六院內(nèi)分泌代謝科、上海市糖尿病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的賈偉平教授和李華婷教授等人的團(tuán)隊(duì)在Cell Metabolism期刊發(fā)表了相關(guān)研究論文。

研究團(tuán)隊(duì)在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者中開展了一項(xiàng)為期4個(gè)月的隨機(jī)、雙盲、平行對(duì)照臨床試驗(yàn)(n=200),通過精準(zhǔn)的臨床指標(biāo)評(píng)估抗性淀粉干預(yù)對(duì)NAFLD的治療作用,同時(shí)進(jìn)行多組學(xué)研究全面分析腸道微生物和代謝物的改變,探索抗性淀粉改善NAFLD的潛在機(jī)制,并進(jìn)一步對(duì)其中發(fā)揮作用的關(guān)鍵菌種和代謝物進(jìn)行因果驗(yàn)證。

研究發(fā)現(xiàn),非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者Bacteroides stercoris豐度更高。并且與對(duì)照組相比,接受Bacteroides stercoris干預(yù)的小鼠NAFLD組織學(xué)表現(xiàn)、肝酶水平、肝內(nèi)甘油三脂含量及血清脂多糖水平均顯著升高,肝臟炎癥纖維化相關(guān)基因表達(dá)顯著增加,提示了Bacteroides stercoris可以促進(jìn)NAFLD的進(jìn)展。另外,接受Bacteroides stercoris灌胃小鼠的糞便支鏈氨基酸水平顯著更高,尤以纈氨酸最明顯。

使用抗性淀粉減少了糞便擬桿菌,改善疾病

宏基因組學(xué)分析顯示,抗性淀粉(RS)干預(yù)后菌群多樣性顯著變化,其中糞便擬桿菌(Bacteroides stercoris)豐度較對(duì)照組顯著下降。其與肝內(nèi)甘油三酯、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)呈顯著正相關(guān),并與代謝物纈氨酸顯著正相關(guān)。在歐洲(肝活檢)和中國(guó)的其他隊(duì)列中也發(fā)現(xiàn),NAFLD患者的Bacteroides stercoris豐度顯著高于健康對(duì)照組。

doi: 10.1016/j.cmet.2023.08.002.

抗性淀粉干預(yù)后丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT) 、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)和γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(GGT)顯著降低,這表明肝損傷的改善。RS干預(yù)也緩解了血脂異常,表現(xiàn)為總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)的改善。

編者小結(jié)

根據(jù)這項(xiàng)大型研究,我們推測(cè)糞便擬桿菌(B.stercoris)豐度升高可能可以作為非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的一個(gè)生物標(biāo)志物,并且通過施用抗性淀粉降低了糞便擬桿菌豐度,并改善了肝損傷。該菌的豐度變化也有助于用于評(píng)估NAFLD的治療效果。

2

糞便擬桿菌(B.stercoris)豐度變化可能反映肝細(xì)胞癌進(jìn)展

? 證據(jù)強(qiáng)度:一般

法國(guó)前瞻性隊(duì)列研究了51名肝細(xì)胞癌(HCC)患者的腸道微生物群,以闡明腸道微生物群如何隨著HCC進(jìn)展而變化。

研究發(fā)現(xiàn),B.stercoris肝細(xì)胞癌(HCC)早期患者的腸道微生物組中占較高比例,平均占其腸道微生物組的0.7%(圖 C)。但在晚期肝細(xì)胞癌患者的糞便樣本中非常低,只在一名患者中檢測(cè)到,并且相對(duì)豐度低于0.01%(圖D)。

肝細(xì)胞癌患者腸道微生物組分析

doi: 10.1016/j.gastha.2024.07.020.

