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CNAS L23010
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谷禾健康
尊敬的合作伙伴和菌群检测用户：
近期开始进入夏季高温，因高温会缩短样本的保存时效，建议合作伙伴或受检
者在回寄样本时根据快递运输时间选择加适量冰袋，可最大限度保证样本稳定。
杭州谷禾信息技术有限公司
2025 年 05 月 26 日
谷禾健康
报告更新通知
各位合作伙伴，2025-08-25开始出具的报告，以下疾病模型有较大更新，胃病、胆病、肝病、甲状腺疾病、II型糖尿病、肺部疾病，大幅增加了临床病例样本数量，改善了检出率，部分疾病的假阳性也大幅改善了。另外疾病的打分已经过优化，尽可能与之前的打分相匹配。
II型糖尿病：
更新后：
胆病：
更新后：
胃病：
更新后
肝病：
更新后：
肺部疾病：
更新后：
甲状腺疾病：
更新后：
杭州谷禾信息技术有限公司
2025-08-25
谷禾健康
慢性低度炎症像一把“不易被察觉的火”，燃烧得不剧烈，却足以长期损伤机体。其特征包括循环或局部组织中促炎介质（如 TNF-α、IL-6、IL-1β）、黏附分子与氧化应激标志物的轻度持续升高，以及肠屏障功能受损导致的低水平内毒素血症。
若不及时干预，免疫与代谢系统将在不知不觉中受损，并推动疾病进展。研究已发现慢性低度炎症与代谢综合征（肥胖、胰岛素抵抗、血脂异常、高血压）正相关，并关联动脉粥样硬化、非酒精性脂肪性肝病、2型糖尿病、认知退化及多器官慢病风险上升。
目前对炎症性疾病的研究往往集中在疾病的晚期，然而，在炎症发作后的干预往往侧重清除促炎因素，恢复平衡更为缓慢。通过早期营养干预来对抗慢性低度炎症（显性疾病之前的一个阶段）可能是一种更好的替代方法。在本文中我们将系统地评估饮食如何通过几个生理过程调节慢性低度炎症。
我们建议针对疾病不同阶段制定三种干预策略：
(i)促进普通人群的抗炎饮食模式：
对于尚无临床症状的一般人群与亚健康状态，优先以可复制的基础饮食模式打底：增加可发酵膳食纤维，促进短链脂肪酸尤其是丁酸的生成，强化紧密连接蛋白表达、降低肠屏障通透性；增加茶、浆果、可可等多酚来源，增加双歧杆菌与产丁酸菌，抑制条件致病菌，提升菌群多样性；并减少超加工食品与精制糖、配合体重管理、规律运动与充足睡眠，形成稳定的低炎症基线。
(ii)针对高危个体的炎症生物标志物实施精准营养：
对于患有肥胖、胰岛素抵抗、血脂异常或家族史等高危人群，应以生物标志物驱动的精准营养为核心，围绕高敏C反应蛋白（hs‑CRP） 、脂多糖指标与粪便丁酸盐等进行剂量与组合的动态优化。在控制总能量与进食时序的基础上，优先补足可发酵纤维与抗性淀粉以提升丁酸生成，强化不饱和脂肪酸供给（鱼类或藻油），并定向组合益生元（低聚果糖、低聚半乳糖、菊粉）与多酚，优化 F/B 比值，从而更快速、稳定地降低炎症张力。
(iii)利用饮食疗法辅助治疗现有炎症：
对于已存在慢性炎症或患非酒精性脂肪性肝病、动脉粥样硬化、2型糖尿病等慢病者，营养干预应作为医疗治疗的有力补充：以高纤维、富含不饱和脂肪酸、低加工、适度能量限制的抗炎饮食为主轴，按期监测脂多糖、hs‑CRP、肝酶、血脂与餐后血糖等指标；在医生指导下强化微生态调节，必要时配合特定菌株以提升菌群功能冗余与屏障稳态，重建“饮食—微生物—屏障—免疫”轴的系统性稳态。
相比病后干预，更应尽早实施营养策略，以主动维持内环境稳态，这往往是更实用且更易行的健康之道。总体而言，面向不同阶段与人群的营养策略是一套“定量—定时—定向”的组合干预，并以生物标志物反馈持续微调，实现早识别、早干预、可追踪的闭环管理，让慢性低度炎症不再悄然侵蚀健康，而是被前瞻性地重塑与管控。
什么是慢性低度炎症？
炎症既是“朋友”也是“敌人”：作为先天免疫的关键机制，它清除病原、修复损伤，保护宿主免受病毒、细菌与毒素侵害。当炎症未及时消退或长期处于促炎刺激下，急性可转为慢性。
慢性低度炎症（CLGI）是一种全身性、低强度且隐匿的持续炎症，表现为 hsCRP、IL‑6、TNF‑α 等循环炎症标志物轻度长期升高，免疫细胞持续活化，NF‑κB、JAK–STAT、NLRP3 等通路被持续驱动。
关键特征
-长期、亚临床、系统性炎症，非感染性触发为主。
-以免疫代谢失衡为核心：能量代谢、氧化还原状态、激素与神经轴与免疫反应耦合紊乱。
-与肠屏障功能受损和肠道菌群失调密切相关，存在“肠–免疫–神经”跨器官通信。
-可被饮食模式与早期营养干预调节，是重要的可改变危险因素与治疗窗口。
可能造成的危害
慢性低度炎症（CLGI）是一种持续而全身性的低强度炎症，常呈亚临床状态，却因免疫—代谢—神经—内分泌网络长期失衡而驱动多系统疾病的发生与进展。下面是谷禾根据文献总结的慢性低度炎症可能导致的一些危害：
1–心血管及代谢疾病
二十余年来，炎症在动脉粥样硬化等血栓事件早期病理生理中的作用已得到证实。白细胞被招募至受损动脉的内皮下，触发由其释放的炎症介质所驱动的级联反应。尤其是，趋化因子与细胞因子通过以下途径推动动脉粥样硬化：
（1）上调趋化因子与内皮黏附分子，促进更多白细胞募集；
（2）促进脂质负载并形成泡沫细胞；
（3）诱导平滑肌细胞增殖；
（4）造成斑块不稳定并最终破裂。
随后发生的血栓形成在很大程度上也取决于破裂斑块的炎症状态。
①增加动脉粥样硬化与血栓风险
机制：oxLDL/oxPL、AGEs、FFAs 促使内皮功能障碍、泡沫细胞形成与斑块不稳定；IL-6、TNF-α等维持炎症微环境。
后果：冠心病、脑卒中、外周动脉疾病风险上升。
②诱发胰岛素抵抗与2型糖尿病
机制：NF-κB、JNK、IKKβ 激活干扰胰岛素信号；脂肪组织M1极化与肝脏炎症加剧。
后果：糖耐量受损进展为2型糖尿病，伴并发症风险增加。
③导致代谢相关脂肪性肝病
机制：内毒素血症、脂滴过载与氧化应激触发肝巨噬细胞和星状细胞活化。
后果：肝纤维化、肝硬化及肝细胞癌风险提升。
④加重肥胖及其并发症
机制：脂肪组织低氧与纤维化、促炎细胞因子回路促进食欲调控紊乱与能量失衡。
后果：睡眠呼吸障碍、骨关节问题、血压升高等。
2—神经系统与脑健康
全身免疫系统与中枢神经系统（CNS）之间的沟通是组织损伤、疾病或炎症反应中至关重要却常被忽视的一环。
慢性低度炎症通过持续激活中枢免疫细胞与促炎介质，扰动免疫—神经—内分泌网络，导致轻度但广泛的中枢炎症及“疾病行为”相关的疲劳、快感缺乏、抑郁与轻度认知下降，并伴随体温与自主神经反应的改变。
①认知下降与神经退行性变
机制：外周炎症经血—脑屏障、迷走神经与细胞外囊泡影响小胶质细胞活化；肠—脑轴代谢物（TMAO、胆汁酸谱、色氨酸—吲哚通路）失衡。
后果：阿尔茨海默病、帕金森病风险增加或进展加速。
②情绪与精神健康负担
机制：炎症因子影响单胺代谢、神经营养因子与下丘脑—垂体—肾上腺（HPA）轴。
后果：抑郁、焦虑、疲劳综合征等发生率升高。
3—免疫系统与感染易感
①免疫失衡与感染风险上升
机制：先天免疫持续激活导致获得性免疫功能低下与免疫衰老。
后果：呼吸道、肠道感染更易发生且恢复慢，对疫苗应答下降。
②自身免疫与过敏性疾病加重
机制：屏障破坏与肠道菌群失调诱导抗原暴露与异常共刺激。
后果：类风湿、炎症性肠病、哮喘等病情波动或进展。
4—肠道微生态与屏障受损
①肠屏障受损与代谢性内毒素血症
机制：紧密连接蛋白下调，脂多糖入血激活 TLR4–NF-κB/NLRP3。
后果：全身低度炎症正反馈，心代谢与肝病恶化。
②微生物组功能衰退
机制：产丁酸菌减少、耐药基因与机会致病菌扩张，SCFA下降、特异性促炎症消退介质(SPMs)不足。
后果：营养代谢、胆汁酸循环与神经免疫调控受损。
5—组织与器官结构性改变
①纤维化与器官功能退化
机制：TGF-β、SASP（衰老相关分泌表型）驱动成纤维细胞活化与基质沉积。
后果：肝、心、肾等器官纤维化和功能衰竭风险增加。
②肌肉量减少与体能下降
机制：肌因子平衡破坏、线粒体功能受损与胰岛素抵抗。
后果：老年综合征、跌倒风险上升，运动能力下降。
6—生殖与内分泌轴
①生殖健康受损
机制：慢性低度炎症与氧化应激影响卵巢—子宫环境与精子质量。
后果：不孕不育、妊娠并发症风险增加。
②增加动脉粥样硬化与血栓风险
机制：炎症因子影响激素合成、转换与受体敏感性。
后果：代谢率波动、情绪与体重异常。
7—肿瘤发生与进展
①促癌微环境形成
机制：ROS/oxLDL/AGEs 与慢性细胞损伤引发DNA损伤、表观遗传改变；NF-κB、STAT3 常态化激活促进增殖与侵袭。
后果：肝癌、结直肠癌、胰腺癌等多种肿瘤风险上升或进展加速。
8—衰老与寿命
①炎症性衰老会导致健康寿命缩短
机制：免疫衰老、细胞衰老累积与SASP放大，干扰组织修复与再生；下丘脑炎症重设全身代谢与行为阈值。
后果：多病共存增加、恢复力下降、死亡风险上升。
慢性低度炎症可促进与年龄相关的疾病
Ren J,et al.Front Pharmacol.2023
慢性低度炎症（CLGI）的发生通常并非单一因素所致，而是多重生活方式、环境暴露与个体易感性长期叠加的结果。其核心机制是炎症“启动—放大—消退”环路的失衡。
可能导致慢性低度炎症的因素主要有以下这几类：
1
饮食模式与营养失衡诱发CLGI
不健康的饮食是慢性低度炎症（CLGI）的关键驱动因素，其本质在于“过剩与缺失并存”的营养失衡。
饮食模式和炎症
Tristan Asensi M,et al.Nutrients.2023
▸ 西式饮食（高饱和脂肪、精制碳水、低纤维）存在健康风险
过量饱和脂肪与糖负荷会导致脂毒性、线粒体活性氧（ROS）上升，形成促炎性DAMPs（如氧化磷脂 oxPLs、氧化 LDL），激活 TLR4、NLRP3 与 NF-κB，促进多器官炎症与斑块不稳定。
精制碳水与高果糖摄入促进脂肪生成、肝脂沉积与AGEs形成，AGE–RAGE 轴驱动慢性低度炎症。
低纤维使短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）产生不足，调控 Treg、上皮紧密连接与抗炎基因表达的能力下降。
▸ 超加工食品促进慢性低度炎症
超加工食品（UPF）通过多重途径促进慢性低度炎症：其高糖、高盐、饱和脂肪与反式脂肪构成可提高餐后血糖与胰岛素、上调炎症标志物（如hs-CRP、IL‑6、TNF‑α）；脂肪酸谱失衡（ω‑6/ω‑3比升高）增强促炎倾向；非营养成分与添加剂及加工副产物可能损伤肠屏障、诱发肠道菌群失衡与代谢内毒素负荷上升；同时对水果、蔬菜与膳食纤维等抗炎食物的替代导致微量营养素不足（如镁、维生素C、D、锌、烟酸），共同维持全身性的低度炎症并增加慢病风险。
超加工食品与低度炎症之间的联系
Tristan Asensi M,et al.Nutrients.2023
▸ 蛋白质与氨基酸失衡与微量营养素缺乏
过多支链氨基酸（BCAAs）与甲硫氨酸代谢失衡可激活 mTOR、JNK，促进胰岛素抵抗与炎症。
维生素 D、E、C、A，矿物质（镁、锌、硒）与多酚等抗氧化/免疫调控分子缺乏，降低抗炎能力与分辨过程。
2
肠道微生物群与肠屏障异常诱发CLGI
▸ 肠道菌群失调
有益厌氧菌的数量下降，尤其是以产丁酸为特征的菌群（如 Faecalibacterium、Roseburia）明显减少，同时条件致病菌的扩张与耐药基因负载的上升并行发生，逐步侵蚀微生态的功能稳定性。随着这些变化累积，黏膜免疫调节能力减弱，抗炎与促炎信号失衡，最终使原本维持平衡的炎症稳态被打破并更易向慢性低度炎症倾斜。
▸ 肠屏障受损与通透性增加（“肠漏”）
由于紧密连接蛋白表达与功能下降，肠上皮屏障变得脆弱，细菌来源的内毒素脂多糖更易透过上皮进入血液循环，进而诱发持续低水平的代谢性内毒素血症。这一过程可持续激活先天免疫识别与信号转导，触发并放大 TLR4–NF-κB 通路以及 NLRP3 炎性小体的活化，促进促炎介质释放与全身低度炎症的维持。
有害代谢物破坏肠道屏障导致慢性低度炎症
Ren J,et al.Front Pharmacol.2023
▸ 微生物代谢物失衡
短链脂肪酸缺乏：影响 Treg 分化、GPR43/109A 信号、HDAC 抑制与抗炎基因表达。
次级胆汁酸谱改变：FXR/TGR5 信号紊乱，影响葡萄糖–脂质代谢与炎症。
吲哚类与色氨酸代谢紊乱：AhR 信号受损，黏膜免疫调控下降。
氧化三甲胺（TMAO）升高：促进内皮炎症与动脉粥样硬化。
▸ 感染后与抗生素暴露
抗生素削弱微生物多样性与定殖抗性，打乱群落结构与生态平衡；同时促使耐药基因负载上升与机会致病菌扩张，增强定殖与侵袭能力，进而长期维持并放大小幅度的低度炎症反应。
3
生活方式与环境诱发CLGI
▸ 缺乏运动或运动过量
缺乏运动使运动诱导的抗炎肌因子产量不足，包括 IL-6 的急性抗炎效应减弱，以及 Irisin 与 FGF21 水平下降；同时，肌细胞的线粒体适应性与生物能量重塑受限，自噬过程减弱，整体抗炎与代谢调节能力随之下降。
而当运动量、强度或频率长期超出机体恢复能力阈值（如长期高强度训练、缺乏周期化与充足睡眠/营养配合），肌纤维、结缔组织与肌腱在高负荷下反复受损，促炎因子（TNF‑α、IL‑6、IL‑1β）与趋化因子长期轻度升高，急性保护性的炎症反应会转化为持续的低度炎症。
▸ 社会心理压力与抑郁
当长期压力过大或抑郁时，HPA 轴与交感–免疫耦合出现持续性异常，内分泌与免疫调控失去精细平衡；与此同时，儿茶酚胺与糖皮质激素水平失衡加剧信号紊乱，促炎通路由短暂活化转为长期慢性激活。
▸ 环境污染
空气污染物、二手烟雾以及内分泌干扰物（如邻苯二甲酸酯与 BPA）能够通过引发氧化应激、产生过量活性氧并干扰抗氧化防线，同时诱导表观遗传层面的 DNA 甲基化与组蛋白修饰改变，从而持续促进炎症反应。
▸ 衰老
免疫衰老与细胞衰老加剧，伴随 SASP（衰老相关分泌表型）持续释放多种促炎因子，放大局部与全身炎症；同时线粒体功能逐步下降，能量代谢与应激耐受减弱，“无菌性”DAMPs 积累增多，进一步驱动慢性促炎信号。
▸ 吸烟与饮酒
吸烟与饮酒都会通过多通路共同推动慢性低度炎症：烟草烟雾中的颗粒物与氧化性化学物诱发氧化应激，激活 NF-κB/NLRP3 等促炎通路，损伤内皮、加重血管炎症，并提高CRP、IL‑6、TNF‑α等基线水平。
长期饮酒则通过乙醇及乙醛导致肠屏障通透性增加与内毒素血症，激活肝脏库普弗细胞与全身免疫反应，同时引发脂肪肝、线粒体功能障碍与激素/代谢失衡；二者还会叠加扰乱睡眠与自主神经平衡，促进脂毒性与胰岛素抵抗，最终维持低度、持续的全身性炎症状态。
▸ 生命早期因素
剖腹产分娩、母乳喂养不足以及婴幼儿期的早期抗生素或不利饮食暴露，会扰乱肠道微生态的建立与演替，导致不利微生物定植与多样性下降，并由此增加黏膜免疫失衡与低度炎症的长期易感性。
▸ 社会经济与地理差异
城市化/西方化饮食、抗生素可及性与监管不足、感染负担与卫生条件差等也会增加炎症负担。
4
代谢与内分泌失衡诱发CLGI
▸ 胰岛素抵抗与高胰岛素血症
胰岛素抵抗与高胰岛素血症会导致JNK、IKKβ 与 mTORC1 被持续激活，导致组织对胰岛素的信号传导与代谢反应进一步下降，同时促炎细胞因子水平（如 IL‑6、TNF‑α）明显上升，强化全身性炎症状态。
▸ 肥胖与脂肪组织扩张
低氧、纤维化与免疫浸润（巨噬细胞、Th1）驱动持续炎症；脂肪来源乳酸与脂肪因子（如瘦素抵抗）进一步放大炎症信号。
▸ 激素与昼夜节律紊乱
皮质醇分泌节律异常、持续性睡眠不足以及昼夜节律错位协同作用，进一步放大全身炎症反应，并加剧代谢失衡与内分泌紊乱。
5
脂质代谢异常诱发CLGI
▸ 脂质堆积放大促炎反应
游离脂肪酸（FFA）溢出可激活 TLR 信号通路，诱导巨噬细胞向 M1 表型极化并放大促炎反应，同时推动脂肪组织内的慢性低度炎症持续化与扩散。
▸ 氧化应激与脂质过氧化
线粒体活性氧以及氧化LDL/磷脂（oxLDL/oxPLs）共同驱动泡沫细胞形成，进一步削弱动脉粥样斑块的稳定性，并持续触发全身炎症反应，从而加重系统性炎症负担。
慢性炎症过程中脂质生物标志物的变化
Wang Z,et al.Trends Endocrinol Metab.2025
▸ 促炎脂质介质网络
花生四烯酸代谢通路倾向产生促炎性前列腺素和白三烯，放大炎症信号与组织反应；同时分辨素与保护素生成不足，使炎症缺乏有效的消退与终止阶段，导致“炎症难以顺利结束”。
6
跨器官间通信失调诱发CLGI
▸ 下丘脑–交感–外周组织轴
神经炎症重塑脂肪、肝脏与骨骼肌的免疫代谢设定点，改变其稳态与反应阈值，并由此放大局部与全身的炎症信号，加速系统性炎症进程。
▸ 细胞外囊泡（EVs）与循环因子
携带 miRNA、蛋白与氧化脂质的 EVs 在器官间传递促炎信号；相反，健康状态下的 EVs（如脂肪来源 eNAMPT）可支持 NAD+ 与抗炎。
▸ 骨骼肌/骨/脂肪的内分泌功能异常
肌因子与骨源性激素出现失衡，削弱机体的能量消耗能力，并抑制多条抗炎信号通路，进而降低整体抗炎效应。
代谢紊乱（肥胖、胰岛素抵抗、脂毒性）、不良饮食（超加工食品、精制糖与反式脂肪、不足的膳食纤维与微量营养素）、久坐与睡眠不足、心理社会压力与昼夜节律紊乱、慢性或隐匿感染与肠道菌群失衡，以及污染物与烟酒等外源刺激，持续为免疫系统提供低水平的危险信号；在遗传与表观遗传背景、年龄增长与组织衰老（炎症性表型）共同作用下，先天与适应性免疫被低度但长期激活，促炎介质与信号通路（如 NF-κB、JAK–STAT、NLRP3）维持活跃，最终形成广泛而隐匿的全身慢性低度炎症。
慢性低度炎症是慢性疾病的核心病因，其特征是持续性亚临床炎症，并伴有自我持续性进展，由饮食、环境触发因素和代谢失调等多因素相互作用引起。
人群大规模研究证实，抗炎饮食可降低全身炎症，营养干预与慢性低度炎症的关系日益受到重视。事实上，从低度炎症到临床发病之间存在关键干预窗口，可在生物标志物支持下，靶向相关炎症通路，延缓或预防临床表现。
