肠道核心菌属——毛螺菌属（Lachnospira）

谷禾健康

毛螺菌属（Lachnospira），属于厚壁菌门，毛螺菌科（Lachnospiraceae），该菌属存在于大多数健康人的肠道里，可能是一种潜在的有益菌，参与多种碳水化合物的代谢，尤其水果蔬菜中的果胶（一种复杂的膳食纤维和益生元）的能力很强，发酵导致乙酸和丁酸的产生为宿主提供能量的主要来源。

图片来源：microbiomology

先识毛螺菌科（Lachnospiraceae）

毛螺菌科（Lachnospiraceae）目前在NCBI中被描述为包括 58 个属和几个未分类的菌。毛螺菌属（Lachnospira）是毛螺菌科的一个重要组成成员。

认识毛螺菌属之间先了解下毛螺菌科。

人类结肠微生物群可以处理多种底物，包括蛋白质、寡肽、膳食多糖、内源性粘蛋白和逃避宿主消化的糖蛋白 。肠道菌群对碳水化合物的代谢是向宿主提供营养和能量的关键过程。

在厚壁菌门中，毛螺菌科、乳杆菌科和瘤胃球菌科水解淀粉和其他糖以产生丁酸盐和其他短链脂肪酸。

毛螺菌科（Lachnospiraceae）的基因组分析揭示了其组内成员利用饮食衍生的多糖（包括淀粉、菊粉和阿拉伯木聚糖）的相当大的能力，但是在菌种和菌株之间存在很大差异。

毛螺菌科是一个系统发育和形态异质的分类群，属于厚壁菌门的梭菌簇 XIVa，毛螺菌科的所有成员都是厌氧的、发酵的和化学有机营养的，并且一些表现出强水解活性，例如通过果胶甲酯酶、果胶酸裂合酶、木聚糖酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、β-木糖苷酶α-和β-半乳糖苷酶的活性、α-和β-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶或α-淀粉酶。

毛螺菌科存在于早期婴儿中，甚至在胎粪中也有发现。然而，毛螺菌科丰度的增加与衰老有关。毛螺菌科的丰度在患有不同疾病的受试者的肠腔中也增加了，尽管该科的分类群一再显示出它们为宿主产生有益代谢物的能力。

毛螺菌属（Lachnospira）

★ 形态和代谢

Lachnospira细胞形态呈直的或略微弯曲的棒状细胞，有的可能呈螺旋状。单细胞尺寸为 0.35–0.6×2.0–4.0 µm，DNA G + C 含量( mol %)：38–45。细胞成对出现，有时呈长链状。细胞具有革兰氏阳性超微结构，严格厌氧。

在 30–45 °C 下生长，在含有瘤胃液或酵母提取物、无机盐、果胶或聚半乳糖醛酸的厌氧培养基中生长。

化能有机营养，发酵代谢；发酵果胶、聚半乳糖醛酸、果糖和纤维二糖等。乙酸盐、甲酸盐、乙醇和 CO₂是聚半乳糖醛酸和果胶发酵的主要最终产物。也可能产生少量的H₂ 。果胶发酵时也会产生甲醇，不产生琥珀酸盐、丁酸盐和丙酸盐。

不产生吲哚、过氧化氢酶或 H₂S，不还原硝酸盐。不水解明胶或淀粉。主要存在于哺乳动物肠道，从牛瘤胃内容物和猪粪便和盲肠内容物中分离。

在肠道中，抗性淀粉和低聚半乳糖可以通过结合胆盐直接降低胆汁酸的浓度。Lachnospira等产生丁酸盐细菌的增加都间接导致胆汁盐浓度降低。

★ 分类和物种

Lachnospira（毛螺菌属）主要有以下结果物种：

Lachnospira rogosae

Lachnospira eligens

Lachnospira multipara

Lachnospira multiparis

Lachnospira pectinoschiza

模式种是多对毛螺菌(Lachnospira multiparus)。

以前的16S 的测试，可能会错误地将Lachnospira rogosae识别为乳酸杆菌。后来纠正这一错误并更新了数据库，重新正确重命名为Lachnospira rogosae。

