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暗沉、松弛、色斑、痘痘、痘印:皮肤问题解析成因与解决方案

科学饮食建议:肥胖与脂肪肝人群适宜食物指南

提升免疫力的食物:基于科学研究的食物分类与选择

“灭火指南”——通过早期营养干预改善慢性低度炎症

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

01
什么是慢性低度炎症及其危害

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

02
可能导致慢性低度炎症的因素

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

长期压力过大抑郁时,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

03
营养代谢与慢性炎症之间的相互作用

慢性低度炎症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,抗炎饮食降低全身炎症营养干预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。而餐后血糖糖尿病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。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降低多系统疾病与全因死亡风险,但不同营养素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。

04
不同阶段的营养干预

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

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。

05
通过营养干预调节肠道菌群改善慢性低度炎症

大量研究表明,多种食物、营养素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影响新陈代谢。MD调节肠道菌群的组成,减少内毒素血症

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 lactatiformansFlavonifractor plautiiParabacteroides merdaeRuminococcus torquesR. 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RoseburiaR.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

动物性食物不必完全剔除,特别是运动员高体力活动者: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‑10IL‑8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(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

06
结语

早期饮食干预肠道微生物群调节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代谢指纹的处方式饮食干预有望成为降低慢性低度炎症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。

主要参考文献

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刘星吟团队科学突破:益生菌来源的苯甲酸钠改善自闭症行为

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。

研 究 设 计

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:

  • 乳杆菌定植组(ASD-L): 肠道中检测到乳杆菌定植的ASD儿童 (n=546)。
  • 乳杆菌非定植组(ASD-WL): 肠道中未检测到乳杆菌的ASD儿童 (n=227)。

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

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,为揭示苯甲酸钠肠-脑轴中的关键作用提供了强有力的证据。

核心研究发现与深度解析

该研究的核心发现层层递进,描绘了从菌群定植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。

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

  • 兴奋性神经递质谷氨酸合成相关的通路丰度异常增高
  • 与抑制性神经递质GABA合成相关的通路丰度则显著下降

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:

  • 修复肠漏

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

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。

  • 穿透血脑屏障

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:

  • 初级体感皮层神经元过度激活(c-Fos表达增加)
  • 海马区突触密度异常增高(PSD95增加)
  • 星形胶质细胞数量减少和形态萎缩

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。

科学意义与未来展望

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。

参考文献:

Li T, Chen J, Mi K, Lei J, Ning Z, Lu L, Su Z, Zhu Q, Lin M, Wang Y, Wang J, Xu R, Khaib L, Knight R, Hu Z, Liu X. Probiotics derived sodium benzoate improves social behavior of offspring exposed in the maternal immune activation through regulation of histone lysine benzoylation in astrocytes. Mol Psychiatry. 2025 Aug 25.

Lou M, Cao A, Jin C, Mi K, Xiong X, Zeng Z, Pan X, Qie J, Qiu S, Niu Y, Liang H, Liu Y, Chen L, Liu Z, Zhao Q, Qiu X, Jin Y, Sheng X, Hu Z, Jin G, Liu J, Liu X, Wang Y. Deviated and early unsustainable stunted development of gut microbiota in children with autism spectrum disorder. Gut. 2022 Aug;71(8):1588-1599.

女性阴道健康基石菌中的特殊存在——惰性乳杆菌(Lactobacillus iners)

谷禾健康

阴道微生物组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。

01
L.iners的基本信息

惰性乳杆菌Lactobacillus iners)是阴道微生物群最普遍的成员,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抑制潜在致病菌。但不同物种的产酸能力存在差异L.crispatusL.gasseriL.jensenii可由糖原发酵生成D-乳酸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L.iners共存而少见其他乳杆菌。

L.iners 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营养匮乏不利条件(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 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。

02
L.iners和女性健康

阴道微生物群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. crispatusL. jenseniiL. 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预测BV的发作或中间状态。此外,L.iners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

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,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.vaginalisAtopobium 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.crispatusL.gasseriL.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甲硝唑处理促进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。

03
总结

本文涵盖了L. iners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: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:G.vaginalis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,推动女性生殖健康个体化管理与预防治疗升级

主要参考文献

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Holm JB, Carter KA, Ravel J, Brotman RM. Lactobacillus iners and genital health: molecular clues to an enigmatic vaginal species. Curr Infect Dis Rep. 2023 Apr;25(4):67-75.

Kim H, Kim T, Kang J, Kim Y, Kim H. Is Lactobacillus Gram-Positive? A Case Study of Lactobacillus iners. Microorganisms. 2020 Jun 29;8(7):969.

Novak J, Ravel J, Ma B, Ferreira CST, Tristão ADR, Silva MG, Marconi C. Characteristics associated with Lactobacillus iners-dominated vaginal microbiota. Sex Transm Infect. 2022 Aug;98(5):353-359.

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Alonzo Martinez M. C., Cazorla E., Canovas E., Martinez-Blanch J. F., Chenoll E., Climent E., et al. (2021). Study of the Vaginal Microbiota in Healthy Women of Reproductive Age. Microorganisms 9 (5):1069.

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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.

麦角硫因——可以通过人体肠道菌群的相互利用增强厌氧能量代谢

谷禾健康

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 symbiosumBacteroides 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肠道微生物能量代谢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。

01
研究设计

1
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。

2
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

3
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.symbiosumB.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

4
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

5
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

02
主要结果

▸ 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

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。

编辑​

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. ovatusB. 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.symbiosumB.xylanisolvens互相利用EGT的代谢产物

鉴于C. symbiosumB. 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.coliB.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。

03
结论

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. symbiosumB. 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.