食物营养物质被细胞代谢、吸收后，其成分参与免疫调节，直接影响炎症。这些成分还可在细胞内环境中改变细胞间的生化反应（如氧化反应），从而调控促炎或抗炎因子的生成。
本节将阐述慢性低度炎症早期营养干预的分层机制，涵盖五个环节：消化与吸收、肠道微生物群、生化反应、信号通路及细胞成分。为验证其有效性，我们同时提供了临床证据，展示相关指标如何被有效调控。
慢性低度炎症的营养干预
Wang Z,et al.Trends Endocrinol Metab.2025
▸ 胃肠道代谢与吸收
消化与吸收是营养摄入后的首要环节，将碳水化合物、脂质和蛋白质分解为单糖、脂肪酸与氨基酸等可吸收代谢物。
▸ 任一营养素缺乏或过量都会扰乱代谢平衡
膳食脂肪酸可能通过影响体重和脂肪组织质量以及影响膜和脂筏组成和功能来影响炎症过程。而餐后血糖是糖尿病和心血管疾病的独立预测因子，这种作用可能通过氧化应激和炎症介导。
脂筏：是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。
任一常量营养素过量都可能经糖异生等相互转化途径扰乱代谢平衡。矿物质及少量低分子化合物（如植物化学物）亦可被吸收，但其生物利用度常受限。
被吸收成分可通过与膜受体作用或跨膜转运等途径影响细胞代谢；不可吸收成分如不溶性纤维则由微生物转化为免疫调节代谢物（如短链脂肪酸）。不同营养素的代谢去向各异，因而通过不同机制影响炎症。
▸ 增加抗炎营养素的摄入，减少促炎基质
脂肪酶抑制剂可减少餐后脂质吸收。一项双盲试验显示，芝麻粉提取物（胰脂肪酶抑制剂）使健康人高脂餐后血清甘油三酯增量下降16.8%。对促炎成分（如饱和脂肪）应尽量抑制吸收；对抗炎营养素则促进吸收。
食物基质对营养效应至关重要，近期研究提示油相成分能调节微量营养素吸收。由此，饮食干预可双向发力：抑制促炎成分摄取并增强抗炎成分（如维生素）利用。然而，单纯通过调整食物基质来限制吸收或提高生物利用度并非通用策略，普遍可行的做法仍是减少促炎成分、增加抗炎营养素的摄入。
▸ 未消化营养物质的微生物转化
未被吸收的营养需经肠道微生物群生物转化方能发挥作用。发酵食品可提升微生物多样性并降低炎症介质，更可能通过重塑内源微生物组而非外源定植实现。
▸ 构建平衡的肠道微生物群有助于缓解慢性炎症
健康饮食干预显示，重建微生物群有望缓解慢性炎症。多糖、多酚等生物活性成分可选择性富集双歧杆菌等有益菌，经酶解生成短链脂肪酸等抗炎代谢物。益生元作为能量来源促进有益菌增殖，占据肠道生态位并抑制有害菌定植。
例如，铁皮石斛多糖富集狄氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)，产生烟酸激活GPCR109a，改善屏障功能与胰岛素敏感性；抗性淀粉可增加青春双歧杆菌（Bifidobacterium adolescentis）与溴瘤胃球菌（Ruminococcus bromii），抑制TLR4/NF-κB并上调紧密连接蛋白，从而减少肥胖与全身炎症。
与婴儿相比，成人微生物组表现出较低的可塑性。因此，持续的饮食策略对于在慢性炎症进展期间维持微生物群稳态至关重要。
▸ 同一食物在不同环境中可能表现出促炎和抗炎两种特性
需要注意的是，饮食的效果依赖环境。富含胆碱和肉碱的肉类与贝类会生成三甲胺，并在肝脏转化为促炎的氧化三甲胺；相反，肉类蛋白也可产生具抗炎作用的支链短链脂肪酸，体现食物成分的双重性。因此，单一食物可能同时含有促炎与抗炎成分，如何权衡其相反影响仍需进一步机理研究。
▸ 吸收营养物质的细胞生化反应
吸收的营养物质直接参与细胞生化反应。膳食碳水和脂质经糖脂代谢供能；通过限能或选择低热量来源可调控能量摄入并缓解慢性炎症。
▸ 膳食抗氧化剂减轻炎症
糖脂代谢依赖多种酶，调节其活性可抑制脂质堆积，例如脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）。体内关键的氧化还原反应亦参与炎症：线粒体氧化磷酸化产生活性氧，诱发脂质过氧化并放大炎症信号；膳食抗氧化剂可清除反应性物质并激活内源防御以抵消该过程。
非酶促糖基化同样重要：葡萄糖与氨基结合形成AGEs，激活RAGE通路；地中海饮食可减弱此过程。前瞻性队列研究显示，高血糖指数食物与糖尿病风险增加15%显著相关，高血糖负荷与风险增加21%相关，且在高BMI人群中关联更强。
▸ 脂质是炎症介质的前体
亚油酸可转化为花生四烯酸，再生成前列腺素H2，供环氧合酶催化形成炎性前列腺素。另一方面，肠道微生物可将亚油酸异构化为共轭亚油酸，通过HNF4γ依赖机制促进CD4+CD8αα+上皮内淋巴细胞，发挥抗炎作用。
由此可见，亚油酸的免疫效应取决于生物转化背景，不应被单一地定义为促炎；其从机制到临床的研究仍需深化。总体而言，鉴于生化网络复杂，营养素在不同状态与情境下的作用亟待进一步阐明。
▸ 营养介导的信号通路调控
吸收的营养及其代谢物可与细胞受体（如 TLR）结合并触发促炎通路。TLR 作为跨膜模式识别受体，识别细菌脂多糖等 MAMPs 后，启动 NF-κB 介导的转录激活与翻译后调控，形成前馈回路，提升 NLRP3 等免疫调节因子的表达。
NLRP3 既是核转录因子又是炎性小体传感器，其激活促使炎性小体装配，并将前半胱天冬酶‑1 裂解为活性形式，继而加工 IL‑1β 前体，放大炎症反应。因此，NLRP3 炎性小体是整合先天免疫转录与翻译后控制的关键平台。
▸ 小分子营养素和肠道菌群代谢物可调节炎症信号
多种小分子营养素可调节炎症信号。白藜芦醇通过抑制 FXR–SR‑B1 轴调控脂质稳态。衰老呈慢性炎症表型，SASP 与 NF‑κB 等通路相关；多酚（如橄榄酚、白藜芦醇、芹菜素）可抑制这些通路的促炎细胞因子。
此外，肠道微生物代谢物也具免疫调节作用：异丁酸（蛋白质代谢产物）可促进 SCFAs 和 3‑羟基丁酸生成，并抑制 TLR4/MyD88/NF‑κB 通路以减轻肠炎。尽管此类调控已被大量报道，不同营养素之间的系统比较仍然缺乏，而这对膳食选择至关重要。
在信号机制不断被验证的同时，研究正将其与临床证据关联。最新结果显示，八种常见健康饮食模式及其蛋白质组学特征与较低的糖尿病、心血管、慢性呼吸与肾病以及全因死亡风险显著相关，这些特征富集于脂质代谢、动脉粥样硬化与免疫调节途径。
▸ 营养合成的细胞结构
历经体内运输后，部分营养素成为细胞不可或缺的组成。膳食氨基酸被直接吸收，蛋白质既具结构也具调节功能。例如，乳清来源的支链氨基酸（如亮氨酸）可激活 mTOR 通路，促进肌蛋白合成。
▸ 微量营养素的平衡会影响炎症程度
微量元素同样关键。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的辅因子，可增强抗氧化能力、减少氧化应激。脂质方面，常食海鲜者的二十二碳六烯酸与二十碳五烯酸水平显著更高；相反，长期摄入富含亚油酸的油脂会增加膜磷脂中 n‑6 多不饱和脂肪酸的掺入，易触发促炎性二十烷酸级联。
补充油酸酯可降低多不饱和脂肪酸化的磷脂酰乙醇胺并扩大单不饱和脂质库；补充丝氨酸则促进半胱氨酸合成，抑制铁死亡，减轻肝脂肪变性。
膜脂脂肪酸的组成影响器官功能与器官间通讯；脂肪组织脂解释放的游离脂肪酸会加重肝脂积累并提高慢性低度炎症风险。总体而言，生命早期充足且适宜的必需营养摄入有助于塑造健康的体成分，为后续生理功能与健康打下坚实基础。
小结
持续的精准营养干预通过五个层面发挥抗炎作用：胃肠道消化吸收（优化促炎与抗炎成分的摄取）、肠道微生物重塑（益生元/发酵食品促进SCFAs等有益代谢物）、细胞内生化反应调控（限能与抗氧化抵消ROS、抑制AGEs形成）、炎症信号通路下调（干预TLR–NF‑κB–NLRP3轴，多酚与微生物代谢物参与）、以及细胞结构组成优化（膜脂与氨基酸、微量元素塑造器官功能与免疫稳态）。
临床证据支持健康饮食模式可降低多系统疾病与全因死亡风险，但不同营养素在炎症各阶段的差异化效应与直接通路仍需进一步机制与转化研究。
适宜的营养干预应因健康状态而定。多项观察研究、临床试验与动物实验表明，早期营养干预可有效促进健康：高纤维与发酵食品有助于重塑肠道微生物群，降低血清炎症蛋白与趋化因子。
▸ 健康人群的早期营养干预
▸ 植物性饮食中的生物活性成分具有较好的抗炎效果
大型队列与代谢组学研究显示，标准健康饮食模式减轻慢性炎症，且对植物性饮食的高依从与全身炎症生物标志物呈负相关；随访数据同样支持富含植物化学物的饮食可降低不同人群的炎症水平。相比以限能为核心的策略（如健康低碳或低脂），植物性饮食在多项队列分析中展现更显著的健康获益，提示优先强调生物活性成分（植物化学物、膳食纤维）可能更能优化抗炎效果。
▸ 健康饮食有助于防止慢性低度炎症
地中海饮食作为全球公认的健康模式，与抗炎密切相关，可提高胰岛素敏感性、降低HbA1c与糖尿病风险，并改善血压、血脂与循环炎症标志物。
总体而言，早期且持续的健康饮食有助于维持代谢稳态、防止慢性低度炎症发展，亦是一种具有成本效益、可实践的公共卫生策略。
不同健康状态下的饮食干预需求及常见临床指标
Wang Z,et al.Trends Endocrinol Metab.2025
▸ 慢性低度炎症的营养干预
当前正从疾病治疗转向主动健康管理，强调针对慢性低度炎症的早期营养干预。美国“食品即药物”倡议即体现了以营养对抗炎症性疾病的这一转变。糖尿病前期是血糖高于正常但未达糖尿病阈值的代谢状态，是发展为2型糖尿病的重要风险因素。
▸ 早期调节营养以减轻并改善炎症
针对糖尿病前期的研究显示，无论地中海饮食还是个性化餐后血糖靶向饮食，6个月干预均可改善血糖并伴随肠道菌群变化；其中个性化方案在血糖管理上优于地中海饮食。12周地中海饮食可使内脏脂肪约降61%；低脂饮食可降低肝脂（约17%）与内脏脂肪（约76%），并改善肝功能与胰岛素抵抗。上述结果显示，单纯饮食在疾病后期的疗效有限，更需在早期实施营养策略。
顺应个体化需求，精准营养模型通过系统评估个体健康状况并结合代谢网络等定量工具，提供个体化饮食建议，并可在病理状态下为特定营养需求人群实施精确干预。然而，健康人群与慢性炎症患者之间的干预差异仍然存在，尚需更多临床证据加以验证。
▸ 炎症性疾病的辅助治疗
药物仍是临床管理的首选手段，但将“特殊医疗用途配方食品”作为辅助治疗的应用日益增多。新证据显示，此类食品可提供靶向既有炎症通路的生物活性成分（如免疫调节肽、多酚），从而辅助慢性炎症性疾病管理。
▸ 特殊医疗用途配方食品逐渐兴起
在这些配方中，营养素是关键组成，能支持疾病状态下的代谢与炎症控制。部分代谢/炎症性疾病患者存在吸收受损，需生物利用度更高的制剂以维持能量稳态。
临床指南优先推荐中链甘油三酯（占脂肪摄入量>40%）以促进快速供能，并帮助恢复炎症性肠病的肠屏障。尽管药物仍是治疗基石，一些功能性食品成分（如DHA、EPA）同样重要，且可能提供更安全的补充方案。
一项为期12周的随机对照试验显示，EPA（3.0 g/d）或DHA（1.4 g/d）可提高抗炎性脂氧合酶/CYP450代谢物水平，并与抑郁严重度呈负相关。然而，功能性营养素作为单独干预（不合并药物）的临床应用仍不足。
▸ 病后干预效果不如未发病时的营养调整
相比病后干预，建议尽早实施营养策略以维持内环境稳态；延迟干预（尤其在炎症发作后）往往侧重清除促炎因素，恢复平衡更为缓慢。尽管缺乏系统性研究直接比较不同炎症阶段的营养疗效，但单纯饮食在炎症性疾病期的效应总体有限，作为晚期独立策略时尤甚。
受限于临床证据与结局解读，目前难下定论；现实中，饮食管理很少被作为糖尿病等炎症性疾病的主治疗。相较被动治疗，主动健康管理更具成本效益，“食物即药物”倡议通过定制化饮食干预，强化营养、管理慢病并降低医疗成本。
大量研究表明，多种食物、营养素与非营养成分可通过调节肠道菌群缓解慢性低度炎症。饮食模式、特定食物以及单一营养/非营养素对慢性低度炎症的影响已有系统综述。
健康饮食指数、替代健康饮食指数、素食与地中海饮食等健康模式与较低的循环炎症标志物（如CRP及多种细胞因子）相关。这类饮食因富含酚类化合物与膳食纤维、全谷物、蔬果、坚果及鱼类，而与更低炎症与更佳总体健康相关，并通过影响微生物群预防非传染性疾病。
多酚可促进双歧杆菌、乳杆菌、阿克曼氏菌、克里斯滕森氏菌与疣微菌等有益菌生长，并具潜在抗衰老效应；如柠檬多酚可降低与衰老相关的菌群丰度。膳食纤维可产生关键代谢物如短链脂肪酸，改善代谢调控并塑造肠道菌群。
下面跟着谷禾一起深入地了解并学习当下主流的健康饮食方式，以及这些饮食中的关键食物成分是如何协同作用、有效降低炎症走向的。
1
地中海饮食
地中海饮食（MD）被认为是一种健康的饮食方式，可以降低患心血管和代谢疾病以及癌症的风险。饮食模式包括食用全谷物、豆类、新鲜蔬菜和水果、橄榄油、坚果、种子、适量鱼类以及少量乳制品和肉类。
▸ 地中海饮食具有抗炎、降脂、抗氧化的特性
MD的有益健康特性包括降脂、抗炎、抗氧化和抗癌。最近的研究表明，MD还通过影响肠道微生物群来影响新陈代谢。MD调节肠道菌群的组成，减少内毒素血症。
在代谢综合征肥胖男性中，连续两年遵循地中海饮食使拟杆菌与普雷沃氏菌增加，并提升多种产丁酸/糖解菌（如Praecalibacterium prausnitzii）。
▸ 地中海饮食有助于提升产丁酸及糖酵解菌丰度
对超重与肥胖者的8周地中海饮食干预同样提高Faecalibacterium prausnitzii，降低Ruthenibacterium lactatiformans、Flavonifractor plautii、Parabacteroides merdae、Ruminococcus torques与R. gnavus，且粪便短链脂肪酸升高；微生物基因多样性更高者hsCRP显著下降。
与西方饮食相比，MD在8周内增加Roseburia及R.hominis，并提升嗜黏蛋白阿克曼氏菌；同时降低血浆花生四烯酰乙醇酰胺（AEA），可能通过增强肠屏障紧密性发挥抗炎作用。
地中海饮食对菌群的关键影响因素包括膳食纤维、以植物蛋白优先的蛋白结构、不饱和脂肪酸与多酚。
2
素食占比较高的饮食
多项研究显示，以植物性食物为主、而非完全排除所有动物性食品的饮食模式，整体有利于心血管代谢健康，可降低心血管疾病、2型糖尿病、部分癌症与代谢综合征的风险。同时，这类饮食会影响肠道微生物群结构与代谢功能，但具体结论仍存在差异，需结合人群与饮食。
▸ 素食占比较高者的普雷沃氏菌/拟杆菌比例更低，炎症指标亦更低
与典型西式饮食相比，高纤维、富含抗性淀粉的植物性为主饮食常见普雷沃氏菌/拟杆菌（P/B）比例更低；拟杆菌门相对增加、厚壁菌门下降，这一谱系改变与体重管理和肥胖防控更为一致。
植物性为主饮食人群中，双歧杆菌水平有时偏低，同时可观察到粪杆菌、梭菌及 Roseburia 较为丰富；这些产丁酸菌有助于增强肠屏障完整性，降低血清指标暴露，并与更低的CRP、TNF‑α 等炎症指标相关。
注：一些研究未见纯素与杂食人群在短链脂肪酸总量上的显著差异，但植物性摄入较高者的粪便 pH 与氨含量往往更低，提示代谢环境更趋向于有利于屏障和免疫稳态。
▸运动员和营养缺乏者需要补充足够的蛋白质
但动物性食物不必完全剔除，特别是运动员与高体力活动者：在高纤维饮食基础上，确保足量优质蛋白摄入（如鱼、蛋、乳或与大豆、全谷、坚果的互补蛋白组合），以支持肌肉合成与恢复。
此外营养不足或食欲下降的老年人：在保证纤维与多酚的同时适度提高蛋白密度，可选择易消化的乳清蛋白、鱼类或强化的大豆制品，并关注维生素 B12、维生素 D、钙、铁、锌的充足性。
总体而言，“植物占比高”的饮食模式能在不强制完全素食的前提下，兼顾肠道微生态、代谢健康与营养充分性；在运动员与营养脆弱的老年人等人群中，通过补足优质蛋白与关键微量营养素，可获得更均衡、更可持续的健康收益。
缓解慢性低度炎症的常见健康饮食模式的主要营养素
Wang Z,et al.Trends Endocrinol Metab.2025
3
无麸质饮食
近年来，无麸质饮食（GFD）的使用变得非常流行，但其使用的医学适应症仅是乳糜泻和非乳糜泻麸质敏感性。
▸ 无麸质饮食可改善乳糜泻患者的菌群失衡，并可能对健康人具有抗炎作用
肠道菌群失调发生在不使用 GFD 的乳糜泻患者中，其双歧杆菌和厚壁菌门的水平低于健康人。使用 GFD 的乳糜泻患者细菌的物种多样性较低，然而，该组的短链脂肪酸浓度与健康人相似。尽管使用了 GFD，但在有和没有乳糜泻相关胃肠道症状的人群中观察到肠道微生物群组成的差异。在有胃肠道症状的组中，与无症状人群相比，普雷沃氏菌的含量更高，拟杆菌门和厚壁菌门的数量也较少。
健康人使用无麸质饮食可能具有益生元特性，促进健康的细菌的生长，并有助于降低炎症。
4
高纤维饮食
植物性饮食之所以更有益健康，主要因其膳食纤维高于西式饮食。纤维主要是纤维素、果胶、糊精、蜡和木脂素，一些纤维部分被归类为益生元。纤维主要存在于全谷物、豆类、水果和蔬菜中。
▸ 高纤维饮食人群微生物多样性更高，尤其是双歧杆菌和乳杆菌
纤维在小肠中没有被完全消化。在大肠中，它被肠道细菌发酵。它刺激多种细菌的生长，是合成后生元的主要底物，如短链脂肪酸。在一项系统评价和荟萃分析中，根据涉及近1900人的 59 项研究，观察到双歧杆菌属的数量显著增加。涉及约850人的28项研究中，乳杆菌属的数量有所增加。
在一项针对老年人的研究表明，与饮食高脂肪和低纤维的人相比，在食用纤维含量较高的饮食组中，微生物群的多样性明显更高。低纤维饮食组的炎症参数，如CRP、IL-6和TNF-α显著升高。
5
益生元
益生元已被证明有助于调节肠道菌群，从而改善慢性低度炎症。通过促进有益菌增殖与代谢平衡，它们可以优化微生态环境，进而缓解机体持续的轻度炎症状态。下面我们将罗列一些较为常见且具有实用价值的益生元功效，并对其进行简要说明：
益生元对特定细菌和炎症的影响
doi: 10.3390/nu13113839.