Bacteroides stercoris早期****肝細(xì)胞癌(HCC)患者的糞便樣本中顯著富集,在晚期HCC中顯著降低。

通過這些結(jié)果,研究人員認(rèn)為B.stercoris可用作一種新的無(wú)創(chuàng)糞便生物標(biāo)志物來(lái)評(píng)估肝細(xì)胞癌**(HCC)進(jìn)展**。

3

糞便擬桿菌(B.stercoris)在糖尿病腎病患者顯著富集

? 證據(jù)強(qiáng)度:低

糖尿病腎病(DN)是終末期腎病的主要原因,越來(lái)越多的研究表明,腸道微生物群糖尿病(DM)和糖尿病腎病中起著關(guān)鍵作用。使用來(lái)自健康對(duì)照和2型糖尿病(T2DM)患者的糞便樣本進(jìn)行宏基因組學(xué)測(cè)序,并分析腸道微生物群。

發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病患者的糞便樣本中腸道微生物群失衡2型糖尿病糖尿病腎病患者產(chǎn)生丁酸鹽的細(xì)菌(Clostridium、Eubacterium、Roseburia intestinalis) 和潛在益生菌(LachnospiraIntestinibacter)的相對(duì)豐度顯著降低。而Bacteroides stercoris在糖尿病腎病患者的糞便樣本中顯著富集

4

克羅恩病患者中糞便擬桿菌(B.stercoris)增加

? 證據(jù)強(qiáng)度:低

有研究報(bào)道克羅恩病(CD)患者糞便中糞便擬桿菌(Bacteroides stercoris)豐度增加。血清對(duì)B.stercorisB.vulgatus的IgG結(jié)合譜顯示個(gè)體間差異,并強(qiáng)調(diào)克羅恩病血清對(duì)這些擬桿菌的強(qiáng)反應(yīng)性。

克羅恩病患者對(duì)擬桿菌屬的IgG反應(yīng)性顯著增加B.stercoris上存在巖藻糖基化糖蛋白,表明對(duì)巖藻糖化寡糖的增強(qiáng)反應(yīng)可能由攜帶巖藻糖的腸道細(xì)菌誘導(dǎo)。增強(qiáng)的抗體對(duì)巖藻糖基化表位的反應(yīng)可能通過改變循環(huán)抗體內(nèi)源性糖蛋白的結(jié)合產(chǎn)生全身效應(yīng)。

5

胃食管反流病中糞便擬桿菌(B.stercoris)占比較高

? 證據(jù)強(qiáng)度:低

對(duì)24例胃食管反流病(GERD)患者的糞便微生物群進(jìn)行16S rRNA測(cè)序顯示,小腸細(xì)菌過度生長(zhǎng)(SIBO)的GERD患者中單形擬桿菌(bacteroides uniformis)和糞便擬桿菌(bacteroides stercoris)為優(yōu)勢(shì)菌群。

注:GERD和SIBO患者的代謝物存在差異,主要與ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)相關(guān)。

研究確定了幾個(gè)關(guān)鍵微生物類群是GERD伴SIBO患者的獨(dú)特糞便微生物群,包括Bacteroides uniformisBacteroides stercoris、AnaerostipesClostridium XVIII、AnaerotruncusAlistipes indistinctus。這些微生物可能在小腸細(xì)菌過度生長(zhǎng)合并胃食管反流病患者的腸道微生物群失調(diào)中發(fā)揮重要作用。

6

出血性疾病—與糞便擬桿菌(B.stercoris)正相關(guān)

? 證據(jù)強(qiáng)度:低

有研究認(rèn)為微生物組特征可以作為凝血缺陷、紫癜其他出血性疾病(CPH)早期識(shí)別和監(jiān)測(cè)的生物標(biāo)志物。例如,糞便擬桿菌(Bacteroides stercoris)、腸桿菌和糞球菌屬 ART55/1 的異常水平可能有助于預(yù)測(cè)CPH的發(fā)生,從而允許及時(shí)干預(yù)。

他們認(rèn)為糞便擬桿菌(Bacteroides stercoris)豐度與凝血缺陷、紫癜出血性疾病的風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。