一文了解白色念珠菌感染:症状、风险因素、致病机制、检测与干预

谷禾健康

白色念珠菌Candida albicans),对于绝大多数健康人而言,它只是口腔、肠道阴道黏膜上的一个安静成员,与我们和平共处,数十年而不引起任何症状,构成了人体复杂微生物生态的一部分。然而,一旦这种平衡被打破,无论是因为免疫力下降、抗生素滥用,还是其他环境因素的改变,白色念珠菌会迅速转变为一种危险的病原体,引发从浅表黏膜感染致命性全身感染的多种疾病。

正是基于这种威胁的现实性和紧迫性,世界卫生组织已将其列为“重点优先关注对象”的人类真菌病原体,凸显了其巨大的临床挑战。

一般对白色念珠菌相关疾病的诊疗思维,在很大程度上遵循着“病原体-清除”的经典模式。然而,有些反复的治疗困境,如复发性外阴阴道念珠菌病的棘手性、抗真菌药物耐药性的攀升,以及与肠道念珠菌过度增殖相关的、复杂的亚健康状态,都迫使我们必须超越这种简化模型

白色念珠菌的致病行为,并非由单一因素决定,而是宿主、真菌本身以及周围微生物菌群三者间复杂互动的最终结果。

本文将深入探讨白色念珠菌的形态可塑性;详细阐述其在不同人体生态位(口腔、胃肠道、阴道)中展现出的高度特异性的定植、感染机制与临床表现,如何在共生与致病之间维持微妙的平衡,揭示其在不同微环境下的生存策略,并阐述理解这对于我们理解机会性感染、开发新型治疗策略以及重新定义健康与疾病边界的深远意义。

同时,本文还将介绍白色念珠菌的现代检测方法,以及提供基于微生态调节、天然抗菌物质和生活方式改善的综合干预策略

01
白色念珠菌的形态可塑性

要理解白色念珠菌如何在人体内切换角色,我们首先需要认识这种微生物的基本特征。

从分类学角度来看,白色念珠菌属于真菌界、半知菌门、芽孢菌纲、隐球菌目、念珠菌属。

形态学特征:一种真菌的”三副面孔”

白色念珠菌能够在三种主要形态——酵母、假菌丝、菌丝之间可逆性转换。

正是这些独特的生物学特征,使得它能够在复杂多变的人体环境中既能稳定定植,又能快速响应环境变化。

白色念珠菌最显著的特征是其形态可塑性,能够根据环境条件在三种形态间自由转换:

酵母形态、假菌丝形态、真菌丝形态

  • 酵母形态——为什么它能长期潜伏不被发现?酵母形态是主要的播散和共生形态,呈单细胞椭圆形结构,直径2-4微米,通过出芽繁殖。这种形态相对温和,是共生状态下的主要存在形式。酵母细胞具有较厚细胞壁,体积小,不易被宿主免疫系统识别,从而实现隐蔽定植。
  • 假菌丝形态——“预警信号” 的过渡状态假菌丝形态是酵母向菌丝转换的中间态,细胞呈细长椭圆形并相连成链状结构。这种形态获得了更强的组织穿透能力。
  • 真菌丝形态——“入侵者” 真菌丝形态是其”攻击模式”。真菌丝为多细胞丝状结构,可延伸至数十微米。菌丝尖端能分泌水解酶,分解宿主细胞外基质,实现组织侵袭。同时增强营养获取能力和环境竞争优势。

真菌丝是 “疾病活跃期” 的标志 —— 比如肠道真菌感染时,真菌丝会穿透肠壁,引发腹痛、腹泻等症状。真菌丝会强烈激活免疫系统:它的细胞壁成分(比如 β- 葡聚糖)会被宿主的模式识别受体识别,触发大量促炎细胞因子(IL-1β、TNF-α、IL-17)释放。

影响因素

温度、pH、营养等影响其形态转换

酵母与菌丝之间的转变是由通常与哺乳动物宿主相关的因素触发的,例如:至少 37℃ 的温度、血清的存在、N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)或高水平的二氧化碳。

温度:最核心的信号之一。

环境温度(25℃)下,白色念珠菌以酵母形态为主;进入人体后(37℃),会显著促进向菌丝的转换 —— 这就是为什么它在体外温和,进入体内后可能变凶。

pH 值:

酸性环境(比如阴道 pH 3.8-4.5、胃酸 pH 1-3)有利于酵母形态;中性 / 弱碱性环境(比如肠道末端 pH 7.0-7.5、感染部位的炎症环境)会促进菌丝形成。

营养:

血清、葡萄糖等营养丰富时,白色念珠菌会加速生长并转向菌丝;营养匮乏时,更倾向于保持酵母形态 “休眠”。

利与弊

双刃剑的角色

虽然我们通常关注白色念珠菌的致病性,但它在体内的存在并非一无是处。在某些情况下,它甚至可能扮演有益的角色。

潜在益处

一些研究表明,白色念珠菌的定植可能有助于训练和调节我们的免疫系统

例如,在小鼠模型中,预先定植白色念珠菌可以增强机体对某些细菌病原体(如艰难梭菌)的抵抗力,这可能是通过刺激IL-17等免疫信号通路实现的。

此外,它占据了特定的生态位,也可能在一定程度上阻止了其他更危险的病原体入侵,这是一种“生态位占领”的保护作用。

明确的风险

然而,其风险是显而易见且巨大的。一旦失控,它就是多种感染的罪魁祸首。最严重的情况是侵袭性念珠菌病,特别是念珠菌血症(血液感染),此时真菌进入血液并播散到全身各个器官,死亡率极高,可接近50%,尤其是在免疫力低下的重症患者中。这正是它被WHO列为重点关注对象的核心原因。

理解机会致病菌的新视角——共生毒力学派

为什么白色念珠菌这样一个与我们长期共生的微生物,会拥有如此强大的武器库?难道这些复杂的致病工具,仅仅是为了在宿主免疫力低下时趁火打劫吗?