▸ 低聚果糖
低聚果糖（FOS）的天然来源包括朝鲜蓟、洋葱、芦笋、小麦、香蕉、土豆和蜂蜜。补充低聚果糖可显著促进双歧杆菌和乳杆菌生长；在克罗恩病患者中，补充后粪便双歧杆菌水平明显上升。
小鼠研究显示，低聚果糖可降低 IL‑6、TNF‑α 等炎症指标，并显著提升血清与粪便中短链脂肪酸浓度。
▸ 低聚半乳糖
低聚半乳糖（GOS）天然存在于扁豆、鹰嘴豆等豆类中，可由大豆和乳糖合成。其对肠道菌群的积极作用在新生儿和婴儿尤为显著，常与低聚果糖共同添加于配方奶中，以增加乳酸杆菌和双歧杆菌数量。
GOS还能抑制致病性梭菌，提高IL‑10与IL‑8并降低IL‑1β。老年人连续10周每日补充5.5 gGOS，可导致他们的肠道微生物群组成发生变化：乳杆菌-肠球菌属、双歧杆菌属的数量有所增加；大肠杆菌、拟杆菌属、脱硫弧菌属和溶组织梭菌组的数量减少。同时NK细胞活性与IL‑10上升，IL‑1β、IL‑6、TNF‑α下降，显示其抗炎效应。含FOS与GOS的联合益生元效果最佳。
▸ 菊粉
菊粉是一种果聚糖，存在于朝鲜蓟、大蒜、洋葱、青葱、韭菜、丹参、鸦葱、芦笋、菊苣和香蕉中。由于其对胃部健康有积极作用，它是功能性食品的一种成分。
一项为期2周、平均摄入15 g/天菊粉的研究显示，双歧杆菌增加约三倍，草酸杆菌科呈下降趋势；干预结束3周后粪菌量恢复基线。其他研究每日给予5 g菊粉观察到双歧杆菌显著上升，且乳杆菌/肠球菌比值增加。
健康便秘成年人每日摄入12 g菊苣菊粉4周，Anaerostipes 与双歧杆菌增加，Bilophila 减少，并伴随便秘发生率下降。动物研究表明，菊粉可下调促炎相关基因（IL‑1β、IL‑6、TLR4、树突状细胞标志物 CD11c、IKKε）表达。在2型糖尿病小鼠中，连续6周补充菊粉降低 LPS、IL‑6、TNF‑α，并提高抗炎性 IL‑10；同时蓝藻门与拟杆菌门相对丰度上升、反胃梭菌下降，且蓝藻门与拟杆菌门与 IL‑10 正相关。
▸ 多不饱和脂肪酸
共轭亚油酸（CLA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）也被归类为益生元。CLA 存在于牛奶、乳制品和肉类中，PUFA则丰富于油料植物、食用油和鱼类。
小鼠研究显示，摄入CLA可改变肠道菌群，促进拟杆菌/普雷沃氏菌及黏蛋白降解菌的生长，并激活黏蛋白酶。补充EPA、DHA或食用植物油、鱼类，可增加双歧杆菌、颤螺菌属与阿克曼氏菌的丰度，同时降低肠杆菌及部分致病菌（如大肠杆菌、链球菌、梭状芽孢杆菌）。
在肠造口术早产儿中，肠内补充鱼油与红花油提高了细菌多样性并降低肠杆菌科、链球菌、梭菌及多种病原体水平。n‑3 PUFA还能改善肠道屏障通透性；孕妇摄入更多EPA/DHA与较低的血清连蛋白相关。
此外，n‑3 PUFA抑制脂多糖与NF‑κB通路介导的促炎因子，促进IL‑10释放，并通过诱导Tregs、减少IL‑17而缓解肠道炎症。相反，n‑3/n‑6摄入失衡可致菌群紊乱，显著升高F/B比值，增加超重与肥胖风险；过量ω‑6还可能提升产LPS和促炎菌比例。
▸ 多酚
多酚是一种重要的益生元，包括酚酸、类黄酮、二苯乙烯和木脂素。这些化合物存在于蔬菜、水果、茶、咖啡和葡萄酒中，具有抗氧化、抗炎和抗癌特性。
研究表明，多酚对肠道微生物群的组成有积极影响。它们促进乳酸杆菌与双歧杆菌生长，并抑制潜在致病菌如葡萄球菌。在代谢综合征肥胖者中，连续30天摄入红酒多酚使大肠杆菌与肠杆菌下降，粪便中双歧杆菌、乳杆菌、普氏粪杆菌与罗氏菌属上升；其中双歧杆菌增加与血中脂多糖降低相关。
注：小鼠连续4周饮用富含多酚的乌龙茶亦提高菌群多样性，显著提升拟杆菌门并降低厚壁菌门。
▸ 抗性淀粉
抗性淀粉（RS）由α‑连接的葡萄糖组成，因抗消化淀粉酶而在小肠不被水解。其主要类型包括全谷物与豆类中的RS、直链淀粉含量高的淀粉，以及逆行淀粉（如煮熟冷却的马铃薯）。
在一项为期14周、46名健康受试者参与的研究中，高NSP且富含RS的饮食使Ruminococcus bromii显著增加。一项安慰剂对照试验显示，连续12周补充马铃薯RS可在70岁以上与30–50岁人群中均显著提升双歧杆菌；老年组粪便丁酸盐亦升高。慢性肾病患者摄入RS同样改善菌群，拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌与Ruminococcus bromii增加。
小鼠高脂饮食合并RS补充则减少多种菌（如幽门螺杆菌、乳杆菌等），并降低血清与粪便中反映屏障通透性的LPS指标；炎症亦减轻（结肠IL‑2、肝脏IL‑4与TNF‑α下降），同时结肠短链脂肪酸浓度上升。
早期饮食干预与肠道微生物群调节可协同降低慢性低度炎症水平。首先，调整膳食脂肪酸谱具有直接的免疫代谢效应：提高n-3多不饱和脂肪酸（EPA、DHA）摄入、相对降低n-6摄入可通过竞争花生四烯酸代谢途径，减少促炎性二十碳烷类产物，增加分辨素与保护素等促炎症消退介质，并抑制 LPS‑TLR4 触发的NF‑κB活化，从而降低 CRP、IL-6 等炎症标志物。
其次，增加可发酵膳食纤维与抗性淀粉（RS）（如全谷物、豆类）可被结肠菌群发酵产生短链脂肪酸（丁酸、丙酸、乙酸）。其中丁酸既是肠上皮主要能量底物又是 HDAC 抑制剂，可上调紧密连接蛋白、降低屏障通透性，抑制 NF‑κB 并提升 IL‑10，同时经 GPR41/GPR43 与 Tregs 诱导，降低全身炎症。
此外，生物活性成分如多酚（类黄酮、二苯乙烯、酚酸）通过抑制微生物 β‑葡萄糖醛酸苷酶与调节芳香化合物代谢，促进双歧杆菌、乳杆菌等有益菌生长并抑制条件致病菌。综合使用益生元（低聚果糖、低聚半乳糖、菊粉等）、富含多酚食物（茶、浆果、可可、葡萄制品）与优质 n‑3 来源（深海鱼、藻油），与 F/B 比优化、阿克曼氏菌与产丁酸菌增加、脂多糖与促炎细胞因子下降相关，提示“饮食—微生物—屏障—炎症”轴协同修复。
实践层面，建议如下：
1.将n-6:n-3 比值控制在约 3–5:1，每周摄入≥2 次富含 EPA/DHA 的鱼类或每日补充250–500mg DHA+EPA；
2.将膳食纤维提高到 ≥25–35 g/日，其中至少 10–15 g 为可发酵纤维与抗性淀粉；以全谷、豆类、坚果、蔬果作为主力碳水与多酚来源，减少超加工食品、反式脂肪与精制糖；
3.关注餐后代谢峰值与昼夜节律（如限时进食 8–10 小时窗），以降低餐后内毒素移位与氧化应激波动。配合体重管理、规律运动与充足睡眠，可进一步降低炎症基线。
未来，需要更高质量、长期、多组学整合的随机对照试验来建立不同饮食模式、特定益生元/多酚—反应关系与个体化响应特征，发展以肠道微生物学与代谢组标志物（如短链脂肪酸、次级胆汁酸谱、脂多糖活性）为终点的分层干预模型。
随着“食物即药物”理念与微生物组精准营养的发展，基于个体微生物生态与代谢指纹的处方式饮食干预有望成为降低慢性低度炎症与慢病风险的核心工具，使炎症从“隐形威胁”转变为可监测、可干预、可逆转的生理变量。
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谷禾健康
早晨闹钟响起时那瞬间的动力、完成任务后的成就感、写完最后一道题的如释重负、品尝美食时的愉悦…这些日常体验背后都有同一个幕后功臣——多巴胺。
它并非简单的“快乐信使”，也是我们大脑里最强的“动力引擎”，驱使我们启动任务、保持专注并最终享受完成目标的喜悦。
多巴胺这个拥有5亿年历史的古老分子，其水平竟会受到我们肠道里微生物的影响。这意味着，我们吃的食物或许能直接帮助我们战胜拖延症，更有精力地投入到下一次学习和工作中。
本文探讨多巴胺的作用，过多或者过少对我们身体有什么影响，它与肠道微生物群的关联，哪些饮食或生活方式可能有助于优化多巴胺系统等。
关于多巴胺的总结：
1 多巴胺是古老的
多巴胺作为神经递质在蠕虫到人类的进化中保持不变，有5亿年历史。它是自然界中古老且功能一致的模块，在所有有神经系统的生物中都执行学习、动力和运动调控功能。
2 多巴胺神经元很长
多巴胺神经元是大脑中最大且连接最广的细胞，主要在中脑腹侧被盖区和黑质。大鼠的单个神经元可产生1米长的轴突分支，形成3万个突触，人类可达数十万。
3 多巴胺是神经递质
多巴胺很少单独起作用。每当多巴胺被释放到大脑中时，其他神经递质，如谷氨酸和 GABA，可能会被多巴胺神经元共同释放。
4 多巴胺传递很快
多巴胺传递速度不同：神经元爆发时传输快速；神经元也稳定放电，维持基线水平，突发可应对重要事件。
5 多巴胺奖励回路异常
生存恐慌与压力不耐受：对压力的反应更为敏感和剧烈。
病态食物摄入：通过暴饮暴食来寻求短暂的快感，以弥补多巴胺的不足。
脂肪合成与储存增加：身体更容易囤积脂肪，导致肥胖。
消化系统紊乱：进一步加剧肠道问题。
6 多巴胺功能障碍
多巴胺传递功能障碍是各种精神神经障碍的特征，包括抑郁症、帕金森氏症、ADHD 和物质使用障碍。
多巴胺过量：躁狂或轻躁狂，精神病，物质使用障碍，多动和冲动，抽搐和图雷特综合征，睡眠障碍，亨廷顿病、过度寻求奖励行为。
多巴胺不足： 帕金森氏病、抑郁症、注意力缺陷/多动障碍（ADHD）、药物成瘾和物质使用障碍、不宁腿综合征、精神分裂症和亨廷顿氏病。
7 多巴胺与肠道菌群关系密切
肠道菌群可以通过多种方式积极影响和参与这两个神经系统的交流和对话，例如分泌信使物质：例如单形拟杆菌、双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌属、普雷沃氏菌与梭菌属通过直接或间接方式影响多巴胺能或多巴胺转运运蛋白等，进而直接激活肠道内的神经末梢，将信号通过迷走神经上传至大脑。多巴胺水平遵循昼夜节律，清醒时高，睡眠时低。
8 多巴胺药物干预
许多药物通过改变或刺激多巴胺受体活性、合成和再摄取来发挥作用。
9 多巴胺调节
必需氨基酸如苯丙氨酸和酪氨酸是多巴胺的前体。食用富含这些氨基酸的食物可以增强多巴胺的合成。益生菌和发酵食品还可以通过促进肠道健康来影响多巴胺的产生。
有氧运动（跑步、骑自行车），力量训练以及瑜伽，听音乐等可以激活大脑的多巴胺并增强多巴胺奖励功能。
多巴胺的发现
多巴胺（化学名为 3，4-二羟基苯乙胺），于 1910 年由乔治·巴格和詹姆斯·尤恩斯在伦敦的惠康实验室首次合成。
但真正突破在近半个世纪后，1958 年，瑞典国家心脏研究所化学药理学实验室的阿维德·卡尔森和尼尔斯·希拉普才确定多巴胺是大脑中的一种神经递质。这一突破性的发现彻底改变了我们对大脑工作原理的认知，为现代神经科学的发展奠定了基础。卡尔森也因这项开创性贡献荣获了2000年诺贝尔生理学或医学奖。
多巴胺的关键证明：从实验室到临床的突破
在一项具有里程碑意义的实验中，研究人员阻断了兔子体内所有的多巴胺神经传递，使它们完全瘫痪，然后通过注射多巴胺前体左旋多巴（L-DOPA）完全恢复了它们的行为，证明多巴胺对自我启动的运动至关重要。
很快，奥列格·霍尼凯维奇和他的团队将这一发现应用到帕金森病患者身上，取得了同样惊人的效果。短短几年内，多巴胺从相对默默无闻一跃成为我们所知的生命的关键。
多巴胺的进化
多巴胺功能的惊人普适性
在鸟类身上，多巴胺展现出了惊人的精细调控能力。它不仅像哺乳动物一样处理基于奖励的学习信号，还能在鸟儿练习鸣唱时，通过”声音表现预测误差“来帮助它们完善歌声。
既关心有没有奖励，也关心这次唱得好不好。
这正是学习与动机功能的体现。
所有脊椎动物的基底神经节都保持着相似的基本架构，多巴胺在其中发挥着一致的作用：调控运动和学习。这种跨物种的功能稳定性表明，多巴胺系统的核心组件已经被进化完美保存了至少5亿年。
多巴胺功能在脊椎动物内部的家族相似性
DOI: 10.1016/j.cub.2022.06.060
多巴胺在不同生物中的类似功能
这种在不同物种中独立演化出相似结构和功能的现象，被称为“趋同演化”。
有力证明了多巴胺调控行为选择是一个极其高效的生物学解决方案。
多巴胺的演化之路清晰可见
多巴胺的化学结构
多巴胺的结构相对简单：一个带有两个羟基的苯环，连接着一条乙胺链。正是这种精巧的分子排列，让多巴胺能够与大脑中的各种受体和酶相互作用，进而影响我们的神经传导和行为表现。
作为大脑中的化学信使，多巴胺在神经元之间穿梭传递信息。但它的作用远不止于此，多巴胺深度参与调节我们的情绪状态、内在动机、奖赏感受、快乐体验、注意力集中、身体的运动控制。
从伸手拿杯水这样的简单动作，
到追求长远目标时的复杂决策，
多巴胺都在幕后发挥着关键作用
多巴胺合成和储存的复杂过程
▶ 多巴胺合成
从酪氨酸到神经递质是一个复杂的过程，涉及几个步骤和酶。
🧬 原材料：酪氨酸
多巴胺的前体是酪氨酸——一种我们可以从食物中获取，也可以在肝脏中由苯丙氨酸转化而来的氨基酸。当酪氨酸进入多巴胺神经元后，开始了它的转化之旅。
⚗️ 第一步：关键转化
第一步也是最关键的一步：酪氨酸羟化酶将酪氨酸转化为L-DOPA。这个步骤需要几种”助手”——四氢生物蝶呤、氧气和铁离子的协助。由于这一步控制着整个生产速度，因此受到严密监控。
⚡ 第二步：快速脱羧
接下来，芳香族氨基酸脱羧酶迅速将L-DOPA转化为多巴胺。这个反应很快完成，避免了L-DOPA的堆积，因为过多的L-DOPA可能会带来负面影响。
整个生物合成途径发生在神经元的细胞质中。
▶ 多巴胺储存
新鲜出炉的多巴胺并不会在神经元内四处游荡，而是被精心包装进一个叫”突触囊泡“的微型容器中。负责这项包装工作的是囊泡单胺转运蛋白（VMAT）。
这种包装有两大好处：
保护多巴胺不被细胞内的酶分解，
同时确保它能在需要时准确释放。
整个生产过程都有精密的调控机制。神经元会根据自身的活动状态和环境变化，灵活调节多巴胺的产量，确保大脑始终拥有合适的多巴胺供应。
多巴胺释放和再摄取的动力学
多巴胺从神经元的释放是由特定刺激触发的、高度调节的过程。
🌊 多巴胺的释放过程
当动作电位（电信号）到达多巴胺能神经元的轴突末端时，它会导致钙离子通过电压门控钙通道快速流入。细胞内钙离子浓度的突然增加触发了含有多巴胺的突触囊泡与细胞膜的融合，这一过程被称为胞吐作用。
🔄 突触间隙的扩散
当囊泡与膜融合时，它们将多巴胺释放到突触间隙中，突触间隙是突触前神经元和突触后细胞之间的狭窄空间。一旦进入突触间隙，多巴胺分子就会扩散到这个空间，可能与突触后神经元或附近细胞上的受体结合。
🎯 再摄取机制
多巴胺信号的持续时间和强度，通过一个称为再摄取的过程被仔细控制。
多巴胺细胞反应：神经生物学中的机制和意义在很大程度上取决于这种再摄取机制。
称为多巴胺转运蛋白（DAT）的特殊蛋白质负责这一过程。这些转运蛋白位于突触前神经元的膜上，积极地将多巴胺分子泵回释放它们的神经元。
再摄取过程有几个重要功能
多巴胺转运蛋白的活性可以受到各种因素的调节，包括其他神经递质和药物。例如，可卡因和安非他明通过干扰DAT的功能发挥其作用，导致突触中多巴胺浓度增加和多巴胺信号传导延长。
多巴胺受体和信号通路
多巴胺对靶细胞的作用是通过其与特定受体的相互作用来介导的。了解多巴胺受体的类型、功能和信号通路对于理解这种神经递质如何发挥其多种作用至关重要。
多巴胺受体有五种亚型，分为两个家族：
中脑多巴胺神经元的解剖连接
G蛋白偶联受体结构
所有多巴胺受体都属于G蛋白偶联受体（GPCR）超家族。这些受体跨越细胞膜七次，并与细胞内的G蛋白偶联。当多巴胺与这些受体结合时，它会引起构象变化，激活相关的G蛋白，引发细胞内信号级联事件。
不同受体的信号通路
D1
🔵 D1样受体通路（兴奋性）
偶联：与Gs蛋白偶联
效应：激活腺苷酸环化酶
结果：cAMP增加 → 激活PKA → 磷酸化细胞靶点
D2
🔵 D2样受体通路（抑制性）
偶联：与Gi蛋白偶联
效应：抑制腺苷酸环化酶
结果：cAMP降低
🧠 受体在大脑中的分布
多巴胺能受体：位置、功能和对脑化学的影响在不同的大脑区域各不相同，有助于多巴胺的不同作用。
纹状体：多巴胺作用的核心区域
在所有接收多巴胺信号的脑区中，纹状体（一个大型的皮层下区域，是基底神经节回路的核心）的神经支配最为密集。纹状体中高达95%的神经元是所谓的”纹状体投射神经元(SPNs)”，它们根据表达的多巴胺受体类型被清晰地分为两大类：
这种受体表达的差异意味着两类神经元对多巴胺信号的”聆听”方式截然不同，从而为多巴胺实现复杂的调控功能提供了基础。
多巴胺对神经回路和行为的影响
多巴胺的影响远远超出了单个神经元，塑造了整个神经回路的活动，从而影响了行为。
🎁 奖励与动机：大脑的激励系统
🧠 中脑边缘多巴胺通路
从腹侧被盖区投射到中脑背核，在奖赏加工和动机中起着至关重要的作用。
当我们经历一些有益的事情时，比如吃到美味的食物或受到表扬，这条通路上的多巴胺神经元就会被激活。这种多巴胺的释放加强了导致奖励的行为，增加了重复的可能性。这种机制是学习和习惯形成的基础。
重要提醒：
多巴胺不仅仅是一种”快乐化学物质”，
而是刺激的激励价值和显著性的信号。
🏃♂️ 运动控制：协调身体动作
🔗黑质纹状体多巴胺通路
连接黑质和纹状体的通路，对于启动和协调随意运动至关重要。
多巴胺调节基底神经节神经元的活动，基底神经节是一组参与运动控制的皮质下结构。这种调节有助于选择和启动适当的运动程序，同时抑制竞争性动作。
🧠 认知功能：思维与决策
除了奖励和运动，多巴胺还影响各种认知功能，包括注意力、工作记忆和决策。
📊 工作记忆