**糞便擬桿菌(B.stercoris)**豐度過低與疾病

一些研究還表明,糞便擬桿菌(B.stercoris)的豐度在某些疾病狀態(tài)下呈現(xiàn)明顯降低的趨勢(shì)。

1

自閉癥—B.stercoris相對(duì)豐度減少

? 證據(jù)強(qiáng)度:一般

研究表明,自閉癥譜系障礙(ASD)兒童的腸道微生物組組成顯著異于健康兒童。

利用宏基因組學(xué)技術(shù)對(duì)30名健康兒童和30名自閉癥兒童(C-ASD)進(jìn)行隊(duì)列分析。結(jié)果顯示,兩組基因數(shù)目存在差異,C-ASD組的物種豐富度估計(jì)量指數(shù)和香農(nóng)指數(shù)顯著降低,表明其α多樣性下降,且群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異。

檢驗(yàn)結(jié)果表明自閉癥兒童(C-ASD)組的Bacteroides stercorisBacteroides plebeiusBacteroides plebeius的相對(duì)豐度顯著低于對(duì)照組。

2

顯微鏡下結(jié)腸炎—B.stercoris耗盡

? 證據(jù)強(qiáng)度:一般

一項(xiàng)研究納入了683名參與者,其中131名患有活動(dòng)性顯微鏡下結(jié)腸炎(MC),159名患有慢性腹瀉,以及393名年齡和性別匹配的對(duì)照,沒有腹瀉。

注:顯微鏡下結(jié)腸炎是一種以慢性水樣腹瀉、結(jié)腸鏡下結(jié)腸黏膜正常而病理學(xué)檢查在顯微鏡下可見特異性改變的一組臨床病理綜合征。

與對(duì)照組和MC的緩解期相比,活動(dòng)性MC中糞便微生物組的特征是較低的α多樣性。如Blautia gluceraseaBacteroides stercoris,在MC中耗盡

**糞便擬桿菌(B.stercoris)**可能存在的有益作用

前面已經(jīng)詳細(xì)討論了糞便擬桿菌(Bacteroides stercoris)在多種疾病中的豐度變化情況,那么作為一種在人類腸道中常見的共生菌,它是否也具有一些潛在的有益作用呢?答案是有的,我們?cè)谝恍┭芯恐邪l(fā)現(xiàn)了其特定菌株的有益作用

1

B.Stercoris KGMB02265—利于減重

? 證據(jù)強(qiáng)度:高

近期的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)糞便擬桿菌的一個(gè)特定菌株Bacteroides stercoris KGMB02265具有抗肥胖作用。

抑制高脂飲食誘導(dǎo)的的體重增加

為了在驗(yàn)證Bacteroides stercoris KGMB02265的減肥特性,使用高脂肪飲食(HFD)誘導(dǎo)的肥胖模型進(jìn)行小鼠實(shí)驗(yàn)。HFD喂養(yǎng)9周后,與低脂飲食(LFD)喂養(yǎng)組相比,HFD喂養(yǎng)的小鼠體重增加了29.53%。然而,施用Bacteroides stercoris KGMB02265組的體重與LFD喂養(yǎng)的組相比僅增加了13.46%。

此外,用Bacteroides stercoris KGMB02265無(wú)細(xì)胞上清液(BsCFS)處理后,脂肪細(xì)胞脂質(zhì)含量降低。還測(cè)量了附睪白色脂肪組織的重量,結(jié)果顯示,施用KGMB02265的組附睪脂肪重量顯著低于HFD組。由此可見,口服KGMB02265減少了HFD喂養(yǎng)小鼠的脂肪沉積,導(dǎo)致體重下降。