Lachnospira pectinoschiza 是从猪的结肠内容物中分离的能分解果胶的菌。但是该菌物种无法从羊的瘤胃内容物中分离出来，即使这些动物被喂食高果胶饮食。实验中果胶、聚半乳糖醛酸和葡萄糖酸盐是支持该菌快速生长的唯一底物。

不同的是，Lachnospira multiparus 是瘤胃内主要的果胶分解菌。它的碳水化合物代谢在实验室发酵罐的生长实验中进行的研究。

★ 哪些因素影响毛螺菌属

增加

食用富含纤维的植物性饮食与Roseburia、Lachnospira和Prevotella属的丰度增加以及短链脂肪酸产量增加相关。

用全谷物代替六周的饮食习惯精制谷物增加了 Lachnospira和Roseburia，减少了肠杆菌科的成员，总体上产生了更有利的微生物景观。

全谷物：是指完整、碾碎、破碎或压片的谷物，其基本组成包括淀粉质胚乳、胚芽与皮层，各组成部分的相对比例与完整颖果一样。

全谷物不仅含有丰富的B族维生素、镁、铁和膳食纤维，还含有多酚、维生素E、单宁、类胡萝卜素、植酸、木质素和木脂素等常见抗氧化成分，而且还含有一些果蔬食品中少见但具有很高营养价值的抗氧化成分，如γ-谷维素、烷基间苯二酚、燕麦蒽酰胺等。比如：全燕麦，荞麦，黑米，小米，全麦等。

果胶是一种水果蔬菜中发现的复杂的膳食纤维和益生元。研究表明水果中纤维的消耗与健康成人肠道中大量的果胶分解细菌属Lachnospira 密切相关。果胶摄入增加梭菌属簇 XIV（Lachnospira、Dorea和Clostridium），其中Lachnospira的增幅最大。

最近的一项研究发现Lachnospira与 β-胡萝卜素、维生素 E 和植物脂肪的摄入量呈正相关，而与肉类、总蛋白和胆固醇的摄入量呈负相关 。

洋车前子是一种广泛用于治疗便秘的药物。它将水分困在肠道中，增加粪便中的水分，缓解排便并改变结肠环境。研究显示洋车前子处理可以增加Lachnospira，Roseburia 和 Faecalibacterium.

茶多糖维持了肠道微生物群的多样性，恢复了一些因糖尿病而减少的细菌属(毛螺菌属、罗斯氏菌和Fluviicola)的相对丰度。

茶多糖主要由葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、岩藻糖、核糖、半乳糖等组成。

葡萄不仅含有各种植物化学物质，如儿茶素，原花青素，花青素，亮氨酸花青素，槲皮素，山奈酚，二苯乙烯，鞣花酸和羟基肉桂酸酯，而且也是膳食纤维的良好来源。与基线相比，4周的葡萄粉摄入量显着增加三个属Akkermansia，Flavonifractor和毛螺菌属的相对丰度。

减少

将117名超重成年人随机均分为食用4次/周炸肉组和不食用炸肉组，干预4周，发现食用炸肉组的菌群多样性降低，Lachnospira和Flavonifractor丰度降低，Dialister、Dorea、韦荣球菌属丰度增加。

越来越多的证据表明，众所周知的致癌驱动因素吸烟会影响肠道微生物组。一项研究针对 803 名成年人子集的吸烟和肠道微生物组使用16s测序进行了分析。

发现以前和现在吸烟者的粪便微生物组的整体组成与从不吸烟者有显着差异。相对于从不吸烟者而言， Lachnospira 和Tenericutes菌则被耗尽。这些变化在种族和族裔亚群中是一致的，表明吸烟会导致Lachnospira消失或减少。