在前额叶皮层，多巴胺信号在维持和更新工作记忆中的信息方面起着至关重要的作用。
🎲 风险决策
多巴胺调节冒险行为和冲动，多巴胺水平较高通常与冒险和探索行为增加有关。
😊情绪调节：复杂的平衡艺术
多巴胺对情绪调节的影响是复杂的，并与其他神经递质系统相互作用。虽然多巴胺通常与积极的情绪状态有关，但它在情绪中的作用并不简单。
⚠️ 多巴胺信号过多和不足都可能导致情绪障碍。例如，精神分裂症的”多巴胺假说”表明，某些大脑区域的多巴胺活动过度可能导致精神病症状。
🕸️ 复杂的调控网络
多巴胺神经元的活动受到大脑内复杂网络的严密调控。它们接收来自局部及长距离投射的密集神经支配，其兴奋或抑制状态主要取决于两大类输入信号的动态平衡：
这种多层次、多维度的调控机制确保了多巴胺神经元能够精确响应机体内外环境的复杂变化，维持神经系统的动态平衡。
运动和动机
多巴胺在运动功能中的作用并非直接控制动作的精确性，而是作为一种“启动器”和“激励器”，负责激发和维持自主行为。
🚀 多巴胺是行为启动的关键
帕金森病就是个典型的例。患者虽然失去了自主行走的能力，但在外部刺激（如楼梯、音乐）的引导下，却能完成爬楼、跳舞等复杂的协调动作。
这表明多巴胺的核心作用在于：自我发起一个动作，而非执行动作本身。
⚡ 多巴胺调节行为活力与动机
现代研究发现，多巴胺的释放水平与动物执行动作的活力以及动机程度直接相关。
多巴胺越多，我们做事就越有劲头、越积极主动。
一个有影响力的假说认为，多巴胺的释放反映了某个特定行为的“价值”。也就是说多巴胺其实是在告诉我们某件事值不值得做。
当一个行为与重要结果相关联时，多巴胺会增强该行为，从而促进学习和激励。
比如你闻到了鸡腿香，大脑释放多巴胺让你更有动力去吃；当你发现不好了前方危险需要逃跑时，多巴胺也会激增，给你逃生的力量。
⏱️ 不同时间尺度的调控
多巴胺的这种激励作用体现在两个时间尺度上：
学 习
在过去的几十年里，科学家们发现，多巴胺除了是运动的启动器外，还在我们的大脑中扮演着一个更为深刻的角色——超级严格的学习教练。它不是简单地让你感到爽，而是通过一个精妙的机制，告诉我们什么值得学、什么需要改，从而塑造我们的行为。
学习的秘密：建立联系，预测未来
在神经科学看来，学习的本质就是建立关联。我们通过将一个中性线索与一个重要的结果联系起来，从而学会预测未来。也就是“条件反射”。
比如说：
这种能力让我们能提前预判，而不是被动挨打。
学习的核心动力：意外
什么时候我们学得最快？当现实和预期不一样的时候。举个生活中的例子：
🎉 意外惊喜时（正向误差）：
😐 符合预期时（零误差）：
😞 意外失望时（负向误差）：
这个“现实与预期的差异”，在科学上被称为“奖励预测误差 (Reward Prediction Error, RPE)”。这正是学习发生的核心驱动力：
正向误差(Positive RPE): 现实 > 预期。
结果比想的要好，大脑发出“快学！”的信号，强化当前行为。
零误差(Zero RPE): 现实 = 预期。
一切尽在掌握，无需学习。
负向误差 (Negative RPE): 现实 < 预期。
结果比想的要糟，大脑发出“出错了，快改！”的信号，削弱当前行为。
经典例子：为什么”先入为主”这么难改？
一个经典的例子叫“阻断效应 (blocking)”。
如果狗已经学会了“铃声（A）=食物”，那么即便后来再给它“铃声+灯光（AB）=食物”的训练，它也学不会“灯光=食物”。因为食物的出现完全被铃声预测了，灯光的出现毫无意外可言，大脑就懒得学新东西了。
科学发现：多巴胺是意外探测器
神经科学家舒尔茨通过研究猴子发现：
从大脑到AI：跨界融合的典范
最神奇的是，科学家发现多巴胺的工作原理和人工智能的”强化学习“算法很像。
AI学习过程：
尝试一个动作 → 看结果如何 → 调整策略 → 再试再调整
大脑学习过程：
做一个行为 → 多巴胺评估意外程度 → 强化或削弱行为 → 下次做得更好
这就是为什么AI能学会下棋、打游戏的原理。
多巴胺是学习指导员：
它不会让你一直爽下去
它会根据”意外程度”给你反馈
它的目标是让你不断进步
该夸你时夸你，该推你时推你
让你变更聪明，更能适应这个世界
其他行为功能
前面我们说多巴胺是学习教练、动力开关，但其实它的功能远不止这些。多巴胺就像一个万能助手，在大脑不同区域有不同的工作职责。
🗺️ 多巴胺的工作岗位分布
– 腹侧纹状体
计算奖励预测误差，也就是评估这件事比我想的好还是差。
– 背侧纹状体
控制和协调身体运动， 指挥你的手脚如何动作。
– 纹状体后部
监测新鲜事物、重要信息、潜在危险。时刻警觉周围环境。
– 前额叶皮层
行为灵活性、工作记忆、控制冲动、区分不同刺激，也就是说负责规划和决策。
– 感觉皮层
帮助感知系统适应和改变，更好地适应环境。
– 海马体
帮助形成记忆，特别是新鲜事物的学习，专门负责把新信息存入大脑硬盘。
……
多巴胺参与了不同的行为过程，
它会根据所在位置和情况需要，
发挥不同的作用来帮助我们生存和适应。
科学家发现，肠道中的某些特定菌属，如普雷沃氏菌（Prevotella）、拟杆菌（Bacteroides）、乳杆菌（Lactobacillus）、双歧杆菌（Bifidobacterium）、肠球菌属（Enterococcus）和梭菌属（Clostridium）等，可以直接或间接地遥控大脑中的多巴胺系统。它们能够影响多巴胺受体和转运蛋白的表达水平，从而或增强、或削弱多巴胺信号的传递。
普雷沃氏菌与拟杆菌：多巴胺系统的精细调节师
在肠道菌群中，普雷沃氏菌属和拟杆菌属同属拟杆菌门，通过截然相反的方式，精妙地影响着我们大脑中多巴胺的活性。
它们主要作用于一个关键目标：多巴胺转运体 (DAT)。
什么是DAT？
多巴胺在神经元之间传递完信号后，就好比完成了任务的信使。DAT是一个高效的回收器，负责将这些信使从工作岗位上（突触间隙）回收，以便下次再用。DAT的效率直接决定了多巴胺的停留时间和信号强度。
✦ 拟杆菌：提高回收效率
以普通拟杆菌 (Bacteroides uniformis) 为代表，它的存在能增强DAT的回收效率。
当普通拟杆菌增多时，大脑纹状体中的DAT回收器会变得更加活跃，与多巴胺的结合能力增强。这意味着多巴胺会被更快地从工作岗位上回收。这是一种维持多巴胺系统稳态和效率的重要机制。
✦ 普雷沃氏菌：降低回收效率
以Prevotella copri为代表，它的作用则完全相反：它会降低DAT的回收效率。
当Prevotella copri增多时，DAT回收器的工作效率会下降。这使得多巴胺能在工作岗位上停留更长时间，其信号强度和作用时间都会被放大。
普雷沃氏菌的另一条通路：通过饥饿素间接发力
普雷沃氏菌能增加我们体内“饥饿素”（Ghrelin）的水平。饥饿素不仅让我们感到饥饿，它还能直接作用于大脑的奖赏中枢（VTA），在这里激活多巴胺神经元，促进多巴胺的释放。
总结来说，普雷沃氏菌和拟杆菌就像多巴胺系统的两个调节阀：
这两类细菌的平衡，对于维持我们大脑正常的奖赏、动机和运动功能至关重要。它们的失衡，可能与多种神经精神疾病的发生密切相关。
肠道菌群对多巴胺能突触间隙和多巴胺代谢的影响
doi： 10.3390/biomedicines10020436
(1) 单形拟杆菌上调 DAT/多巴胺结合效率。普雷沃氏菌Prevotella copri下调 DAT 结合效率。
(2) 粪肠球菌和屎肠球菌显示酪氨酸羟化酶和芳香族 L-氨基酸脱羧酶活性。口服黄连素合成辅因子 BH4，增强酪氨酸向多巴胺的转化。
(3) 植物乳杆菌 PS128 增加 DAT 表达。
(4) 瘤胃球菌下调 D2 R 表达。
(5) 瘤胃球菌与酪氨酸羟化酶活性降低相关。
乳杆菌与双歧杆菌：多巴胺系统的全能守护神
乳杆菌属(Lactobacillus)和 双歧杆菌属(Bifidobacterium) 是两大初代的益生菌，通过多种机制，保护和调节多巴胺系统，对抗压力与神经损伤。
✦ 直接保护神经，对抗损伤
其中植物乳杆菌PS128(Lactobacillus plantarum PS128) 的表现尤为突出：
补充PS128能够显著减少多巴胺神经元的死亡，并阻止纹状体中多巴胺水平的下降。其作用机制是减轻由神经毒素引发的氧化应激和神经炎症，从根源上保护了神经细胞。
✦ 提升多巴胺回收效率
除了直接保护，还能微调多巴胺的代谢通路，提升多巴胺回收效率。研究发现，植物乳杆菌PS128还能增加多巴胺转运体 (DAT) 的表达。这能优化多巴胺的回收和再利用，提高整个系统的运转效率。
✦ 调节关键代谢酶
植物乳杆菌DR7 (Lactobacillus plantarum DR7)：在压力状态下，它能下调“多巴胺β-羟化酶”和“酪氨酸羟化酶”的水平。这两种是多巴胺合成与转化的关键酶，通过调节它们，DR7能有效缓解压力反应。
鼠李糖乳杆菌 (Lactobacillus rhamnosus)：能下调单胺氧化酶 (MAO)的活性。MAO是分解多巴胺的酶，抑制它就等于延长了多巴胺的作用时间。
同样的多巴胺发挥更长时间的作用。
✦ 缓解压力与行为异常
益生菌对多巴胺系统的调节，最终体现在对情绪和行为的改善上：
双歧杆菌：能有效减轻身体过度的应激反应（HPA轴反应），帮助身体更好地应对压力。
婴儿双歧杆菌 (Bifidobacterium infantis)：在经历过早期压力的动物中，补充该菌逆转其行为缺陷，并使其大脑中失衡的去甲肾上腺素水平恢复正常。
总结来说，乳杆菌和双歧杆菌部分菌株通过减少炎症、保护神经元、调节关键代谢酶、优化多巴胺回收等多种途径，支持多巴胺系统的健康。
在对抗压力、焦虑、抑郁
以及神经退行性疾病方面，
展现出巨大的应用潜力。
肠道菌群对多巴胺代谢副产物的影响
doi： 10.3390/biomedicines10020436
(1) 粪球菌属Coprococcus comes和Coprococcus catus 与 DOPAC合成潜力密切相关。
(2) 破伤风梭菌对多巴胺具有降解作用，通过 DOPAC 中间体促进降解为 HVA。
(3) 鼠李糖乳杆菌下调 MAO。
(4) 植物乳杆菌 DR7 下调多巴胺β-羟化酶。
(5) 梭菌属物种显示下调多巴胺β-羟化酶。
(6) 植物乳杆菌 PS128 给药可改善多巴胺代谢并增加去甲肾上腺素水平。
梭菌属：多巴胺的破坏者 / 守护者
梭菌属是一个拥有超过180个成员的大家族，它们对多巴胺的影响，展现了双重性。
😫 魔鬼的一面：多巴胺的破坏者与搅局者
一些梭菌属的成员，比如破伤风梭菌（Clostridium tetani），直接降解多巴胺。
它们能将多巴胺分解成无活性、甚至有害的代谢产物，直接导致多巴胺水平下降。
还能扰乱代谢通路，它们产生的代谢物会堵塞多巴胺的正常转化路径。比如，它们会阻止多巴胺转化为另一种重要的神经递质——去甲肾上腺素。这会导致多巴胺在细胞内异常堆积，产生毒性，引发氧化应激，最终伤害甚至杀死宝贵的多巴胺神经元。
😇 天使的一面：保护和提升多巴胺
幸运的是，梭菌属中也有许多英雄成员，它们通过具体机制保护和提升多巴胺：
丁酸的生产菌 (Clostridium butyricum)：丁酸梭菌也是生产丁酸的重要菌种。丁酸能穿过血脑屏障，直接进入大脑，通过减轻神经炎症来保护皮层神经元，并被证实能提升下丘脑的多巴胺浓度。
此外，Clostridium coccoides为代表的成员，拥有一种名为β-葡萄糖醛酸酶的特殊工具。在肠道中，许多多巴胺与其它分子结合而处于休眠状态。这些梭菌能利用这种酶，切断结合，将多巴胺激活成自由的、有生物活性的形式。
肠道里有很多多巴胺被锁住了，梭菌用β-葡萄糖醛酸酶切断锁链，增加了肠道中可用的多巴胺总量。
研究还发现，梭菌能将多巴胺与脂肪酸结合，创造出全新的信号分子——脂肪酸酰胺。这些新分子可以与细胞受体结合，调节身体的生理过程，展现了梭菌影响我们健康的另一条复杂途径。
梭菌属不能被简单地归为好或坏。它既有破坏神经的物种，也有通过生产丁酸、激活多巴胺来守护大脑的友谊菌种。理解这些菌株和它们精确的作用机制，是未来精准调控肠道菌群以维护大脑健康的关键。
肠球菌属：多巴胺生产者 / 消耗者 / 条件益生菌
在肠道菌群的世界里，肠球菌属(Enterococcus) 是一个充满矛盾的角色。它既是我们肠道的正常居民，又可能在特定情况下变成“机会主义病原体”。然而，它最引人注目的，是其作为“多巴胺生产者”的巨大潜力，以及一个可能耗尽多巴胺原料的“坏习惯”。
😇 潜力所在：一个移动的多巴胺工厂
肠球菌属的两个主要成员——粪肠球菌(Enterococcus faecalis) 和屎肠球菌 (Enterococcus faecium)， 展现了惊人的多巴胺生产能力。
它们拥有将左旋多巴 (L-dopa)（帕金森病常用药）直接转化为多巴胺的酶。当把这些细菌移植到帕金森病小鼠体内，能显著提升其大脑中的多巴胺水平。
更关键的是，研究发现它们自身就携带酪氨酸羟化酶的活性。这是从最基础的原料——酪氨酸，开始合成多巴胺的第一步关键酶。这意味着它们具备了从头开始构建多巴胺的潜力。
服用小檗碱（黄连素主要成分）能进一步激活生产过程，让这个工厂开足马力运转
😫 坏习惯：浪费原料
尽管肠球菌有生产多巴胺的潜力，但它更喜欢走另一条岔路——优先生产酪胺。
肠球菌会优先使用其酪氨酸脱羧酶，将多巴胺的两种核心前体物质——酪氨酸和左旋多巴，都转化为酪胺 (Tyramine)。
这是个大问题，因为会大量消耗本应用于生产多巴胺的宝贵原料，
反而可能导致多巴胺水平下降。
肠球菌属是一个极具潜力的条件性益生菌。 它天生拥有成为多巴胺工厂的所有工具，但默认设置却是浪费原料。未来的应用前景在于，如果能找到方法比如联合使用特定药物引导它生产多巴胺，有望成为治疗帕金森病等神经系统疾病的强大生物工具。
瘤胃球菌属：可能引发炎症并干扰多巴胺信号
瘤胃球菌属 (Ruminococcus) 虽然能生产有益的短链脂肪酸，但却也可能降解黏液，引发炎症。
💥 引发炎症，破坏多巴胺能神经元
研究发现，在帕金森病动物模型中，瘤胃球菌属的数量会增加，这与大脑黑质区域酪氨酸羟化酶阳性细胞（即多巴胺能神经元）的死亡直接相关。
使用红参或进行运动可减少瘤胃球菌数量，
从而保护多巴胺神经元
临床研究进一步证实了瘤胃球菌的负面影响。例如，在患有抽动障碍的儿童中，发现其肠道内的产乳糖瘤胃球菌(Ruminococcus lactaris) 和 活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus) 数量显著高于健康儿童。抽动障碍本身也与多巴胺系统失调密切相关。
💥 干扰多巴胺信号接收
除了引发炎症，瘤胃球菌属还可能通过一种更隐蔽的方式干扰多巴胺系统，影响多巴胺受体的表达。
下调D2受体：在酒精诱导的动物模型中，发现包括瘤胃球菌科 (Ruminococcaceae) 在内的菌群增多，与大脑纹状体中多巴胺D2受体的基因表达水平下降有关。
D2受体是多巴胺发挥作用的关键接收器之一
它的数量减少，意味着即便多巴胺水平正常，
其信号也无法被有效接收，这与帕金森病
运动障碍（如运动迟缓）等症状密切相关
总结来说，瘤胃球菌属对多巴胺系统的负面影响是多方面的： 它通过降解肠道黏液来引发炎症，间接损害多巴胺神经元；同时，它还可能通过下调关键的D2受体，直接削弱多巴胺信号的传递。这使其成为一个在研究神经系统疾病时需要特别关注的菌属。
在多巴胺方面，瘤胃球菌属： 坏的影响 >> 好的影响
多巴胺对众多重要神经功能的广泛影响，几乎所有脑部疾病在某个阶段都可能涉及多巴胺功能障碍。在这里，我们将重点介绍以下几种疾病，最具体的特点是，多巴胺能异常和/或多巴胺能药物治疗。
帕金森病
在涉及中脑多巴胺系统的疾病中，研究最深入的或许就是帕金森病 (Parkinson’s disease, PD)。
帕金森病的核心病理改变，是黑质纹状体通路多巴胺神经元的选择性死亡，尤其是位于黑质外侧部的那些神经元。这些神经元就像大脑深处的多巴胺工厂，专门生产控制运动的关键化学物质，这些多巴胺被送到大脑的运动控制中心，充当运动启动器的角色。当这些工厂停产，身体就无法流畅地执行运动指令。
治疗突破
研究人员使用左旋多巴 (L-DOPA) 作为半成品原料，L-DOPA可以轻松进入大脑，然后被大脑里残存的神经元加工成多巴胺，治疗帕金森病患者能高效缓解其运动症状，这一发现彻底革新了我们对帕金森病的认知，并且该疗法至今仍用于临床实践。
帕金森患者的肠道菌群变化
帕金森病患者的肠道菌群组成发生显著改变，比如普雷沃氏菌减少，这是帕金森病患者最显著的肠道菌群改变。普雷沃氏菌能产生硫化氢，对多巴胺神经元具有保护作用。
厚壁菌门 / 拟杆菌门比例升高，特别是梭菌属和瘤胃球菌科增多。
其他具体变化如下表所示：
微生物在帕金森病中的作用
doi: 10.3390/biomedicines10020436
仍有部分研究结果存在矛盾，提示帕金森病的肠道菌群变化可能具有时间和个体差异性。
肠道症状：帕金森病的早期信号
帕金森病的胃肠道症状（如便秘、胃排空延迟）通常比运动症状更早出现，这为疾病的早期诊断提供了重要线索。
便秘：外周多巴胺水平降低 → 下肠道蠕动减少 → 便秘加重。
普雷沃氏菌减少导致硫化氢分泌不足，
进一步加剧了这一过程。
研究表明，与厚壁菌门肠型相比，普雷沃氏菌肠型的帕金森病患者，便秘严重程度明显降低。
谷禾肠道菌群检测报告中的肠型这个指标：其中有一种肠型就是普雷沃氏菌肠型。