一个名为“共生毒力学派”(Commensal Virulence School)的新理论,为我们提供了更深层次的解释。

这个理论认为,许多我们所知的“毒力因子”,其首要功能并非为了致病,而是在复杂的共生环境中为了生存和竞争。只有在特定条件下,这些因子才被二次利用,表现为致病性

我们以菌丝形成为例来理解这个概念:

◖在微生物丰富的环境中(如健康的肠道)

这里充满了各种细菌竞争。白色念珠菌形成菌丝,并分泌念珠菌溶素,可能并非主要为了攻击宿主细胞,而是为了抑制周围的细菌,为自己抢夺生存空间和营养。在这种场景下,菌丝形成是一种竞争策略。

◗ 在微生物稀少的环境中(如抗生素处理后)

此时细菌竞争压力大大减小。如果白色念珠菌还大量形成菌丝,反而会过度刺激宿主免疫系统,招来杀身之祸。因此,在没有竞争压力时,保持温和的酵母形态反而更有利于生存

这个理论解释了为什么在标准的小鼠实验中(肠道菌群被抗生素清除),酵母形态的白色念珠菌定植得更好;而在拥有完整菌群的小鼠模型中,能够形成菌丝的菌株反而更具优势

带着共生毒力学派的崭新视角,我们重新审视了白色念珠菌的双重身份——它既是潜在的致病者,又是微生物社区中的平衡参与者。这种理解为评估其实际健康影响提供了基础,接下来让我们具体探讨白色念珠菌感染可能带来的各种风险,从常见浅表症状到严重系统性威胁。

02
白色念珠菌的健康风险从轻微不适到生命威胁

– 常 见 症 状 –

白色念珠菌感染的常见症状包括多种表现形式,具体取决于感染部位和个体差异。

白色念珠菌过多可能相关的症状

消化问题

腹胀、胀气、腹泻、便秘等症状。这是因为念珠菌以糖和碳水化合物为食,在肠道过度生长导致的。

疲劳症状

身体疲劳:影响营养吸收,导致能量不足

精神疲劳:难以集中注意力,大脑感觉疲惫

脑雾:思维不清晰,难以清楚思考

异常渴望

碳水化合物和甜食有强烈渴望。健康的人通常不会对甜食有这么大的吸引力。

其他症状

情绪波动等,因为念珠菌在全身扩散,影响不同系统

注:

* 单个症状不能确诊念珠菌过度生长,多个症状同时出现,症状越多可能性越大。

* 以上是基于功能医学实践者和一些肠道专家临床发现,而非强科学证据。

除了上述体内过度生长可能引发的一般症状外,白色念珠菌感染往往会表现为更具体的临床症状。这些症状通常与感染部位相关,下面我们来详细了解一些临床上典型的感染类型及其表现。

白色念珠菌感染的表现与症状

∎ 浅表性及局部感染

此类感染通常发生在皮肤和黏膜,是临床上最常见的类型。

▸ 口腔念珠菌病

别名:鹅口疮。

常见人群:免疫力低下者,如新生儿、假牙老人、广谱抗生素/糖皮质激素治疗患者、HIV感染者。

典型症状:口腔、舌头、上颚或咽部黏膜出现白色/淡黄色凝乳状斑块,可刮除,下方黏膜红肿、糜烂或轻微出血。

其他形式 :萎缩性舌炎(舌乳头萎缩、舌面光滑发红);口角炎(嘴角红肿、皲裂)。

▸ 外阴阴道念珠菌病(VVC)