★ 与其他菌的相互作用（仅供参考）

毛螺菌过多相关

睡眠（夜猫子）

海法大学和以色列理工学院的合作研究项目发现，“早起的人”和“夜猫子”的肠道微生物组（寄居在消化道的细菌群）彼此不同。该研究将人们分为三种不同的‘时型’：

“云雀”——早起的晨型人，在早晨活力最好；

“猫头鹰”——晚睡的夜猫子，在早晨运作困难；

“中间群体”——大部分人属于这种。

研究结果指出了“云雀”和“猫头鹰”的微生物组之间的差异；在“云雀”中，细菌属Alistipes 的百分比更高，而在“猫头鹰”中，属于Lachnospira属的细菌更高，该细菌为产生丁酸盐的细菌，是一种短链脂肪酸，是睡眠和觉醒相关信号的来源。

其他研究也陆续发现包括毛螺菌属Lachnospira、棒状杆菌属Corynebacterium 和 布劳特氏菌属Blautia 在内的几种微生物与睡眠质量呈负相关。

调节肠道菌群是改善睡眠的可行路径之一，好好睡觉也可以帮助我们维护肠道微生态健康，好眠养好菌，好菌助好眠。

肝病

非酒精性肝脂肪变性疾病中毛螺菌属的丰度相对对照较高，同样在非酒精性脂肪肝中也发现毛螺菌属的富集。

毛螺菌过少相关

哮喘

哮喘是一种气道慢性疾病，尤其对于儿童。生命早期的特定细菌属与 1 岁儿童的特应性和喘息有关。越来越多的证据表明，其中一个原因可能是儿童在生命早期获得的健康微生物受到破坏。

加拿大健康婴儿纵向发育 (CHILD) 研究中发现，在生命的前 3 个月内，毛螺菌相对丰度的的下降与学龄前哮喘有关，并且 Lachnospira/Clostridium 比率可作为预测哮喘发展的潜在生命早期生物标志物。

《Science Translational Medicine》上刊登了加拿大温哥华的不列颠哥伦比亚大学（UBC）Brett Finlay 等科学家的文章，他们采集了300多个婴儿在3个月和1岁时的便便和尿液样本，结果显示，粪便样品中缺乏四种细菌（Lachnospira，Veillonella，Faecalibacterium，Rothia）的3个月的婴儿，后来在1岁时都显示出了早期哮喘的症状（喘息和皮肤过敏）。

而那些在1岁时没有这些症状的孩子，无一例外在其3个月的粪便样本中含有大量的这四种微生物。检测这些肠道微生物即可预测这些孩子日后患哮喘的风险，通过控制这些肠道细菌的组成还有可能找到预防儿童哮喘的方法。

抑郁症

研究发现，Lachnospira、Roseburia和Faecalibacterium与抑郁症状的严重程度呈负相关。

自闭症

南医大刘星吟团队揭示在属水平上，Lachnospira 和Megamonas 在对照组内的2-3岁和7-11岁亚组中丰度较高，而自闭症组不存在此趋势。

阿尔兹海默症

与健康对照组相比，阿尔茨海默病 (AD) 患者的肠道微生物组发生了改变。然而，以前的研究经常评估一直在服用药物或其他疾病干预措施的 AD 患者。此外，在一项研究中同时测定轻度认知障碍 (MCI) 或 AD 患者的肠道微生物组是罕见的。

与健康对照组相比，阿尔茨海默病患者的拟杆菌属、毛螺菌属和瘤胃梭菌减少，普氏菌属水平增加。而轻度认知障碍患者中这些属的变化方向与AD患者相同。然而，Lachnospira是唯一一个在轻度认知障碍患者中的丰度在统计学上显着低于健康对照组的属，表明该菌属的关键作用。

慢性肾病

研究表明，与健康人群相比，慢性肾脏病人群的肠道菌群组成不同，Lachnospira 和Ruminocococus gnavus 是很好的微生物标志物。

食管鳞状细胞癌

口腔健康以及口腔微生物不佳与食管鳞状细胞癌（ESCC）的发生有很大的关系。中国淮安市第一人民医院的 23 名食管癌患者身上采集的粪便样本中含有丰富的厚壁菌门和放线菌门。根据这项研究， Lachnospira可用作食管鳞状细胞癌潜在的生物标志物。