<来源：谷禾肠道菌群检测数据库>
如果帕金森患者的普雷沃氏菌少，后面有可能会出现便秘症状。
研究指出，将乳杆菌属和双歧杆菌属作为益生菌引入后，帕金森病患者的排便频率得到改善，平均肠道转运时间从135小时缩短至77小时。
注意力缺陷/多动障碍症
注意力缺陷/多动障碍（ADHD）是儿童期最普遍的行为和多因素精神障碍之一，具有复杂的病因和强大的遗传基础。全世界约 5%的儿童和 2.5%的成人患有 ADHD。在约 80%被诊断患有该疾病的儿童中，ADHD 的一些症状持续到青春期和成年期。
多动症的特征是注意力不集中、冲动、过度运动和多动症；情绪失调，表现为易怒加剧、耐受挫折能力低和情绪波动。
注意力像蝴蝶一样飞来飞去，很难专注，身体像装了小马达，停不下来，做事很冲动，想到什么就做什么。
🧠 多巴胺系统罢工了
还记得我们前面说多巴胺是学习教练和动力开关吗？在ADHD患者大脑里，这套系统出了故障：
“多巴胺假说”认为，ADHD的症状源于大脑中多巴胺系统的功能失调。就像城市交通系统瘫痪：
🚗 正常大脑： 多巴胺像交通警察，指挥着注意力和行为有序进行
🚧 ADHD大脑： 交通警察生病了，到处都是堵车和乱象
🔬 科学发现：关键零件有问题
在一项人类研究中，描述了特定基因显示出与 ADHD 的重要关联，并且这些基因与多巴胺系统的组分相关，例如：
在 ADHD 患者的脑中也检测到异常水平的 DAT，并且 DAT 是抗多动症药物如安非他明的靶标。
多巴胺系统的失调，特别是 D4 和 D5 受体功能的异常，会破坏奖赏处理和动机系统，这是 ADHD 核心症状的重要神经生物学基础。
D4 受体主要存在于与 ADHD 病因密切相关的关键脑区，特别是额叶区域。额叶区域在执行功能、注意力控制和行为调节中发挥核心作用，而这些正是 ADHD 患者表现出功能障碍的主要认知领域。
ADHD的发育、遗传和环境因素
doi: 10.12865/CHSJ.51.01.02
虽然ADHD可能有独特的风险基因，但相当一部分风险变异在昼夜节律和多巴胺系统中有作用。
注：在与环境因素的相互作用中，受基因驱动的多巴胺和昼夜节律病理机制会增加 ADHD 患者发展共病疾病的风险，即物质滥用障碍、抑郁症和肥胖症。
多巴胺不是唯一因素
多巴胺至关重要，但ADHD是一种复杂的神经发育障碍。去甲肾上腺素系统同样扮演着极其重要的角色（尤其在注意力和警觉性方面），且与多巴胺系统相互作用紧密。其他神经递质（如血清素、谷氨酸、GABA）和环境因素（如早产、低出生体重、铅暴露等）也可能参与其中。
精神分裂症
精神分裂症是一种相对常见（发病率约1%）、致残率极高的精神疾病，其症状繁多，包括幻觉、思维障碍、情感淡漠，以及学习和工作记忆的缺陷。精神分裂症患者的失业率很高（80-90%），且其平均预期寿命会缩短10-20年，这在很大程度上是由于自杀风险的增加。
多巴胺在精神分裂症中的作用
多巴胺的神经传递在精神分裂症的临床发展和症状表现中扮演着关键角色。关于精神分裂症的“多巴胺假说”是在20世纪60年代提出的。
根据修订的多巴胺假说，精神分裂症患者在大脑的两个关键区域——中脑边缘系统（这是负责情绪和奖励的部分）和前额叶（帮助思考和决策的部分）的多巴胺水平异常。
具体来说，在大脑的一个叫纹状体的区域，多巴胺释放得太多，这和阳性症状（如相信不真实的事）有关。研究发现，患者在联想纹状体（一种帮助连接想法的脑区）的前突触（神经信号传递的起点）多巴胺活动增加，这可能引发妄想和幻觉。
例如，像安非他明这样的药物能刺激多巴胺大量释放，会让健康人出现类似精神分裂的症状，这支持了多巴胺过度活跃的观点。
另一方面，前额叶的多巴胺太少，可能解释了阴性症状（如情绪麻木、没动力）和认知问题（如注意力不集中）。
治疗与其他影响因素
早期的抗精神病药物，如氟哌啶醇和氯丙嗪，都是强效的多巴胺D2受体（D2R）拮抗剂。
像氯丙嗪这样的第一代抗精神病药物，主要通过阻挡多巴胺的D2受体（多巴胺的“接收器”）来缓解阳性症状。但这些药有时会让阴性症状更糟，因为它们没针对多巴胺不足的地方。第二代药物，比如利培酮，不仅调控多巴胺，还调整血清素（另一种影响心情的化学物质）。
当然，多巴胺问题不是精神分裂症的唯一原因，它还会和其他大脑化学物质（如谷氨酸，GABA）相互影响。基因因素，比如COMT基因的变化，会影响多巴胺的分解过程，从而提高患病风险。
物质使用障碍
物质使用障碍（亦称药物成瘾）是一种慢性疾病，其特征在于强迫性地、或难以控制地寻求和使用药物，不顾其会带来有害后果。
明知有害后果，但无法控制
成瘾性物质共同特征——都能引起多巴胺释放的急剧增加
关于成瘾起源的经典理论认为，药物扮演了一种异常强大的原发性奖赏 ，它会强化与药物使用相关的行为，同时又绕开自然奖赏（如食物和水）消耗的饱足感过程，这被认为是促进（药量）逐步增加和强迫性使用的原因。
经典多巴胺理论：大脑被欺骗的过程
招数一：模拟超级奖赏
正常情况：
吃美食 → 适度多巴胺释放 → 感觉愉悦
完成目标 → 适度多巴胺释放 → 获得满足感
物质成瘾：
使用某类物质 → 超量多巴胺释放 → 极度愉悦感
问题： 这种奖赏比任何自然奖赏都强烈
招数二：打破饱足机制
自然奖赏有刹车：
物质成瘾没有刹车：
理论的局限性
它无法完全解释成瘾带来的长期认知损伤，也无法解释为何一些非药物的奖励性行为疗法同样有效。然而，无论存在何种争议，一个不可动摇的结论是：多巴胺系统功能紊乱，是药物成瘾发生和发展的关键生物学基础。
考虑到多巴胺功能的复杂性及其与几种疾病的发展的关系，有各种药物旨在通过直接或间接靶向多巴胺受体来治疗这些疾病也就不足为奇了。
传统药物
有广泛的选择性或非选择性多巴胺激动剂和拮抗剂，其已在临床上用于改善疾病的症状，例如：帕金森病、勃起功能障碍、高泌乳素血症、精神分裂症、双相抑郁症、恶心等。
一些实例是阿扑吗啡、伊潘立酮、多潘立酮、溴必利、氯氮平、鲁拉西酮、奥氮平。
共同特点：瞄准D2受体
这些药物中的大多数以 D2 受体为主要靶点，尽管也有化合物可作用于 D1 和 D3。 D2受体是多巴胺系统的主控开关。D4受体至今没有临床药物。
新一代药物
▪ 布雷哌唑，多功能
最近，美国食品药品监督管理局批准了一种新的药物，它是多巴胺 D2 受体部分激动剂，对 5-HT1A 受体也具有激动剂活性，对 5-HT2A 和α-肾上腺素能受体也具有拮抗剂活性：布雷哌唑。
治疗范围：
✅已获批准： 精神分裂症、重度抑郁症（辅助治疗）
🔬 研发中： 阿尔茨海默病相关、创伤后应激障碍
▪ 阿立哌唑，智能调节
另一种有趣的非典型抗精神病药物是 D2 受体的部分激动剂，是阿立哌唑。
浓度决定作用
高浓度的阿立哌唑降低多巴胺能神经元的放电，而低浓度的阿立哌唑增加放电，表明该药物作用于 cAMP/PKA 和 Akt/GSK 3 途径。
治疗应用：
新策略
策略一：绕过受体，直击信号通路
最近，有一种新的方法来开发作用于多巴胺能途径的药物，其中药物靶向受体后信号传导途径，而不是受体。
传统方法： 直接作用于多巴胺受体
新方法： 绕过受体，直接调节受体后的信号传导
策略二：变构调节剂- 侧门入口
这些药物可以通过结合到与内源性配体结合的位点在地形上不同的位点来潜在地减少不良副作用，并且它们还可以双向影响下游途径。已经提出，使用变构调节剂可以增加对 GPCR 亚基的选择性并改善治疗效果，而不破坏生理调节的基质。
不在多巴胺结合位点起作用
在受体的侧门位置结合
改变受体的形状和功能
策略三：偏向性配体- 选择性激活
另一类专注于多巴胺受体后受体信号传导的药物正在开发中，它们是偏向性配体（也称为功能性选择性配体）。这些化合物被设计为选择性地接合受体下游的一个信号传导途径，该受体响应其内源性配体调节多个途径。
传统药物激活所有通路
偏向性配体只激活特定有益通路
未来前景
非编码RNA疗法
未来多巴胺能信号药物发现的其他可能靶点可能是非编码 RNA，因为它们在维持神经元稳态及其在神经系统疾病中的失调中起作用。重新建立非编码 RNA 功能的药物的开发可以更新突触传递。
干细胞疗法
正在开发使用干细胞衍生的多巴胺神经元的疗法，特别是用于治疗帕金森病。
基于肠道菌群的疗法
前面我们了解到，肠道菌群能够直接影响多巴胺的合成、代谢和受体表达，为治疗策略提供了全新思路。
特定菌群超标或不足的干预
例如，肠球菌属（如粪肠球菌和屎肠球菌）具备将酪氨酸转化为多巴胺的完整酶系统，配合小檗碱等天然化合物可增强其多巴胺合成能力。
在肠道菌群检测报告中，如果看到这类菌群偏低，可以配合小檗碱补充进行相关干预。
肠道菌群检测报告相关指标
在谷禾肠道菌群检测报告中，也有多巴胺这个指标，这个指标并非直接检测多巴胺浓度，而是基于谷禾自有的“菌群-代谢-神经递质预测算法”得到的评估。
<来源：谷禾肠道菌群检测数据库>
如果测出来过多或者过少，谷禾肠道菌群检测报告也会给出相关的说明及建议，可以根据该指标结合自身症状进行干预。
值得注意的是，谷禾肠道菌群检测报告中除了多巴胺的指标外，也有血清素、GABA、谷氨酸、DOPAC等多种神经递质相关指标，有些症状可以结合多个指标一起分析来获得更全面的评估。例如，焦虑情绪可能不仅与GABA水平相关，还可能与血清素代谢异常有关。
比如说，DOPAC是多巴胺的代谢产物，参与神经递质的代谢循环。作为代谢产物，间接反映了多巴胺代谢的活动水平。
DOPAC这个指标低可能意味着多巴胺代谢减少或代谢过程受到抑制。这种情况可能出现在多巴胺能神经元活动降低时，比如在帕金森病患者中，由于多巴胺能神经元的退化，多巴胺及其代谢产物DOPAC的水平都会降低。DOPAC水平异常也可能与某些精神疾病如抑郁症相关，这反映了中枢神经系统中多巴胺能系统功能的改变。
在谷禾肠道菌群检测报告中一次检测列出众多指标，也可以结合分析，比如说，当多巴胺合成能力高但DOPAC水平低时，提示多巴胺降解酶活性不足，可能导致多巴胺积累；相反，如果多巴胺指标正常但DOPAC过高，则可能存在多巴胺过度代谢的问题。
大脑中的多巴胺水平受到多种因素的影响，包括日常习惯和医疗干预。这些因素会显著影响情绪、动机和认知功能。
营养和生活方式
饮食对多巴胺水平有很大影响。富含蛋白质食物中的必需氨基酸如苯丙氨酸和酪氨酸是多巴胺的前体。食用富含这些氨基酸的食物可以增强多巴胺的合成。苯丙氨酸和酪氨酸广泛存在于多种食物中，包括肉类、乳制品、豆类、蔬菜（如蘑菇）、水果（如猕猴桃、红树莓）等。
摄入美味食物（尤其是高糖、高脂肪的食物）会激活大脑的奖赏回路，促进多巴胺的释放，从而增强食物的愉悦感和进食行为。然而长期摄入高糖或高脂肪食物可能导致多巴胺系统的适应性变化，例如多巴胺反应的习惯化或敏感性改变。
益生菌和发酵食品还可以通过促进肠道健康来影响多巴胺的产生。某些研究表明，健康的肠道微生物组对包括多巴胺在内的神经递质水平有积极影响。
益 生 菌
益生菌和益生元改善宿主的健康。这是通过引入活微生物及其生长基质，影响肠道微生物生态，并积极改变宿主的生理学来实现的。一些研究表明益生菌作为治疗工具的潜力，对免疫系统甚至 中枢神经系统有益。
关于影响中枢神经系统的益生菌：
已经表明，鼠李糖乳杆菌 JB-1、 长双歧杆菌 NCC 3001 和瑞士乳杆菌 R 0052 和 长双歧杆菌 R 0175 可减少大鼠的焦虑样行为。
双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌JB-1进行干预会影响 HPA 轴，降低皮质酮水平。
向无菌小鼠施用植物乳杆菌 PS128 可以减少焦虑样行为和过度运动。此外，这些变化伴随着 DA 和 HVA 的增加，以及纹状体中 5-HT 的增加。
特定的益生菌菌株能够：
降低应激激素：如假小链双歧杆菌 CECT 7765 能降低应激模型小鼠的皮质酮（CORT）水平。
调节神经递质：瑞士乳杆菌 NS 8 能恢复海马体中的去甲肾上腺素（NA）、5-HT水平，但另一些研究显示对下丘脑的神经递质无影响，表明其作用具有区域特异性。
改善情绪与行为：多种益生菌（如双歧杆菌、乳杆菌）显示出能够减少动物的焦虑和抑郁样行为，并改善认知功能。
支持大脑健康：能恢复神经营养因子（如BDNF）的水平，这对神经元的健康至关重要。
对人类有潜在益处：初步研究表明，益生菌可以降低健康女性大脑对情绪任务的反应，改善自闭症儿童的行为症状，并可能减少儿童患ADHD的风险。
然而，研究也强调了两个关键的复杂性：
菌株特异性：效果并非普适，不同的益生菌菌株（甚至是同一种类下的不同菌株）效果迥异。
并非绝对有益：一项研究指出，某种干酪乳杆菌反而增加了健康动物的焦虑样行为，提醒我们益生菌的作用是复杂的，并非多多益善。
益生菌并非万能药，其效果不仅取决于菌株，也取决于个体的身体状况。在健康状态下，不当补充某些益生菌甚至可能产生负面效果。
补充剂
一些补充剂被认为可以增强多巴胺功能：
注：刺毛黧豆也叫天鹅绒豆，是一种天然植物，其种子中富含左旋多巴(L-DOPA)，这是多巴胺的前体物质，种子的提取物用于许多健美运动补剂。
将肠道健康视为心理健康的一部分。通过饮食（如发酵乳制品、高纤维食物）和生活方式来维护健康的肠道菌群，可能对情绪稳定和压力管理有积极作用。
睡眠和锻炼
有规律的身体活动已被证明可以提高多巴胺水平并增强受体敏感性。 这可以促进改善情绪，注意力和运动技能。
可能增加多巴胺的运动类型包括：
睡眠质量和持续时间也会影响多巴胺的功能。睡眠-觉醒周期的中断可以改变多巴胺信号，可能影响注意力，学习和压力管理。
建立健康的睡眠习惯可以支持最佳的多巴胺水平：
了解多巴胺，就是了解我们行动的底层逻辑。希望这份科普能给你带来启发，学会如何与自己的多巴胺系统合作，我们可以更好地管理自己的能量和动力，让工作变得更轻松高效，也让生活中的小确幸更加触手可及。
注：本账号发表的内容仅是用于信息的分享，在采取任何预防、治疗措施之前，请先咨询临床医生。
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谷禾健康
自闭症谱系障碍（ASD）是一种神经发育障碍，越来越多的研究表明它与“微生物群-肠道-大脑轴”的功能失调有关，但其中起因果作用的微生物介质和分子机制仍不清楚。
2021年，谷禾团队参与构建并分析包含上千名中国儿童的大规模ASD队列，证实ASD儿童的肠道菌群发育早期即发生偏离，该研究成果发表于《Gut》期刊上。
近日，刘星吟教授研究团队基于之前发表的ASD队列研究，发现患有ASD的儿童体内乳酸杆菌属（Lactobacillus）的减少与更严重的肠胃道症状和社交缺陷相关。孕期母体免疫激活（MIA）已被确定为ASD的一个关键环境风险因素。在MIA诱导的ASD小鼠模型中，补充植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）或其衍生物苯甲酸钠（NaB），能够减轻自闭症小鼠的肠道菌群失调，改善其社交行为缺陷、谷氨酸-谷氨酰胺水平以及神经元活动异常。
单细胞RNA测序显示，苯甲酸钠（NaB）恢复了自闭症小鼠星形胶质细胞中Cxcl16等基因的表达，这与神经元和星形胶质细胞之间的谷氨酸代谢活动有关。该研究成果近日发表《Molecular Psychiatry》。
该研究构建了一个完整和严谨的证据链，从大规模人群的菌群分层观察，到代谢物鉴定，再到动物模型的因果验证和分子机制探索。它成功地回答了“是什么”（菌群差异）、“产生了什么”（苯甲酸钠）、以及“如何起作用”（调节星形胶质细胞等方面）的完整科学问题，是肠-脑轴领域从关联性研究向因果机制研究转变的典范。
本文将带大家深入了解这项研究及其对自闭症儿童未来基于菌群治疗干预的潜在价值。
为了实现上述目标，研究团队设计了严谨的多层次研究方案，并在方法学上展现出显著的创新性。
队列设计与分层策略
该研究利用了前期已建立的大规模队列，包括773名ASD儿童和448名年龄、性别匹配的正常发育（NT）儿童。
研究者基于16S rRNA测序数据，检测了每位受试者肠道中乳杆菌的相对丰度。他们定义了一个阈值（例如，相对丰度 > 0），将773名ASD儿童分为两个亚组：
这一分层策略在于，它将宏观的“ASD菌群失调”问题，转化为一个更具体、更可控的比较生物学问题，即比较NT、ASD-L和ASD-WL三组之间的差异，更精准评估乳杆菌在ASD肠道微生态中的独特作用。
多组学分析与网络构建
研究团队采用了多种先进的分析方法来揭示菌群结构和功能的改变：
PM2RA微生物网络分析
采用自主研发的PM2RA分析框架，构建并比较了三组（NT, ASD-L, ASD-WL）的微生物互作网络，揭示了乳杆菌作为对网络稳定性的影响。
宏基因组功能分析
在明确了网络结构差异后，研究进入功能层面。利用PICRUSt2等工具，分析了与肠道菌群相关的肠-脑功能模块（GBMs）和肠道代谢模块（GMMs）的活性变化，锁定了与神经递质和能量代谢相关的差异通路。
注：GBMs特指那些与神经递质合成、代谢（如多巴胺、GABA、色氨酸代谢）相关的通路，是连接肠道与大脑功能的桥梁。
靶向代谢组学验证
在功能预测的基础上，采用靶向气质联用（GC-MS）技术，直接定量检测了粪便和脑组织样本中关键代谢物（如苯甲酸钠）的浓度，实现了从“功能预测”到“实测验证”。
动物模型的功能验证
为了探究因果关系和分子机制，研究团队使用了母体免疫激活（MIA）小鼠模型。