常见人群:育龄期女性(极为常见)。

主要症状:外阴/阴道剧烈瘙痒、烧灼感、性交痛、排尿困难。

典型分泌物:白色、稠厚、豆腐渣样/凝乳状。

检查表现:外阴红肿,阴道黏膜充血,附白色分泌物。

注意:部分女性为无症状携带者。

▸ 皮肤及甲感染

好发部位:温暖、潮湿皮肤褶皱,如乳房下、腹股沟、腋窝、臀部及指(趾)间。

皮损表现:边界清晰的湿润红斑,边缘可见卫星状丘疹或脓疱。

甲念珠菌病:甲板浑浊、增厚、变色;甲周红肿疼痛(甲沟炎)。

∎ 侵袭性及深部感染

当白色念珠菌突破皮肤黏膜屏障进入血液或深层组织时,可导致危及生命的严重感染。

▸ 食管念珠菌病

常见人群:免疫严重低下者(如晚期艾滋病、血液肿瘤化疗患者)。

症状:吞咽痛、吞咽困难、胸骨后痛。

检查:内镜见食管黏膜覆盖白色斑块/伪膜,去除后黏膜糜烂/溃疡。

▸ 胃肠道念珠菌病

受累部位:除食管外,胃、十二指肠及整个肠道。

表现:溃疡、炎症;可能与炎症性肠病(IBD)发病相关。

▸ 侵袭性念珠菌病与念珠菌血症

定义:念珠菌进入血流,播散全身器官(最严重形式)。

常见表现:念珠菌血症——持续高热(抗生素无效)、寒战、低血压、心动过速等脓毒症症状。

进展:多器官衰竭(如呼吸困难/ARDS、肾衰竭);播散至眼(眼内炎/失明)、心(心内膜炎)、CNS(脑膜炎/脑脓肿)、肝脾肾等,形成迁徙性脓肿。

人群:高危群体。

▸ 中枢神经系统念珠菌病

常见人群:新生儿 / 婴儿(尤需关注)。

表现:脑膜炎、脑脓肿或脑梗死;症状不典型,如间歇发热、嗜睡、喂养困难或抽搐。

浅表黏膜感染(口腔鹅口疮、外阴阴道念珠菌病)非常常见;而侵袭性念珠菌病虽相对,却与较高的病死率相关。

以上我们了解了白色念珠菌感染的广泛健康风险,从轻微的表面症状到致命的全身感染。接下来我们将深入探讨这种真菌是如何在人体特定部位安顿下来,以及它在不同微环境中采用的独特生存策略和致病机制。

03
白色念珠菌的定植生态位及作用方式

– 口腔 ▪ 肠道 ▪ 阴道 –

白色念珠菌并非无处不在,它在我们体内有几个偏爱的“定居点”,主要是黏膜表面。这些地方环境各异,白色念珠菌却能凭借其超强的适应能力,在口腔、阴道胃肠道这三个主要生态位中找到自己的生存之道。

▶ 口 腔

口腔是白色念珠菌最早也是最重要的定植部位之一。在健康状态下,口腔中的定植是无症状的,即使真菌数量不少,也未必会引起炎症。这得益于口腔内复杂的平衡机制。

注:口腔也是个复杂的微生物社区,它是由 700 多种细菌和240 多种真菌物种以及古菌、阿米巴和鞭毛虫组成的复杂微生物组。

宿主的防御

唾液是第一道防线,它含有多种抗菌物质如:组蛋白、黏蛋白和分泌型免疫球蛋白A(sIgA),这些物质能聚集并清除真菌细胞。

真菌的策略

白色念珠菌也很聪明,它能利用自身的黏附蛋白(如Hwp1)与口腔上皮细胞紧密结合抵抗唾液的冲刷。

口腔中的白色念珠菌定植是一个动态平衡的过程,受到宿主免疫真菌自身特性和微生物群三方共同调控。

▶ 阴 道

阴道是另一个白色念珠菌常见的定植部位,也是外阴阴道念珠菌病(VVC)的发源地。然而,在 20-30% 的女性中,阴道黏膜的定植通常是无症状的。这主要归功于阴道独特的微生态环境。

与口腔不同,健康的阴道微生物群相对简单,通常由乳杆菌占据绝对主导地位。这些乳杆菌通过多种方式构建起一道坚固的防线:

◆ 维持酸性环境:乳酸杆菌通过发酵产生大量乳酸,使阴道维持在pH 3.8-4.5的酸性环境。这种低pH值能有效抑制白色念珠菌从温和的酵母形态向侵袭性的菌丝形态转变。

产生抗菌物质:乳酸杆菌还会分泌多种武器,如细菌素、过氧化氢(H₂O₂)等,这些物质可以直接抑制或杀死白色念珠菌。

物理屏障与竞争:乳酸杆菌能黏附在阴道上皮细胞表面,形成一层生物屏障,直接与白色念珠菌竞争空间和营养阻止其立足。

因此,当乳酸杆菌数量充足、功能正常时,白色念珠菌只能作为少数派潜伏下来。但当这道防线因抗生素使用、激素水平变化或过度清洁等因素被削弱时,白色念珠菌便会趁机大量繁殖,引发外阴阴道念珠菌病。

阴道菌群检测可以评估乳酸杆菌的占比和阴道微生态的健康状况。例如,在谷禾的阴道菌群检测报告中,可以看到乳酸杆菌比例极低,同时提示存在菌群失调,这正是白色念珠菌等机会性病原体易于滋生的环境

如上图阴道菌群检测报告显示,乳杆菌比例较低,提示菌群失调。当乳杆菌减少时,阴道pH值上升,抵抗力下降,易引发感染,出现外阴瘙痒、灼热感、白带增多等症状。

▶ 胃 肠 道

肠道是系统性感染的源头,大多数健康人肠道都有白色念珠菌,但真菌只占微生物的0.1%左右(不过真菌细胞大,生物量不小)。它粘在肠上皮的黏液层上,用转录因子和蛋白酶帮忙降解黏蛋白

肠道菌群通过“定植抗性”的机制,牢牢地控制着白色念珠菌的数量,防止其过度生长

什么是定植抗性?