恢復(fù)葡萄糖耐量,降低瘦素和甘油三酯水平

肥胖不僅表現(xiàn)為體重增加,還伴隨多種血清參數(shù)的變化。由于胰島素敏感性下降,肥胖患者難以維持葡萄糖穩(wěn)態(tài)。通過口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)評(píng)估胰島素敏感性,結(jié)果顯示Bacteroides stercoris KGMB02265改善葡萄糖耐量降低了OGTT期間的最大峰值。

此外,瘦素作為調(diào)節(jié)食欲的脂肪因子,在肥胖個(gè)體中因脂肪比例較高而水平升高。HFD喂養(yǎng)的小鼠血清瘦素水平顯著升高,而施用KGMB02265后顯著降低。

血清甘油三酯水平與肥胖密切相關(guān),HFD喂養(yǎng)組甘油三酯水平升高,但KGMB02265表現(xiàn)出明顯的抑制作用

編者小結(jié)

綜上所述,Bacteroides stercoris KGMB02265通過改善高脂飲食下的葡萄糖耐量瘦素甘油三酯水平,顯示出明顯的抗肥胖效果,未來(lái)有望應(yīng)用于減重領(lǐng)域。

2

可能降低SARS-CoV-2感染風(fēng)險(xiǎn)

? 證據(jù)強(qiáng)度:低

研究發(fā)現(xiàn),高SARS-CoV-2(2019新型冠狀病毒)傳染性人群的糞便樣本中,Collinsella aerofaciensCollinsella tanakaei、Streptococcus infantisMorganella morganii豐度較高,這些菌群都具有一定的促炎作用,同時(shí)核苷酸從頭合成、氨基酸合成糖酵解功能增強(qiáng)。

而低或無(wú)SARS-CoV-2傳染性人群糞便樣本中,短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌Parabacteroides merdae、糞便擬桿菌(Bacteroides stercoris)、Alistipes onderdonkiiLachnospiraceae bacterium 1_1_57FAA豐度較高

B.stercoris可能的保護(hù)機(jī)制如下:

產(chǎn)生短鏈脂肪酸:作為Bacteroides屬成員,B.stercoris是已知的短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌,短鏈脂肪酸在增強(qiáng)宿主免疫力方面起著關(guān)鍵作用。

**調(diào)節(jié)ACE2受體:**動(dòng)物研究表明,B.stercoris與抑制結(jié)腸ACE2表達(dá)相關(guān),ACE2是SARS-CoV-2的主要細(xì)胞入口點(diǎn),抑制ACE2可能減少病毒進(jìn)入腸道上皮細(xì)胞的機(jī)會(huì)。

結(jié)語(yǔ)

糞便擬桿菌是人類腸道微生物組的常見成員,是典型的人體共生菌。

該菌與多種疾病有關(guān)聯(lián):在非酒精性脂肪肝患者中豐度顯著升高,與肝內(nèi)甘油三酯、肝酶水平呈正相關(guān),且通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)其可促進(jìn)非酒精性脂肪性肝病進(jìn)展;此外,其豐度變化還見于糖尿病腎病、早期肝細(xì)胞癌、克羅恩病胃食管反流病患者。

同時(shí),初步研究顯示其特定菌株(B.Stercoris KGMB02265)具有減重潛力,能減少高脂飲食小鼠的脂肪沉積,改善葡萄糖耐量和血脂指標(biāo)。該菌在低SARS-CoV-2傳染性人群中豐度較高,可能通過產(chǎn)生短鏈脂肪酸增強(qiáng)免疫力。

作為腸道微生物組中的重要成員,糞便擬桿菌展示了成為疾病生物標(biāo)志物和潛在益生菌的雙重價(jià)值,值得繼續(xù)關(guān)注和深入研究。針對(duì)特定菌株的研究是未來(lái)發(fā)展的重要方向,通過臨床試驗(yàn)驗(yàn)證其在不同健康指標(biāo)和疾病防治中的實(shí)際效果,可能是實(shí)現(xiàn)微生物干預(yù)的重要一步。

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2025-03-15
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大學(xué)士級(jí)
2025-03-08