注：该模型通过在母鼠孕期注射Poly(I:C)来模拟病毒感染，其后代会表现出类似ASD的核心行为缺陷。
益生菌与代谢物干预
对MIA模型小鼠分别灌胃植物乳杆菌（L. plantarum）或其代谢产物苯甲酸钠，并评估其对肠道菌群、肠道通透性及ASD样行为（社交缺陷、重复刻板行为）的改善效果。
单细胞转录组测序 (scRNA-seq)
对不同处理组小鼠的海马组织进行10x Genomics单细胞测序，以细胞类型特异性的方式解析苯甲酸钠对大脑基因表达谱的影响，从而锁定关键的细胞亚群（星形胶质细胞）和靶基因（Cxcl16）。
机制探索与功能验证
在证明苯甲酸钠能够改善行为后，研究者进一步探索其作用机制。他们检测了苯甲酸钠是否能穿过血脑屏障，并分析了其对大脑特定脑区（如下丘脑、前额叶皮层）中与社交行为密切相关的基因表达的影响。
这一系列从人体观察到动物模型验证，再到细胞、分子及表观遗传机制的深入探索，为揭示苯甲酸钠在肠-脑轴中的关键作用提供了强有力的证据。
该研究的核心发现层层递进，描绘了从菌群定植到行为改善的完整路径。
与没有乳杆菌定植的ASD儿童（ASD-WL）相比，ASD-L组携带有益共生菌（如双歧杆菌）的可能性更高，携带机会性致病菌（如Odoribacter）的可能性更低。
1
人群发现：乳杆菌缺失加剧ASD儿童肠道生态失调与功能异常
研究的第一个重要发现是，在ASD儿童群体中，乳杆菌的定植与否，是决定其肠道微生态网络结构和功能的关键变量。通过PM2RA网络分析，研究者发现：
菌群结构失调
与健康对照组（NT）相比，ASD-WL组（无乳杆菌）的微生物网络表现出最严重的失调，其网络复杂性和稳定性均显著降低，节点间的连接变得稀疏和脆弱。这表明缺乏乳杆菌的肠道生态系统更为混乱和不稳定。
改变的微生物群落网络：
ASD-WL与NT 和 ASD-L与NT
红色节点代表ASD组中上调的微生物群，绿色节点代表自闭症谱系障碍组中下调的微生物群。
ASD-L、ASD-WL和NT的微生物网络改变程度
ASD-L组（有乳杆菌）的网络结构则呈现出一种介于NT组和ASD-WL组之间的“中间态”或“恢复态”，乳杆菌的定植可能部分“纠正”或“缓冲”了ASD状态下的严重生态失调，使其网络结构向健康状态靠近。
代谢功能异常
功能层面的分析（GBM和GMM）进一步揭示了这种结构差异背后的功能后果。
在ASD-WL组中，多个与神经系统功能密切相关的肠-脑模块（GBM）出现显著异常。
更重要的是，这种代谢功能的失衡与ASD核心症状的严重程度（如ADOS评分）以及胃肠道不适（如便秘）显著相关。
而在ASD-L组中，这些与神经递质和胃肠道功能相关的代谢通路则与NT组无显著差异。
这些结果首次在大型队列中证实，乳杆菌的缺失与ASD儿童更严重的神经-胃肠道共病表型紧密相连，其机制可能在于调节了整个菌群的代谢产出。
乳杆菌定植和GMM及其与肠道不适的关系
这些发现的意义在于，它超越了简单地将乳杆菌视为一个有益菌的层面，而是揭示了乳杆菌作为网络核心，能够重塑整个生态系统的结构。这为理解益生菌如何发挥作用提供了全新的网络视角。
2
动物模型验证：植物乳杆菌及其关键代谢产物苯甲酸钠可逆转ASD样行为
为了验证人群中的关联发现并探究因果关系，研究者在MIA诱导的ASD小鼠模型中进行了干预实验。
首先，他们给MIA小鼠灌胃了在人群研究中富集的植物乳杆菌（L. plantarum）。结果显示：
菌群与代谢重塑
植物乳杆菌干预改变了小鼠的肠道菌群组成，能显著逆转MIA模型引起的肠道菌群结构失调。
功能通路富集分析显示，植物乳杆菌恢复了MIA小鼠中异常的氨基酸代谢通路。
行为改善
这种肠道层面的改善直接转化为了行为上的获益。植物乳杆菌干预显著改善了MIA小鼠的重复刻板行为（图G）和社交缺陷（图H,I）。
那么，植物乳杆菌是通过什么物质来发挥作用的呢？
研究团队通过代谢组学分析其培养上清液，发现其中富含一种神经活性代谢物——苯甲酸。随后，他们直接给MIA小鼠灌胃其更稳定、易于使用的盐式——苯甲酸钠（NaB），发现苯甲酸钠同样能够显著改善MIA小鼠的社交新颖性偏好和重复刻板行为（下图I, J）。
研究发现，粪便中苯甲酸钠的水平与ASD的核心症状严重程度（通过ADOS和ABC量表评估）呈现显著的负相关。也就是说，苯甲酸钠水平越高的ASD儿童，其社交障碍和重复刻板行为的症状越轻。
这一结果有力地证明：
苯甲酸钠是介导植物乳杆菌改善ASD样行为的关键效应分子之一。
3
机制解析(一)：苯甲酸钠修复肠道屏障、穿透血脑屏障并纠正脑内神经病理
为了厘清苯甲酸钠的作用路径，研究者首先考察了它对肠-脑连接的影响。研究发现，苯甲酸钠通过两个关键步骤连接肠道和大脑：
MIA小鼠表现出肠道通透性显著增高，即“肠漏”现象，这可能导致肠道内有害物质进入血液。
而苯甲酸钠（NaB）干预能够有效降低MIA小鼠异常增高的肠道通透性，修复受损的肠道屏障功能，从源头上减少了潜在的负面影响。
作为一种小分子代谢物，苯甲酸钠（NaB）能够成功穿过血脑屏障，并在脑组织中有效富集。
这一发现至关重要，它打通了从肠道到大脑的直接物理通路，证实了肠道微生物代谢产物可以直接进入中枢神经系统发挥作用。
▶▷
进入大脑后，苯甲酸钠对MIA小鼠的神经病理状态产生了广泛的纠正作用。MIA小鼠表现出典型的神经病理特征，包括：
而补充植物乳杆菌或其代谢产物苯甲酸钠，均能显著缓解这些神经病理学上的异常现象，使大脑从一种“应激”和“失衡”的状态中恢复过来。
3
机制解析(二)：苯甲酸钠通过调控星形胶质细胞Cxcl16，恢复谷氨酸稳态
为了找到苯甲酸钠在大脑中发挥作用的具体靶点，研究者利用单细胞RNA测序技术，高精度地解析了苯甲酸钠对海马区不同细胞类型的影响。结果清晰地指向了一类关键的非神经元细胞——星形胶质细胞。在MIA小鼠中，这类细胞的基因表达谱发生紊乱，而苯甲酸钠处理能够特异性地“纠正”这种紊乱。在众多被纠正的基因中，Cxcl16基因的变化最为显著。
与人群研究中观察到的谷氨酸代谢通路异常相呼应，MIA小鼠脑组织中的兴奋性神经递质谷氨酸（Glu）和谷氨酰胺（Gln）水平异常升高，提示大脑处于过度兴奋状态。而植物乳杆菌和苯甲酸钠干预均能显著降低其水平，使其恢复至正常。
星形胶质细胞正是调控脑内谷氨酸循环的关键。
一系列精巧的实验证实了Cxcl16的核心地位：在MIA小鼠海马的星形胶质细胞中特异性地过表达Cxcl16，可以直接恢复其社交缺陷和异常的神经元活动模式。
星形胶质细胞中的Cxcl16是介导肠道代谢物苯甲酸钠改善社交行为的关键分子。
3
机制解析(三)：苯甲酸钠通过H3K27表观遗传修饰诱导Cxcl16表达
最后，来自肠道的代谢物苯甲酸钠，是如何在大脑中调控Cxcl16基因表达的？研究揭示了一个全新的表观遗传学通路。
研究发现，苯甲酸钠（NaB）可以作为底物，参与一种新型的组蛋白翻译后修饰——组蛋白H3第27位赖氨酸的苯甲酰化（H3K27bz）。
苯甲酸钠处理显著提升了星形胶质细胞内H3K27bz的水平，并且这种修饰特异性地富集在Cxcl16基因的调控区域，从而打开了该基因的转录。
这一发现首次将肠道微生物代谢物与宿主大脑中的新型表观遗传修饰直接联系起来，为理解肠-脑轴的调控深度提供了开创性见解。
科 学 意 义
提出ASD分层干预的新范式
该研究强调了ASD的异质性，并提出基于微生物特征（如乳杆菌定植）进行分层的精准医疗概念。这提示我们，未来的干预措施可能不适用于所有ASD患者，而是需要为具有特定肠道微生物特征个性化定制。“ASD-L”和“ASD-WL”的分组，可能代表了两种不同的病理生理亚型，需要不同的干预策略。
发现内源性神经调节剂
苯甲酸钠作为一种由特定菌群结构产生的、能够调节大脑关键社交通路的内源性分子，为我们理解共生微生物如何塑造宿主行为提供了全新的视角。未来可以挖掘更多能够调节宿主神经系统的神经活性代谢物（Neuroactive Metabolites）。
局 限 性
研究虽有重大突破，但仍有一些问题有待未来研究深入探讨：MIA小鼠未能完全模拟ASD；需在其他遗传模型验证NaB效果，评估其高浓度安全性；NaB仅部分改改善ASD行为，该益生菌产生的其他代谢物（如吲哚-3-乳酸）可能也发挥了协同作用；其作用机制和Cxcl16染色质可及性等都需进一步研究。
实 际 应 用
开发新型益生菌或合生元
针对缺乏乳酸杆菌的ASD-WL亚群，开发能够高效定植并产生苯甲酸钠的下一代益生菌或合生元产品，将成为极具前景的治疗策略。
苯甲酸钠作为潜在治疗药物
苯甲酸钠本身是一种FDA批准的食品防腐剂和临床药物，其安全性已得到广泛验证。这意味着将其重新定位为治疗ASD社交缺陷的药物，其临床转化路径可能相对较短。
诊断与分层标志物
肠道菌群健康检测，可以测粪便中的乳杆菌定植情况，有望成为筛选适合接受特定微生物疗法或苯甲酸钠疗法的ASD儿童的生物标志物，从而实现精准干预。
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谷禾健康
阴道微生物组在女性阴道健康方面起着重要作用。使用高通量宏基因组和16S rRNA 测序，已在人类阴道中鉴定出250多种细菌。其中，乳杆菌是健康阴道中最常检测到的微生物，其中包括卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)、惰性乳杆菌（Lactobacillus iners）、詹氏乳杆菌（Lactobacillus jensenii）和格氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)。
乳杆菌被认为通过产生有机酸、过氧化氢 （H2O2）、细菌素和其他抗菌化合物来防止病原体入侵，从而对阴道生态有益。月经、怀孕、性行为、阴道冲洗和不受控制地使用抗生素等因素会迅速改变微生物群落。阴道生态系统的破坏的特征是乳杆菌物种的枯竭和非乳杆菌微生物的过度生长。
如果把阴道微生态比作一座城市，惰性乳杆菌（Lactobacillus iners）就像那位“随时上线的值班员”：它无处不在、反应灵敏，却不总是最强的守护者。与经典的“稳定派”L.crispatus不同，L.iners 更像过渡期的掌舵者——在月经、性行为、抗生素、妊娠激素等因素影响时占据主导地位，帮助群落从一种状态向另一种状态转变。
但这份灵活也带来代价：它产酸与抑菌能力较弱，黏附与免疫调控独具一格，因而既能伴随健康，也常与生态失调、细菌性阴道病、性传播感染、妊娠不良风险相伴。认识并理解这位“双刃剑”角色，或许是我们走向更精准的女性生殖健康管理、重塑“好菌优势”的关键一步。
惰性乳杆菌（Lactobacillus iners）是阴道微生物群中最普遍的成员，然而，其在复杂的阴道微环境中的作用尚不完全清楚。鉴于其在乳杆菌中具有独特属性，且对多种不良生殖结局的影响差异明显，了解其基本特征有助于更全面地认识其在女性健康中的作用。
惰性乳杆菌（L.iners）于1999年才首次在阴道和泌尿道标本中被发现；因无法在常规MRS琼脂的标准条件下像其他乳杆菌那样生长而长期被忽视。
1
形态特征
• 革兰氏染色具有可变性
惰性乳杆菌（L.iners）起初被归为革兰氏阳性、杆状、非孢子形成的兼性厌氧菌，但多项研究表明其并非总呈典型的革兰氏阳性染色，形态亦常似球杆菌。一些报道其多呈革兰氏阴性、短小杆状，耐酸性弱（在pH3培养基中不可存活），这或致其早期在培养与显微观察中被忽视。
L. iners 出现“时而革兰氏阳性、时而革兰氏阴性（或变异性）”主要有以下原因：
–细胞壁肽聚糖层很薄：电镜研究显示其PG层显著薄于典型乳杆菌，导致在革兰染色中难以稳定保留结晶紫，呈现革兰阴性或“变异性”外观（可见杆菌或球菌样形态）。
-形态可塑性与菌株差异：同一菌株内及不同分离株之间均可见细胞形态与染色表现的变动，提示菌株层面的结构与功能差异会影响染色结果。
-环境与基因表达的影响：在不同阴道微环境（如细菌性阴道病样环境 vs. 乳杆菌占优势环境）中，L.iners 的基因表达（如调控细胞形态的rodZ等）会改变细胞形态与壁性质，从而影响革兰染色表现。
-方法学与判读偏差：Nugent评分依赖革兰染色形态计分，而L. iners 的“革兰阴性样”表型易被误判为加德纳菌等阴性形态，导致分类偏差，放大了其“阴性”出现的频率。
L. iners 培养分离株的革兰氏染色
Holm JB,et al.Curr Infect Dis Rep.2023
• 厌氧条件下生长能力显著强于其他乳杆菌
该菌在血琼脂上厌氧孵育 24 小时可形成小而光滑、圆形、半透明、无色素的菌落；在添加1–5%绵羊或人血的MRS琼脂上多数分离株亦可生长。
研究证实，L. iners 在厌氧条件下可在MRS琼脂上持续生长至少7天，显著长于其他乳杆菌。
2
基因组和功能
• 较小的基因组对环境波动适应能力较差
惰性乳杆菌（L.iners）的基因组很小，平均为1.28 Mbp，而L.crispatus为2.25 Mbp，这已经处于乳杆菌属的较低基因组大小范围内。相应地，L.crispatus泛基因组计数4300个基因，而L.iners的基因组为2300个基因，平均GC含量为 ~33.3%。
如此低的基因组大小强烈表明一种寄生性、宿主依赖性的生活方式。此外，人们认为较小的基因组预示着对环境波动的脆弱性更高。
• 碳水化合物和氨基酸代谢基因减少
基因组分析表明，L. iners碳水化合物和氨基酸代谢相关的基因数量严重减少，而它维持了主要核心代谢蛋白的保守基因和来自宿主或群落的必需化合物的膜转运基因。确定了三个潜在的核心基因（inerolysin、ZnuA 和 hsdR）与L.iners对阴道环境的特异性适应密切相关。
inerolysin是一种异常的成孔型胆固醇依赖溶素，在酸性环境中活性高，能在膜上形成孔洞，或为稳定获取宿主营养所必需；高亲和力锌摄取蛋白 ZnuA 维持金属离子稳态，可能介导对阴道上皮的强黏附；I 型限制性内切酶亚基 hsdR 被认为在细菌性阴道病期间参与抗噬菌体防御。
• 独特的肽聚糖层可能有助于吸收营养
此外，L. iners 携带完整的肽聚糖（PG）合成与水解酶基因。与其他乳杆菌物种相比，惰性乳杆菌细胞膜独特而薄的肽聚糖（PG）层可能更容易吸收营养或分泌蛋白质，从而提供必需的营养物质或应对阴道环境的快速变化。
3
产酸和过氧化氢能力较弱
• 相较其他乳杆菌抵抗病原体能力较弱
乳杆菌是阴道主要产酸者，能降低pH并抑制潜在致病菌。但不同物种的产酸能力存在差异：L.crispatus、L.gasseri、L.jensenii可由糖原发酵生成D-乳酸与L-乳酸；而L.iners缺乏D-乳酸脱氢酶，仅产L-乳酸，因此其L/D比值最高。
乳酸异构体对宿主免疫的影响不同；较高的L/D比值可上调 EMMPRIN 并激活 MMP-8，促进细胞外基质分解，利于细菌穿越宫颈并诱发上行感染。此外，D-乳酸对外源细菌的抑制强于L-乳酸，说明L.iners在防御病原入侵方面较弱。
• L.iners为主时阴道pH值偏高
研究发现，L.crispatus优势时阴道pH持续偏低；而 L.iners过度生长并不能维持低 pH，且在低 pH 环境中表现较弱。细菌性阴道病常伴随 pH 升高，此时多见加德纳菌与L.iners共存而少见其他乳杆菌。
L.iners 亦缺乏通过丙酮酸氧化产生 H2O2 的机制，而 H2O2 被认为有助于抑制厌氧菌定植。因此，当病原菌挑战阴道环境时，L.iners无法抵抗病原菌的过度生长和pH值的升高，而它可能会持续存在生态失调。
4
营养需求
L. iners基因组异常小、代谢受限，却有更复杂的营养需求，使其能适应多样阴道生态位。激素和其他因素的波动可能会影响阴道环境，导致粘液和糖原产生、pH 值和微生物种类发生变化，这可能为L.iners提供必需的营养。
• 主要对葡萄糖、麦芽糖进行糖酵解
基因组分析表明，除能从葡萄糖、麦芽糖、海藻糖和甘露糖产生酸外，这些菌株不能从L-阿拉伯糖、D-阿拉伯糖醇、环糊精、糖原、N-乙酰葡糖胺、乳糖、甘露醇、松三糖、蜜二糖、甲基β-D-吡喃葡萄糖苷、普鲁兰、棉子糖、核糖、鼠李糖、山梨糖醇、蔗糖、塔格糖、海藻糖或D-木糖产生酸。
• 编码inerolysin使其在失调环境下更具竞争优势
惰性乳杆菌（L.iners）对外源氨基酸的依赖性更高。并且L.iners已被证明是迄今为止已知的唯一编码一种形成孔的溶细胞毒素 inerolysin 的乳杆菌物种。
L.iners产生 inerolysin 的能力可能是影响其从阴道环境中获取营养能力的最重要因素之一。与在平衡的微生物环境中相比，超过10%的编码L.iners中 inerolysin 的基因在生态失调中的表达更高。该毒素可直接从宿主组织/细胞释放资源，使L.iners在营养匮乏和不利条件（如细菌性阴道病，其他乳酸杆菌难以定植）下具竞争优势。
注：尽管在乳杆菌中没有发现铁摄取系统，但在乳杆菌中检测到了能够催化亚铁离子并结合原卟啉IX形成血红素的铁螯合酶。
5
粘附能力
惰性乳杆菌（L.iners）对宿主细胞的粘附被认为通过阻断病原微生物在阴道上皮细胞的结合位点的机制在排除病原微生物方面发挥作用。
• 中性pH值下L.iners与人纤连蛋白的结合强于其他乳杆菌