定植抗性,可以理解为健康肠道菌群天然具备的一种“排外”能力,它能有效阻止外来病原体的入侵和定植,同时也能压制体内常驻的条件致病菌(如白色念珠菌),不让它们过度生长、惹是生非。

这种抗性主要通过以下方式实现:

1

梭菌纲与丁酸盐的氧气消耗术

肠道,特别是结肠,是一个高度缺氧的环境。像Clostridium butyricum,Faecalibacterium Prausnitzii这类专性厌氧菌,它们在发酵膳食纤维时会产生短链脂肪酸,如丁酸盐。丁酸盐不仅是肠道细胞的能量来源,还能促进肠道上皮细胞消耗氧气,从而维持肠腔的缺氧状态。

Clostridia→丁酸盐→PPAR-γ→耗氧→缺氧

激活肠道上皮细胞核内的一个重要受体PPAR-γ,激活的PPAR-γ会促进上皮细胞进行脂肪酸的β-氧化,这是一个极其耗氧的过程。

上皮细胞大量消耗从肠道血管渗透过来的氧气,从而在紧邻肠腔的区域形成一个缺氧生态位。这个区域有效地阻止了氧气进入肠腔,维持了肠腔内部的严格厌氧状态。

这种缺氧环境非常不利于白色念珠菌,因为白色念珠菌需要氧气才能高效生长。一旦这个链条断裂(例如,抗生素杀死了Clostridia),氧气就会涌入肠腔,为白色念珠菌的疯狂增殖打开了门。

2

拟杆菌与抗菌肽的免疫联动

除了营造缺氧环境,肠道菌群还能直接刺激宿主免疫系统,生产武器来对抗白色念珠菌。在这方面,拟杆菌发挥着重要作用。

拟杆菌等共生菌能够刺激肠道中的潘氏细胞上皮细胞产生多种抗菌肽(AMPs),可以直接攻击微生物。其中,Cathelicidin这类抗菌肽(如人体的LL-37和小鼠的CRAMP)被证明对抑制白色念珠菌尤为关键。它们能够破坏真菌的细胞膜,导致其死亡。

3

营养争夺战

数以万亿计的肠道细菌与白色念珠菌之间存在着激烈的营养竞争。细菌消耗了大部分可利用的碳水化合物、氨基酸和微量元素,让白色念珠菌经常处于吃不饱的状态

例如,研究发现,一些肠道菌群消耗掉山梨醇等糖醇类物质,而这类物质恰好是白色念珠菌偏爱的营养源。当菌群被破坏后,肠道中山梨醇水平升高,直接为白色念珠菌的生长添柴加火。

这场营养争夺战远比我们想象的更精细复杂。

在攻防战中,铁、锌等微量元素的争夺也至关重要。白色念珠菌有专门的系统来从宿主那里偷铁和锌,而我们的身体则会通过营养免疫策略,将这些元素隐藏起来,试图饿死病原体。

谷禾肠道菌群检测升级版的报告,既能能够通过分析菌群的代谢,间接评估体内微量元素如铁、锌等营养状况,又能检测白色念珠菌是否阳,为我们理解宿主与微生物的互动提供了新的视角。

这里的白色念珠菌和铁、锌都处于正常。

假如当白色念珠菌异常增多,且铁或锌处于缺乏时,可能是由于白色念珠菌过度增殖,其专门的铁摄取系统高效工作,大量消耗了肠道中可用的铁,这是一种病原体与宿主争夺铁资源的表现。

这种组合可能提示:

潜在的肠道感染风险:铁缺乏可能削弱免疫力,可能伴随IL-17等炎症通路激活,关于IL-17的指标,在谷禾宏基因组检测报告中也有相关指示。

4

微生物间的外交博弈

肠道微生态就像一个复杂的社区,细菌与真菌之间的关系并不止敌对。

■ 与铜绿假单胞菌——铁之战

在某些环境下(如无粒小鼠模型),白色念珠菌会与细菌病原体铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa)共存。铜绿假单胞菌会分泌物质抑制白色念珠菌的菌丝生长,而白色念珠菌则会抑制铜绿假单胞菌产生用于获取铁元素的铁载体二者相互制衡

■ 与沙门氏菌——资源博弈

在肠道炎症模型中,沙门氏菌Salmonella)的定植会改变肠道环境,特别是通过竞争精氨酸,来抑制白色念珠菌的生长。

■ 与粪肠球菌——亦敌亦友

粪肠球菌Enterococcus faecalis)与白色念珠菌的关系尤为复杂。一方面,粪肠球菌产生的细菌素EntV能够抑制白色念珠菌的菌丝形成和生物膜。但另一方面,在某些情况下,粪肠球菌又能与白色念珠菌协同作用增强其在血液中的存活能力

■ 与艰难梭菌——微妙平衡

一项研究发现艰难梭菌感染患者更易被白色念珠菌定植,而另一项研究则显示相反结果。

白色念珠菌可能通过两种方式保护机体免受艰难梭菌感染:①生态位抢占,阻止艰难梭菌定植;②刺激产生更多IL-17A,增强宿主抗感染能力。

虽然人类数据存在争议,但小鼠模型提供了令人信服的证据,证明白色念珠菌定植确实有助于预防艰难梭菌导致的死亡

这个复杂的防御网络,就像一张无形的大网,将白色念珠菌牢牢地被限制在低水平的共生状态。

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图:在稳态(左)下,肠道菌群(如梭菌和拟杆菌)抑制白色念珠菌生长。在失调(右)下,抗生素等因素破坏菌群,导致白色念珠菌过度增殖。

以上,我们从口腔、肠道和阴道这些主要定植部位了解了白色念珠菌如何作为正常共生菌维持生态平衡,却也潜藏着失控的风险。接下来我们来看一下白色念珠菌的感染途径。

04
白色念珠菌是如何感染的?