系统性红斑狼疮

肠道微生物组与系统性红斑狼疮 (SLE) 之间相关性被越来越多的研究关注。研究表明Lachnospira与SLE风险呈负相关。

慢性自发性荨麻疹

慢性自发性荨麻疹（CSU）是一种肥大细胞驱动的疾病，在过去几年中其病因和发病机制取得了许多进展。CSU的主要治疗方法是口服第二代抗组胺药。

然而，只有平均 50% 的 CSU 患者对常规或四倍剂量的非镇静抗组胺药有充分反应。同时，肠道菌群会影响药物的疗效。研究发现毛螺菌科及其下属分类群被发现是响应者和非响应者之间肠道微生物群的主要差异。而且Lachnospira是预测抗组胺药对 CSU 患者疗效的标志物。

格雷夫斯病（GD）

格雷夫斯病（GD）是一种以甲状腺功能亢进为特征的全身性自身免疫性疾病。有证据表明，肠道菌群的改变可能与自身免疫性疾病的发展有关。研究发现GD患者中Lachnospira 相较于对照减少。

肠癌

根据已有报道发现，两个丁酸盐生产者Lachnospira multipara和Eubacterium eligens在结直肠癌中含量降低，生成硫化物的细菌Desulfovibrio vietnamensis、D.longreachensis和Bilophila wadsworthia 增加。

大肠癌是由大肠息肉（腺瘤）和粘膜内癌一步步演变而来的（多阶段癌变）。研究表明，双歧杆菌属（Bifidobacterium）的细菌群会在粘膜内癌阶段减少。另外，作为丁酸产生菌的多毛毛螺菌（Lachnospira multipara）和挑剔真杆菌（Eubacterium eligens）从粘膜内癌阶段到晚期大肠癌阶段一直持续减少。

胃癌

胃癌患者肠道菌群的特点是物种丰富度增加，丁酸产生菌减少，以及其他共生细菌的富集，尤其是乳酸杆菌、埃希氏菌和克雷伯氏菌。据报道乳杆菌属和毛螺菌属是胃癌相关细菌属网络中的关键物种。毛螺菌属、乳杆菌属、链球菌属、韦荣氏菌属的组合在区分胃癌患者和健康对照方面表现出良好的表现。

2 型糖尿病 (T2D)

肠道微生物组可能在与 2 型糖尿病 (T2D) 发展相关的炎症中发挥作用。横断面研究发现 2 型糖尿病患者中毛螺菌属和消化链球菌科较少。

与对照大鼠相比，糖尿病大鼠肠道菌群中厚壁菌属的比例增加而拟杆菌属的丰度降低，菊粉治疗可使糖尿病大鼠的肠道菌群组成恢复正常。

与未治疗的糖尿病大鼠相比，接受菊粉治疗的糖尿病大鼠的益生菌乳杆菌及可产生短链脂肪酸的细菌（如毛螺菌属、考拉杆菌属及拟杆菌属）丰度会明显增加，可产生脂多糖的脱硫弧菌属丰度会降低。进一步分析发现，毛螺菌属的丰度与葡萄糖负荷后的血糖反应呈负相关。

白塞病

在白塞病 (BD) 中，一种自身炎症性血管炎，不平衡的肠道微生物群可导致促炎反应。与对照相比，Barnesiellaceae和Lachnospira属的显着减少与 BD 患者有关。

尽管毛螺菌属是一个重要的肠道菌属，但是目前关于该菌的研究和证据还不是很多，还仅限于关联性研究，在机制方面研究较少，以上文中主要的健康相关性证据支持还不充足，需要更大队列来探讨。

总的来说，该菌是一个对健康有益的菌，更深入地了解其与宿主相互作用的机制将有利于我们干预肠道菌群，最终目标是将其用于预防和治疗肠内外疾病。

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