尽管L.iners缺乏乳杆菌属的大部分主要粘附分子，但它仍然对阴道上皮细胞表现出很强的粘附能力。纤连蛋白是阴道上皮细胞外基质中的一种不溶性糖蛋白。L.iners基因组编码一种纤连蛋白结合蛋白，该蛋白含有金黄色葡萄球菌致病菌株共有的基序（纤连蛋白结合蛋白 A），从而介导金黄色葡萄球菌对宿主细胞的粘附和侵袭。研究证明，在更中性的 pH 值下，L.iners与人纤连蛋白的结合明显强于其他乳杆菌物种，这可能导致L.iners在阴道中持续存在，尽管存在病原体或用抗生素治疗。
• L.iners独特的粘附能力会影响其保护作用
一项体外研究报告说，L.iners可能会增加引起细菌性阴道病（BV）的G.vaginalis的粘附。研究还证明，L.iners产生溶孔素，这是一种常见于病原菌中的成孔蛋白，可以增强粘附能力。这些发现表明，L.iners独特的粘附功能降低了对健康阴道微生物组免受病原菌侵害的保护。
6
抗菌和免疫特性
L.iners是最常见且持久的阴道共生乳杆菌，能高度适应复杂且动态的阴道环境。环境波动时，其他乳酸杆菌或难以存活，而 L.iners 借助基因组层面的灵活调控——如特异性碳水化合物摄取、纤连蛋白结合、噬菌体防御与惰性溶血素合成——维持稳定丰度。其在多种条件下的生存优势使其在微生物组过渡期常成优势种。
• L.iners在不同环境下可能存在免疫保护也可能扰乱稳态
多项研究已证实 L.iners 具备多种免疫特性，其细胞因子调控、外源营养摄取和噬菌体防御等特性，有助于在不利条件（包括 BV）下生存。L.iners还能限制有害菌获取铁等关键营养，并通过激活上皮先天免疫抑制其生长；此外，通过阴道上皮细胞之间的特定分子相互作用观察到 L.iners 的抗炎作用。
以 L.iners 为主的阴道微生物组与上皮应激反应的诱导相关。研究发现，L. iners（而非 L. crispatus）显著上调人原代阴道上皮的模式识别受体通路并提升 TNF mRNA，显示其对宿主免疫的物种特异调节。有人提出，L. iners 在压力下可激活 TLR 信号、提高 HSP70、抑制自噬，从而扰乱上皮稳态并削弱对潜在病原的识别与应答。相反，多种参与上皮抗菌防御的分子（如 NGAL、钙卫蛋白、透明质酸）又更易被其诱导。
综上，L.iners 既能对抗非生理威胁、促进恢复至更健康状态，又表现促炎特性，且在不同环境下并不总是共生角色。
阴道微生物群在维持女性健康的阴道微环境方面起着重要作用，其组成受种族、年龄、妊娠、阴道疾病等多种因素的影响。作为全球育龄女性阴道微生物组中最常见的乳杆菌成员，Lactobacillus iners兼具“普遍性”与“复杂性”。
一方面，乳杆菌总体被视为女性阴道健康的关键守护者，通过乳酸与抗菌物质产生抑制病原体、维持低pH与生态稳态；另一方面，L.iners又与经典的有益乳杆菌（如L.crispatus、L.jensenii、L.gasseri）显著不同：其基因组较小、代谢能力相对受限、主要产生L-乳酸、能在高低pH及BV阳/阴性环境中存活，因而常被视为生态扰动后的“过渡型”定植者。
流行病学与多组学研究提示，L. iners主导的微生物群（CST III型）在多个人群中广泛存在，较缺乏乳杆菌的多样化菌群仍具一定保护性，但与L.crispatus主导状态相比，其对病原体（包括念珠菌）定植与部分不良结局（如阴道生态失调、性传播感染及妊娠不良）的防护可能次优；同时，行为与社会学因素（如无保护性行为、性伴数增加）可能与其主导状态相关。
阐明L.iners在阴道健康与疾病中的双刃剑角色，并识别可干预的致病特征与潜在生物标志物，至关重要且紧迫。
1
L.iners与阴道生态失调
证据强度：较高
与肠道菌群相比，健康个体阴道微生物环境的一个典型特征是其细菌多样性极低。健康绝经前妇女有五种主要的群落状态类型（CST），即L.crispatus 主导的 CST I、L. gasseri 主导的 CST II、L.iners 主导的 CST III 和 L. jensenii 主导的 CST V，而 CST IV 的特征是缺乏乳杆菌属。阴道生态失调以细菌多样性高和厌氧菌混合物为特征，经常与多种妇科疾病有关。
• L.iners在孕妇中占比均较高，但健康孕妇中更多
一项研究从中国广州中山大学附属第六医院招募了一组 95 名孕妇。该队列包括 34 名健康孕妇（健康）和 61 名患有至少一种疾病的孕妇。
参与者患有的疾病也被分为妊娠糖尿病（GDM）（n=21）、母体相关不良妊娠结局（MAPO， n=29）、胎儿相关不良妊娠结局 （FAPO， n=13）、阴道感染（n=6）、肝脏或肾脏异常（n=14）、贫血（n=8）、血栓形成倾向（n=4）和辅助受孕（n=11）。
中国孕晚期孕妇阴道微生物组组成及结构
Wang X,et al.NPJ Biofilms Microbiomes.2025
研究发现，在物种层面，健康孕妇的阴道微生物组呈现出独特的分布模式，其中L.iners主导的CST-III型占比高达50%，显著高于疾病组的31.15%,但在所有组中，L.iners所主导的分型占比均不低。
• L.iners为主的阴道菌群保护性不及L.crispatus
L.iners常见于健康女性、阴道生态失调（如 BV）患者，甚至抗菌治疗者。多项研究表明，L.crispatus与健康相关，而以L.iners为主的群落有时难以提供足够保护以预防失调。
L.iners的存在与较高水平的促炎因子有关，例如白细胞介素1α、白细胞介素18、巨噬细胞迁移抑制因子和肿瘤坏死因子α，它们负责激活阴道炎症反应。
• L.iners适应能力较强，BV患者丰度可能也不低
尽管L.iners的作用仍有争议，但其丰度相对稳定，不易被病原体替代。细菌性阴道炎时，L.iners常与潜在有害菌共存，而L.crispatus则很难做到。
其基因组支持对失调环境的适应，可能与代谢、细胞溶解及抗噬菌体防御基因随阴道环境变化而调控有关。其在多种条件下的强生存力提示其既是宿主防御的重要成员，也是可维持与恢复阴道微生物组的持久共生乳杆菌。
2
L.iners与细菌性阴道病
证据强度：较高
细菌性阴道病（BV）是育龄妇女中最常见的阴道炎类型。它的特点是乳杆菌属显著减少或消失，伴随着以厌氧菌和兼性细菌为主的更多样化的微生物群的出现，如加德纳菌属、普雷沃氏菌属和阴道曲霉属。
• L.iners是能在细菌性阴道病中存在的乳杆菌
L.iners通常是唯一可以在细菌性阴道病（BV）期间检测到的与BV相关细菌共存的阴道乳杆菌物种。凭借对基因组功能的动态调控，它能在剧变的阴道环境中持续存在；L.iners基因表达的增加可能导致琥珀酸和其他短链脂肪酸的产生以及 BV 环境中 pH 值的增加。
为了适应BV环境，L.iners可以增加inerolysin和粘蛋白的表达，促进甘油的产生和相关代谢酶的表达，从而保证其从外源获取营养物质。此外，噬菌体是导致 BV 期间乳杆菌种类突然减少的原因之一，而 L.iners 可以上调I型 RM 系统和 CRISPR 等防御系统，以及其特异性 hsdR 基因，以抵抗 BV 期间噬菌体的入侵。
最近的一项研究发现了三种由名为Lactobacillus paragasseri的人类肠道菌株产生的细菌素活性肽。这些细菌素对乳杆菌具有很强的选择性抑制活性，而L. crispatus、L. jensenii和L. gasseri仅受到轻微抑制，表明这些乳杆菌衍生的抑制剂可以与甲硝唑联合使用，以改善目前的BV治疗。
• L.iners有助于预测细菌性阴道病的状态
由于 L.iners 在 BV 中的共存与其他乳杆菌物种不同，因此L.iners的流行率可以作为微生物指标来预测BV的发作或中间状态。此外，L.iners对甲硝唑具有耐药性，并且被发现它是主要的乳杆菌物种，即使在用甲硝唑处理BV后也是如此。
与BV期间几乎缺失的保护性乳杆菌相比，L.iners竞争力更强，能在失衡微生物组中共存。有人认为它促成 BV 与非 BV 状态的过渡。值得注意的是，治疗后微生物组常仍以L.iners为主，而未转为L.crispatus优势。因此，L.iners持续存在或致长期阴道失调，尤见于反复治疗后。但仍需研究其究竟是转化生物标志物，还是 BV 的促成因素。
3
L.iners与早产
证据强度：一般，存在矛盾结果
在怀孕期间维持阴道微生物组中乳杆菌属的自然健康平衡尤为重要。早期的研究证实，怀孕期间阴道内的高雌二醇水平和随之而来的高糖原水平导致更强的阴道酸化，从而随着妊娠的进展促进乳杆菌物种的流行。
• L.iners的丰度在孕中期和晚期显著下降
许多研究表明，以惰性乳杆菌（L.iners）为主的阴道微生物组更有可能在怀孕期间转向生态失调。在之前的研究中，发现健康孕妇的L.iners丰度在妊娠中期和晚期显著下降，而 L.crispatus 的丰度在妊娠中期与孕早期相比有所增加。
此外，研究发现，阴道清洁度和白细胞酯酶活性阳性的升高与 L.iners 而非 L.crispatus 的丰度增加相关。
• L.iners的丰度与早产之间存在一定联系
越来越多证据表明，细菌性阴道病（BV）是不良妊娠结局的重要病因，尤以早产（PTB）为甚。以L.iners占优势的“中间微生物群”被视为 PTB 的潜在风险因素。
有研究人员认为，在怀孕早期健康女性的阴道涂片中检测到的L.iners可能与早产（PTB）有关。另有研究也证明了这一点，报告说，妊娠16周时以L.iners为主的阴道微生物组是短宫颈和早期 PTB（<34 周）的危险因素，而 L.crispatus 优势在种族更多样化的队列中对 PTB 具有保护作用。
来自不同国家的最新研究表明，L. iners 与早产患病率增加之间存在关联。L. iners也被证明是黑人孕妇中最丰富的乳杆菌物种。然而，大多数研究并未确定乳杆菌占主导地位的阴道微生物组与黑人孕妇的 PTB 之间存在显著关系。
相反，三项研究报告说，L.iners与降低 PTB 风险有关。因此，L. iners 与 PTB 风险之间的关联还存在争议（表1）。此外，有限的样本量、样本采集时间、PTB 定义的差异、种族和地理差异、菌株鉴定方法的差异，以及遗传异常或 PTB 病史等复杂的临床条件，都是影响结果的混杂因素。
L.iners和早产的研究主要结果
Zheng N,et al.Front Cell Infect Microbiol.2021
基于L.iners的特性及其在作为唯一乳杆菌时对病原体保护不足，一些研究者认为它并不直接致孕期感染。事实上，L.iners优势的阴道微生物组较不稳定，孕期易向与BV相关的CST-IV转变；其还可能通过调节局部炎症与影响宫颈完整性，削弱化学与机械黏膜屏障，从而增加早产风险。但仍需进一步研究阐明二者的潜在机制。
4
L.iners与生物膜形成
证据强度：一般
生物膜是紧密附着在表面上的细菌结构，已知它们比浮游细胞对宿主免疫反应和抗生素治疗更具抵抗力。阴道上皮的生物膜与感染密切相关；大量证据显示BV伴随致密的多菌生物膜，其中加德纳菌（G.vaginalis）为主导菌。一般认为，加德纳菌启动生物膜形成并促进其他 BV 相关菌附着，进而增厚生物膜；其生物膜还能阻挡抗生素渗透，保护其他菌株。BV 的高复发被广泛归因于此类生物膜既能保护细菌免受抗生素治疗，甚至作为病原体再生的宿主。
• L.iners对病原菌的粘附抑制不如其他乳杆菌
阴道本土乳杆菌被认为可以通过空间位阻或粘膜中的受体掩蔽来防止病原菌的定植。先前的研究使用乳杆菌益生菌方法试图清除多微生物生物膜，从根本上阻止细菌毒力并抑制人体阴道感染。
据报道，植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）可显著降低 HT-29 细胞系中大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的粘附，这使其成为治疗 BV 的潜在抗生物膜剂。体外生长的阴道加德纳菌生物膜被罗伊氏乳杆菌RC-14取代，并在有限程度上被L.iners取代。
研究发现，L.crispatus大大降低了G.vaginalis菌株对宫颈上皮细胞的粘附，包括来自健康女性和患有BV的女性。有趣的是，L.iners显著降低了健康女性对G.vaginalis菌株的粘附，但却增强了致病性G.vaginalis的粘附，表明L.iners可能可以与BV相关的G.vaginalis共存，并可能有助于G.vaginalis主导的生物膜形成。
此外，众所周知，念珠菌属，主要是白色念珠菌，可以形成厚而坚韧的生物膜，这大大增加了治疗复发性外阴阴道念珠菌病期间对抗真菌药物的耐受性。有研究报道了各种乳杆菌在共培养时抑制白色念珠菌生物膜形成和生物膜相关基因表达的能力。鼠李糖乳杆菌可下调白色念珠菌生物膜相关基因表达。相反，与 L.iners 共培养导致生物膜相关基因表达（ALS3 和 ECE1）上调，表明 L.iners 的存在可能表明阴道生态失调的转变；因此，它不应用作白色念珠菌感染的益生菌干预措施。
进一步了解阴道共生乳杆菌与生物膜结构和功能之间的相互作用对于确定生物膜相关感染的新治疗方法极为重要。
5
L.iners与性传播感染
证据强度：低
先前的研究报告称，以L. crispatus为主的阴道微生物组与较低的性传播感染患病率有关，而细菌性阴道病与性传播感染风险升高有关，例如沙眼衣原体、人类免疫缺陷病毒（HIV）、淋病奈瑟菌、巨细胞病毒和单纯疱疹病毒2型感染。
• 以L.iners为主的阴道微生物群受病原体感染风险更高
有研究报告说，基线时以L.iners为主的阴道微生物组显著增加了一年后感染沙眼衣原体的风险。以乳杆菌为主的阴道微生物组中缺乏D-乳酸可能会通过调节宫颈完整性来增加 HIV 横贯宫颈阴道粘液的能力。
许多研究报告称，HPV阳性女性的阴道微生物多样性较高，乳杆菌种类丰度较低。与L.crispatus相比，以L.iners为主的阴道微生物组与高危 HPV 感染相关。可以推测，阴道生态失调可能会影响宿主对 HPV 感染的先天免疫力，导致发育不良/宫颈癌。
这些发现表明，L.iners可能表现出类似于BV的阴道微生物组组成的快速变化，并且可能是性传播感染下动态阴道环境的有价值的生物标志物。
6
L.iners与不孕症
证据强度：较低
阴道生态失调，包括pH值升高、菌群多样性增加、细菌性阴道病、外阴阴道念珠菌病和滴虫性阴道炎，被认为是不孕症的危险因素。还有研究报告说，L.iners的丰度与不孕率增加有关。
• L.iners丰度可能对怀孕率存在影响
近期有研究报道，以L.iners为主的阴道微生物组与输卵管性不孕和沙眼衣原体感染相关。作为过渡物种，L.iners可能在治疗或体外受精（IVF）所致的高雌激素环境下，促使异常与正常微生物组相互转换。
7
L.iners与月经周期
证据强度：一般
人类微生物组项目显示，包括阴道在内的各部位微生物群在同一受试者内的时间变化小于个体间差异。月经周期是扰动阴道微生物多样性的关键因素。L.crispatus通常在育龄妇女的阴道中占主导地位，而 L.iners 在月经周期中过度生长并取代L.crispatus。
• L.iners在月经期间明显增加，有助于判断月经时间点
最近的一项研究报告说，L. iners是卵泡期复发最频繁的微生物；L.iners和CST IV型在围排卵期占主导地位；在黄体期，最常见的类型是 CST IV。事实上，L.iners的丰度在月经期间显著增加，通常与G.vaginalis或Atopobium vaginae的增加同时;然而，在没有干预的情况下，它们随后在月经后减少。
由于阴道生态的动态变化是在同一个体月经周期的不同时间点表征的，因此相对于月经周期的采样时刻对于阴道微生态分析非常重要。
L.iners作为改善生殖健康的靶点
鉴于L. iners在阴道微生物组中的高检出率、其在多种阴道环境状态中的存在以及其功能可塑性（无论是通过遗传多样性、维持多菌株、差异基因表达还是两者兼有），特定的L. iners菌株、基因或产物可能成为治疗或预防性调节阴道微生物群的广泛适用靶点。
在关于阴道乳杆菌对半胱氨酸依赖性的报告中证明，L.iners缺乏L.crispatus、L.gasseri和L.jensenii中存在的外源性半胱氨酸摄取转运系统。相反，L.iners依赖于摄取外源性L-胱氨酸，然后在细胞内将其转化为半胱氨酸。在模拟细菌性阴道病（BV）样菌群的体外实验中，使用胱氨酸摄取抑制剂和甲硝唑处理促进了L.crispatus的生长，而单独使用甲硝唑处理则导致L.iners的扩增。因此，胱氨酸摄取抑制剂或其他特异性抑制L.iners的试剂未来可能作为细菌性阴道病治疗方案的补充，以调节微生物群组成，促进非L.crispatus乳杆菌属的扩增。
总的来说，卷曲乳杆菌（L.crispatus）与最佳阴道健康状况相关，部分原因在于其全球普遍存在以及与积极健康结果的相关性。然而，由于宿主生理或免疫学原因，卷曲乳杆菌的优势状态可能并非某些个体能够合理实现的状态。确实存在稳定的以无害乳杆菌（L.iners）为主的微生物群，这些微生物群可能具有特定的菌株水平特征，即宏基因组亚种，并且可能对某些个体而言是最优的。
一种新的干预措施可能是将与细菌性阴道病（BV）风险增加相关的不稳定乳杆菌微生物群调节为由对变异有抵抗力的无害乳杆菌菌株组成的稳定微生物群。
本文涵盖了L. iners的主要特性、健康影响及其在未来女性健康中的潜在作用：
一、L.iners的主要特性