– 感 染 途 径 –

白色念珠菌的感染途径多样,主要分为内源性感染和外源性感染两种方式。其中内源性感染是最主要的感染途径

◭ 内源性感染途径

内源性感染指念珠菌来自患者自身定植部位。当机体免疫功能下降或微生态环境改变时,原本定植的念珠菌大量繁殖,突破屏障进入组织或血液,引起感染。

肠道感染

健康人肠道念珠菌定植率达20%-50%。正常情况下肠道菌群抑制其生长,但当微生态失衡时,如长期用抗生素或患慢性疾病等,念珠菌大量繁殖,产生毒力因子破坏肠道黏膜引起感染,严重时可进入血液循环。

阴道感染

正常阴道内乳杆菌维持酸性环境抑制念珠菌。当微生态失衡,如抗生素使用、激素变化等,念珠菌大量繁殖引发感染。

* 肠道念珠菌也可通过肛门-阴道途径传播。

◮ 外源性感染途径

外源性感染指念珠菌来自体外,通过接触传播。虽然少见,但在特定条件下可发生。

直接接触

与感染患者皮肤黏膜接触,如孕妇患阴道念珠菌病时胎儿经产道分娩可能感染。

间接接触

通过污染物品传播,如毛巾、医疗器械等。公共场所或医院消毒不彻底易造成传播。

呼吸道传播

肺念珠菌病患者咳嗽排出含菌飞沫,健康人吸入可能感染,但传播效率低

◴ 易感人群

念珠菌感染与免疫功能密切相关,易感人群包括如下:

  • 免疫功能缺陷或接受免疫抑制治疗者
  • 糖尿病等慢性疾病患者
  • 孕妇、新生儿、老年人
  • 长期使用抗生素者

以上,我们看到白色念珠菌的感染是从体内定植(如肠道或阴道微生态失衡)或外源接触(如污染器械)起步,特别在免疫缺陷、糖尿病或抗生素滥用等易感人群中更容易突破防线。然而,了解这些途径只是起点;接下来我们深入探讨白色念珠菌在人体内的生存策略与致病机制

05
白色念珠菌的武器 v.s. 宿主的盾牌

– 感 染 机 制 –

白色念珠菌:从黏附到破坏

白色念珠菌的攻击过程可以概括为“粘附-入侵-破坏”三部曲,每一步都有专门的工具。

1

黏附素(分子钩爪)

为了不在体液的冲刷下被清除,白色念珠菌首先要牢牢地抓住宿主细胞。它细胞壁上的多种粘附素蛋白(如ALS家族蛋白)就像强力胶,能特异性地结合到上皮细胞上。

2

水解酶(化学钻头)

一旦站稳脚跟,菌丝就会分泌多种水解酶,如分泌型天冬氨酸蛋白酶(SAPs)和磷脂酶。这些酶能降解组织中的蛋白质和细胞膜,为菌丝的物理穿透清扫道路。

3

念珠菌溶素(细胞打孔器)

念珠菌溶素(Candidalysin) 是白色念珠菌最直接、最暴力的生化武器。这种肽毒素由侵入性菌丝的顶端精准释放,它能在宿主细胞膜上打孔,导致细胞内容物泄漏,最终引发细胞死亡和剧烈的炎症反应。我们有时候感受到的灼热、疼痛等症状,很大程度上就是它在作祟。

4

生物膜(坚固堡垒)

白色念珠菌还能形成生物膜——一个由大量真菌细胞和它们分泌的胞外基质构成的三维结构。这个“堡垒”能帮助它们牢固地附着粘膜或医疗设备(如导管)上,并且极大地增强对抗真菌药物和宿主免疫攻击的抵抗力,是导致慢性感染和复发的重要原因

宿主的防御:从物理屏障到免疫大军

面对真菌的入侵,我们的身体也绝非坐以待毙,而是启动了一套从宏观到微观的立体防御体系。

1

物理与化学屏障

完整的皮肤和粘膜是第一道防线。粘膜表面的粘液层、唾液和阴道的酸性环境都构成了重要的化学屏障

2

先天免疫反应(快速反应部队)

➦上皮细胞

它们不仅是屏障,还是哨兵。上皮细胞能通过表面的模式识别受体(PRRs)识别出真菌,并释放出细胞因子和抗菌肽,拉响警报,招募免疫细

➦吞噬细胞

中性粒细胞巨噬细胞是免疫系统的主力军。它们被招募到感染部位后,会吞噬并杀死真菌。

➦NLRP3炎症小体

这是一个重要的信号平台。当念珠菌溶素损伤细胞膜时,会激活NLRP3炎症小体,进而产生大量的促炎因子,如IL-1β、IL-18,放大炎症信号,引起患有外阴阴道假丝酵母菌病(VVC)和复发性外阴阴道假丝酵母菌病的白带异常、疼痛、瘙痒等炎症症状。VVC患者NLRP3表达升高,基因多态性加剧炎症反应,在疾病发病中起关键作用。

因此,NLRP3炎症小体抑制剂成为治疗新策略,研究表明格列本脲等抑制剂可降低IL-1β表达,具有减轻VVC/RVVC症状和减少复发的治疗潜力。

3

适应性免疫反应(特种部队)

➦Th17细胞

这是对抗真菌感染中至关重要的T细胞亚群。它们产生的IL-17细胞因子,能够强力招募和激活中性粒细胞,是清除粘膜表面真菌的核心力量。然而,过度的IL-17反应也可能导致组织损伤,是念珠菌性阴道炎等疾病免疫病理损伤的一部分。

➦抗体

B细胞产生的抗体(如IgA)也能在粘膜表面发挥作用,它们可以包裹住真菌,阻止其黏附和入侵。

以上是肠道菌群构建的坚固防线以及宿主与真菌的攻防机制,那如此强大的防御体系,会不会被突破?是什么因素会影响它?下一章节我们继续来看。

06
从共生到致病:平衡是如何被打破的?

– 风 险 因 素 –

药物的使用

▸ 抗生素

广谱抗生素是打破肠道和阴道微生态平衡的最常见、最主要的原因。抗生素在杀死有害细菌的同时,也会无差别攻击大量杀伤我们体内的有益菌,尤其是对维持定植抗性至关重要的专性厌氧菌,如梭菌纲拟杆菌

▸ 化疗药物

用于治疗癌症的化疗药物(如5-氟尿嘧啶)不仅会抑制免疫系统,还会直接损伤肠道黏膜屏障,并对肠道菌群造成严重破坏,削弱对白色念珠菌的定植抵抗力,即使不使用抗生素也会产生这种效应。

减少的有益菌群 ⬇️

  • 厚壁菌门(含梭菌纲 Clostridia)
  • 放线菌门
  • 拟杆菌属(能产生抗白色念珠菌的抗菌肽)

增加的风险菌群 ⬆️

  • 变形菌门(含肠杆菌科)
  • 肠球菌属(Enterococcus)

化疗破坏具有保护作用的菌群,诱导肠道菌群衍生的短链脂肪酸消耗,进一步支持白色念珠菌定植。

癌症化疗患者即使未使用抗生素,也可能面临白色念珠菌过度生长的风险,需要进行预防性监测和干预

▸ 非抗菌和非化疗药物

非抗菌、非化疗药物对白色念珠菌定植影响的研究证据不足,但初步证据显示其潜在重要性。

一项大型荟萃分析研究了来自 2000 多名患者(包括健康对照组、肠易激综合征患者或炎症性肠病患者)的宏基因组数据,评估了整体微生物组成、代谢通路和抗菌耐药基因的变化。

影响最大的非抗菌药物:

  • 质子泵抑制剂(PPI)- 影响最广泛
  • 二甲双胍(糖尿病药物)
  • 泻药

其中,质子泵抑制剂在微生物类群和代谢通路方面的关联变化数量最多。这项研究仅发现了相关性,而非因果关系,需要更多进一步的研究。

既然药物会破坏平衡,那有没有药物可以帮助重建平衡呢?

有的。理解了丁酸盐-PPAR-γ通路的重要性后,科学家们正在探索新的治疗策略。例如,5-氨基水杨酸(5-ASA),一种常用于治疗炎症性肠病的药物,它本身就是一种PPAR-γ激动剂。理论上,使用这类药物可以直接激活肠道上皮细胞的耗氧能力,帮助恢复肠道缺氧环境,从而抑制白色念珠菌的生长。这为未来开发靶向微环境而非直接杀菌的新型抗真菌疗法提供了思路。

编辑​

doi: 10.1016/j.mib.2020.05.006

饮食不健康

▸ 精制饮食的危害

现代西方饮食富含精制糖、饱和脂肪,但缺乏膳食纤维。这种饮食模式无法为产丁酸盐的菌如梭菌纲,提供足够的燃料。长期如此,会导致这类关键有益菌数量下降,削弱定植抗性

研究表明,与喂食富含纤维的标准食物的小鼠相比,喂食精制饮食的小鼠更容易发生白色念珠菌的肠道过度生长和播散

▸ 高糖饮食的双重打击

高血糖高糖饮食的情况下,白色念珠菌不仅获得了充足的能量来源,还会加剧炎症。在某些炎症环境下,高糖饮食会进一步促进白色念珠菌的致病性,形成恶性循环

什么样的饮食能帮助控制白色念珠菌在正常范围,我们在后面09章节详细阐述。

免疫力下降

一个功能健全的免疫系统是控制白色念珠菌的一道防线。当这道防线因疾病或药物而出现问题时,即使微生物群没有发生大的变化,白色念珠菌也可能引发感染

▸ 免疫抑制疾病

如HIV感染/艾滋病,会直接破坏免疫细胞(特别是CD4+ T细胞),导致机体对真菌的监控和清除能力严重下降

▸ 药物性免疫抑制

癌症化疗器官移植后使用的免疫抑制剂、长期大剂量使用糖皮质激素等,都会全面压制免疫系统的功能。

▸ 代谢性疾病

糖尿病是外阴阴道念珠菌病和皮肤念珠菌感染的重要风险因素高血糖环境不仅为白色念珠菌提供了丰富的食物(葡萄糖),还会损害中性粒细胞等免疫细胞的功能,使其对抗真菌的能力大打折扣

激素变化

激素波动,尤其是雌激素,会影响阴道环境。在怀孕、使用激素避孕激素替代治疗期间,雌激素水平升高,会刺激阴道上皮中的糖原沉积,为 白色念珠菌的发展提供理想的基质。雌激素还会影响免疫反应降低阴道黏膜的局部免疫防御,并产生有利于真菌持续存在的环境。