普遍性与过渡性：是育龄女性阴道中最常见的乳杆菌之一，常出现在生态扰动后的过渡阶段，可在健康与失调状态（如BV）中共存。
基因组与代谢：基因组最小（约1.28 Mbp），代谢能力受限，依赖宿主营养；缺乏D-乳酸脱氢酶，仅产L-乳酸，产酸与过氧化氢能力弱于L.crispatus。
特异功能基因：携带inerolysin（成孔毒素）、ZnuA（高亲和锌摄取）和hsdR（I型限制性内切酶亚基）等，有利于在酸性、营养匮乏和噬菌体压力下生存。
免疫调控：可上调上皮PRR通路与炎症因子（如TNF），在不同环境下呈现抗炎与促炎双重效应。
二、对女性健康的影响
阴道生态：以L.iners为主（CST III型）的群落相较L.crispatus主导状态保护性较弱；在细菌性阴道病中常与厌氧菌共存，能耐受甲硝唑并在治疗后持续占优，或与生物膜形成、复发相关。
生物膜与病原体黏附：对G.vaginalis的黏附抑制弱，甚至增强致病株黏附；与白色念珠菌共培养可上调ALS3/ECE1，提示其不宜作为念珠菌感染的益生菌干预。
妊娠与早产：孕期以L.iners为主的群落较不稳定，易向BV相关CST-IV转变；可能通过局部炎症与宫颈完整性影响，增加早产风险（证据存在异质性）。
性传播感染（STI）与HPV：L. iners主导与较高的STI风险和高危HPV相关；多样性升高、乳酸杆菌减少的状态或削弱对HPV的先天免疫。
月经周期动态：卵泡期与围排卵期更易见L.iners增多，提示其对激素与环境波动高度敏感。
三、未来在女性健康中的作用与方向
风险分层与生物标志物：作为生态扰动与STI动态环境的指示菌，用于BV“中间状态”、治疗后复发风险及HPV/早产风险的预测与监测。
精准干预靶点：围绕其特征通路（inerolysin、金属离子摄取、CRISPR/限制修饰系统、黏附因子）设计干预，限制致病性而非简单清除。
益生策略优化：更倾向于重建L. crispatus优势的“功能性益生”与微生态移植；避免在念珠菌感染等场景使用L. iners相关干预。
个体化管理：结合月经周期、妊娠阶段、性行为模式与种族/地域差异，动态评估菌群状态，制定个体化预防与治疗方案。
总而言之，惰性乳杆菌（Lactobacillus iners）在波动环境中具生存与一定保护能力，但其较弱的产酸/抗菌功能与独特黏附、免疫调控特性，关联BV、STI、HPV风险升高以及妊娠不良与不孕。未来应将其作为风险标志与精准干预靶点，聚焦功能替代与群落重建，推动女性生殖健康的个体化管理与预防治疗升级。
主要参考文献
Wang X, Jiang Q, Tian X, Chen W, Mai J, Lin G, Huo Y, Zheng H, Yan D, Wang X, Li T, Gao Y, Mou X, Zhao W. Metagenomic analysis reveals the novel role of vaginal Lactobacillus iners in Chinese healthy pregnant women. NPJ Biofilms Microbiomes. 2025 May 30;11(1):92.
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Campisciano G., Florian F., D’Eustacchio A., Stankovic D., Ricci G., De Seta F., et al. (2017). Subclinical Alteration of the Cervical-Vaginal Microbiome in Women With Idiopathic Infertility. J. Cell Physiol. 232 (7), 1681–1688.
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麦角硫因 (EGT) 是一种含硫的抗氧化剂，由某些微生物合成，大量存在于蘑菇、发酵食品和其他膳食产品中。人体无法自主合成，需要通过饮食摄取和积累。
麦角硫因（EGT）由哺乳动物细胞输入，可以在哺乳动物组织中积累到低毫摩尔浓度，在那里它与保护健康作用有关。 同样，许多宿主相关微生物输入EGT，EGT通过其抗氧化特性增强细胞内氧化还原稳态。某些细菌物种也编码降解 EGT 的酶。事实上，最近的研究发现 EGT 可以被人类粪便细菌的复杂群落代谢。 粪便群落的 EGT 代谢因人而异，表明微生物组组成的个体间差异可能影响 EGT 代谢。
许多与宿主相关的微生物都会吸收EGT，通过其抗氧化特性增强细胞内氧化还原稳态。某些细菌物种也编码降解 EGT 的酶。因此研究人员提出假设并进行验证：EGT是否会先被部分菌种代谢生成某种可用物质，再由后续菌种接力还原，从而获能（促进ATP合成与生长）？
为此，研究人员结合群落模型、分离菌株和共培养实验、代谢物时间序列实验、多队列宏基因组数据再分析等技术进行了研究和验证。完整重现了Clostridium symbiosum和Bacteroides xylanisolvens这两种细菌在厌氧环境下”EGT→TUA（thiourocanic acid）→还原产物（3-(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid）”的代谢接力过程。在对24份健康人粪便群落进行48小时培养的功能表型测试中，有18/24样本显示EGT代谢活性并产生TMA，且其中11/18检测到还原TUA产物；相应的宏基因组分析显示，具EGT代谢活性的样本中ergothionase基因显著富集。在四个独立结直肠癌队列的粪便宏基因组数据分析中，发现ergothionase基因在其中两队列中显著富集，在另外两队列中呈增加趋势。
这些发现揭示了饮食抗氧化分子在肠道微生物能量代谢与潜在疾病风险差异中的功能纽带，为未来通过调控微生物EGT代谢改善肠道健康提供了方向。
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确定麦角硫因代谢菌和酶
已知麦角硫因酶（EGT trimethylammonia lyase）可将EGT裂解为TMA与TUA。Treponema denticola SP33 ergothionase (TdETL) 是已被表征的“参照”，用其氨基酸序列做同源搜索，在人肠道可培养菌株库里寻找麦角硫因（ergothionase）同源物，从而锁定了C. symbiosum CLOSYM_01531和C. symbiosum CLOSYM_03165。
通过LC-MS/LC-MS-MS对C. symbiosum+EGT-d9的培养上清与细胞组分进行非靶与靶向代谢组学分析，验证其将EGT裂解为TMA与TUA，并显示TUA主要分泌到胞外。异源表达验证实验（将CLOSYM_01531这个基因装进E. coli里表达），观察到EGT-d9在约6小时内被完全转化为TMA-d9与TUA。
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小鼠粪便菌群
来自不同来源的雌性6周龄的C57BL/6小鼠（JAX、TAC、CR）做粪便群落48小时厌氧培养+EGT-d9，比较EGT代谢能力差异。对CR群落做非靶代谢组学，鉴定得到新的代谢物（m/z 173.0379），经标准品比对，确认为还原的TUA产物3-(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid
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细菌共培养
通过对CR 和 TAC 粪便微生物组的16S rRNA 测序分析，发现CR群落中Bacteroides acidifaciens富集。研究人员选取与 B. acidifaciens 亲缘关系较近、且在人肠道常见并已知具备多糖与宿主营养代谢能力的代表物种 B. ovatus 与 B. xylanisolvens 作为候选，检验其是否具有将 TUA 还原为 3-(2thioneimidazol4yl)propionic acid 的活性。并测试还原过程对能量代谢与生长的影响。
单培养与共培养添加EGT-d9的C.symbiosum和B.xylanisolvens时，进行长时间跟踪。同时用表达CLOSYM_01531的工程E.coli替代C.symbiosum重复共培养过程。进一步证明接力关键在于EGT产生的胞外TUA与下游还原步骤的耦合。
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健康人队列粪便菌群
对24份健康粪便样本做48小时厌氧培养+EGT-d9，查看EGT代谢能力和产物，发现有18/24个样本把EGTd9代谢掉了。在这18个样本中，对其中3个TUA还原能力强的样本做了时间跟踪，还原代谢轨迹。同时将其中23份宏基因组数据分为两组（有代谢活性 vs 无代谢活性），做配对分析，查看ergothionase基因富集情况。
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结直肠癌队列宏基因组功能分析
基于EGT稳态与结直肠癌（CRC）的文献线索，汇总四个已发表CRC粪便宏基因组数据集，采用统一流程定量ergothionase基因丰度，然后进行组间差异分析。
▸ C.symbiosum可将EGT代谢为TMA与TUA，且TUA主要分泌到胞外
如上图所示，经EGT-d9处理的培养物的细胞沉淀物（C. symbiosum ATCC 14940）中检测到EGT-d9和TMA-d9，表明C. symbiosum ATCC 14940导入并代谢EGT。
在C. symbiosum ATCC 14940培养上清液中检测到一种单一的代谢物（m/z 171.0223，图C），对比未经EGT-d9处理的样品，m/z 171.0223显著上调(Log2(fold change) ≥ 2, p ≤ 0.05) ，经标准品对比（图D、E），确认为TUA。用或不用EGT-d9处理C. symbiosum培养物48小时后的EGT-d9、TMA-d9和TUA含靶向定量结果显示（图F），EGT‑d9下降与TMA‑d9、TUA上升在计量上匹配，符合EGT代谢为“两段”——TMA与TUA的表现。
将CLOSYM_01531异源表达于E. coli（图C），发现其可在约6小时内将EGT‑d9完全转为TMA‑d9与TUA（图D），空载对照(Ec_EV)无此活性（图G）。此外，C. symbiosum中还鉴定到第二个同源物CLOSYM_03165，异源表达同样具活性。
▸ 小鼠粪便菌群的代谢组学分析鉴定出“还原产物”
不同来源小鼠展现出群落差异，如图A，发现CR群落48小时内可将EGT‑d9完全代谢为TMA‑d9，TAC群落仅中等程度代谢并积累TUA，JAX群落则基本无代谢。
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但在CR培养物上清液中并未检测到TUA，而是发现了一个新的代谢物（m/z 173.0379），且呈显著上调(log2(fold change) ≥ 3, p ≤ 0.05)，经标准品比对，确认是3‑(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid，由TUA进行2e−/2H+加氢还原所得（图E）。CR群落可将外源TUA完全转为该还原产物，而JAX、TAC不能（图G）。
▸ TUA还原增强了B.xylanisolvens在厌氧条件下的ATP合成和生长
16S rRNA 分析CR和TAC样本的菌群，发现它们具有相似的菌群多样性（图A、B），且Bacteroides acidifaciens在CR群落中显著富集（图C）。研究人员又提出假设， B. ovatus和B. xylanisolvens或许可以将TUA还原为3‑(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid。
事实也的确如此，在添加了TUA的培养基中于厌氧条件下培养这两种菌48h，定量结果显示两种菌株都消耗了培养基中的TUA，并产生了等量的3‑(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid（下图A）。B. xylanisolvens约6小时内可将TUA完全转化，且产物主要在胞外（上图E、F）。在缓冲体系中，B. xylanisolvens因TUA或TUA+甲酸钠而ATP合成约提升4倍（下图B），并伴随还原产物累积（下图C）；在厌氧环境中且缺乏其它电子受体（也就是能增强ATP合成的化合物）的最小培养基中，发现TUA显著提升其生长（下图D）。
▸ C.symbiosum和B.xylanisolvens互相利用EGT的代谢产物
鉴于C. symbiosum和B. xylanisolvens可以分别代谢EGT和TUA，研究人员先假设这两个菌种可以共同将EGT转化为3‑(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid，然后通过共培养实验进行验证。验证结果显示，C.symbiosum在单独培养时会将EGT‑d9转为TMA‑d9和TUA，不产生3‑(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid，这表明C. symbiosum不能还原TUA。B.xylanisolvens则对EGT‑d9无作为。两者共培养时，EGT‑d9消耗程度与C.symbiosum单独培养时相当，但TUA几乎不积累，反而是还原产物显著积累。（图E培养4天、图F培养7天）
代谢组火山图显示细胞沉淀和培养上清液中分别仅富集TMA‑d9与还原产物，符合跨物种接力还原产物的代谢模式“EGT→TUA→3‑(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid”（图I、L）。
用表达CLOSYM_01531的E.coli与B.xylanisolvens共培养，也再现了“EGT→TUA→3‑(2‑thione‑imidazol‑4‑yl)‑propionic acid”反应（图G）。
▸ 人群普遍性和个体差异
研究人员筛选了24名健康成人，获得其粪便样本。在添加EGT-d9培养基中共同培养48小时，观察EGT代谢活性差异。发现24个样本中，有18个样本在48小时内显著代谢EGT‑d9，且均产生TMA‑d9（图A-D），这表明麦角硫因介导的EGT代谢的一个特征是消除TMA。虽然在24个样本中都没有检测到TUA，但能够代谢EGT‑d9的18个样本里，有11个样本积累了还原产物（图D）。
对3个TUA还原能力强的样本做时间序列分析，发现6–12小时内TUA短暂出现并随EGT‑d9下降而上升，随后被转化为还原产物，这直接展示了跨物种接力还原产物的代谢模式。
▸ 肠道EGT稳态的改变可能与结直肠癌有关
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研究人员量化了来自四个独立结直肠癌队列和健康对照队列的粪便宏基因组数据集中ergothionase基因的相对丰度，发现有两个CRC组存在ergothionase基因显著富集的现象，另两队列呈上升趋势，这提示EGT代谢能力可能是癌症相关肠道菌群的功能特征之一。
过去更多讲的是“单个细菌把EGT彻底分解”，现在发现EGT还能被“分工协作”重塑成能增强ATP合成的化合物。这项“分工协作“的主角分别是C. symbiosum和B. xylanisolvens，重点工作内容是，C.symbiosum将EGT代谢为TUA和TMA-d9，B.xylanisolvens将TUA还原为3-(2-thione-imidazol-4-yl)-propionic acid，同时提高了自己的ATP产量，促进了自己的生长。B. xylanisolvens作为一种益生菌，目前被认为与宿主健康密切相关。根据现有发现，通过添加TUA或在有“产TUA菌”背景下添加EGT，理论上有助于B. xylanisolvens的定植。
研究中虽然提示EGT→TUA轴与疾病生态有关，但当前缺乏动物与人体定植/功能结果的直接验证。
总而言之，如果在合适的群落背景下提升B.xylanisolvens的定植或TUA还原能力，理论上可以带来：更稳的肠道生态位占据、更高效的厌氧能量代谢、潜在更好的底物利用与有益代谢物输出，并可能通过改变供给-利用格局而影响与疾病相关的微生态失衡。
主要参考文献
Zhou Z, Jiang A, Jiang X, Hatzios SK. Metabolic cross-feeding of a dietary antioxidant enhances anaerobic energy metabolism by human gut bacteria. Cell Host Microbe. 2025 Aug 13;33(8):1321-1332.e9.