07
与白色念珠菌有关的疾病

– 相 关 疾 病 –

糖尿病

高患病率与定植密度

多项研究证实,糖尿病患者口腔及皮肤的白色念珠菌定植率和感染率显著高于健康人群。

  • 一项研究指出,糖尿病患者的口腔念珠菌携带率可高达54% ,另一项研究则显示阳性检出率为58.3%。
  • 一项针对2型糖尿病患者的系统综述和荟萃分析显示,皮肤白色念珠菌感染的总体患病率为11.4% 。
  • 此外,糖尿病患者的口腔念珠菌定植密度也显著高于非糖尿病个体。

风险因素

高血糖环境为白色念珠菌的生长和毒力表达提供了有利条件。不良的血糖控制免疫功能受损长期糖尿病病程以及佩戴假牙等因素,均是促进糖尿病患者发生念珠菌感染的重要风险因素。

反复的念珠菌感染有时可能是未被诊断的糖尿病的早期信号之一 。在糖尿病患者中,真菌感染(尤其是足部感染)可能导致严重的并发症

自闭症

自闭症儿童与粪便培养中白色念珠菌的重度生长之间存在显著关系。

白色念珠菌过度生长产生念珠菌溶血素、法呢醇等毒素,穿越血脑屏障直接损害神经系统。念珠菌产生的与肠道丙酸结合形成β-丙氨酸干扰GABA神经递质系统,导致自闭症行为异常。

念珠菌激活NLRP3炎症小体,产生大量促炎因子,引起神经炎症。研究显示会导致海马和白质损伤,小胶质细胞和星形胶质细胞过度激活影响认知功能和褪黑激素分泌。

念珠菌属可能增加肠道对血清素(5-羟色胺,5-HT)的产生,而大脑中的合成则较低(由于其前体色氨酸的消耗),导致自闭症儿童出现高血清素血症行为异常超过 25%的自闭症儿童存在全血血清素水平升高或高血清素血症。

自身免疫与炎症性疾病

白色念珠菌与宿主免疫系统存在微妙平衡,免疫失调可诱发自身免疫疾病。Th17/IL-17轴是抗真菌免疫的核心防线,但其过度激活也是银屑病、类风湿关节炎等自身免疫病的关键病理机制,形成双刃剑效应。

炎症性肠病(IBD)

在克罗恩病等IBD患者的肠道中,念珠菌属(包括白色念珠菌)的定植可能增加,普遍认为肠道真菌失调可能通过加剧肠道炎症,从而在IBD的病程中扮演了重要角色。

银屑病

银屑病是一种典型的IL-17介导的自身免疫性皮肤病。有理论认为,易感个体对皮肤或黏膜定植的白色念珠菌产生的过度免疫反应,可能是触发或加重银屑病皮损的因素之一。

一个极具说服力的旁证是,用于治疗银屑病的IL-17或IL-23抑制剂,其常见的副作用之一就是增加了患者发生粘膜念珠菌病的风险。

类风湿关节炎

关联证据间接复杂,RA患者存在针对念珠菌的Th17反应缺陷,但缺乏新的临床研究。

系统性红斑狼疮

有体外模型研究提示,白色念珠菌的成分(如β-葡聚糖)可能通过诱导中性粒细胞释放嗜中性粒细胞胞外诱捕网(NETs),从而加剧系统性红斑狼疮的疾病活动。

HIV/AIDS

在HIV感染者中,口腔咽部念珠菌病(鹅口疮)不仅是一种常见的机会性感染,更是HIV疾病进展、免疫功能严重受损的重要临床标志。此外,白色念珠菌在HIV患者肠道的定植,还可能加剧肠道菌群失调和全身性炎症状态,进一步促进疾病恶化。

08
如何检测白色念珠菌?

白色念珠菌感染的检测对于疾病的诊断和治疗具有重要意义,目前,临床上常用的白色念珠菌感染检测方法主要包括直接镜检、培养鉴定、分子生物学检测等。

直接镜检

直接镜检是一种快速、简便的检测方法,通过显微镜观察标本中的酵母细胞和菌丝来初步判断感染。操作时将标本置于载玻片上,加生理盐水或10%氢氧化钾溶液,显微镜下可观察到圆形或椭圆形酵母细胞、出芽细胞、假菌丝

该方法优点是快速、成本低,适合临床快速诊断;缺点是敏感性较低,早期或轻度感染可能出现假阴性,需结合其他方法综合判断。

培养鉴定

培养鉴定是诊断金标准。标本接种到SDA或显色培养基,37℃培养24-48小时,白色念珠菌形成白色奶油状菌落,显色培养基上呈翠绿色。通过形态学观察、生化反应试验(糖发酵、同化试验)或质谱技术进行鉴定。同时可进行药敏试验,采用纸片扩散法或微量稀释法检测抗真菌药物敏感性,为临床用药提供依据。

分子生物学检测

分子生物学检测包括PCR、实时荧光定量PCR(qPCR)、高通量测序等,敏感性高、特异性强、检测速度快,能快速准确检测标本中白色念珠菌核酸。

PCR技术

通过特异性引物扩增白色念珠菌基因组特定片段,琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物。敏感性高,能检测少量病原菌,但易受污染影响导致假阳性

实时荧光定量PCR

在PCR基础上加入荧光探针,实时检测荧光信号强度,定量检测核酸含量。敏感性高、特异性强、速度快、可定量,能检测病原菌数量,有助于判断感染严重程度和治疗效果。

高通量测序

一次性得到大量信息,为细菌、真菌等感染提供更深入、全面的分析。

谷禾肠道菌群检测升级版可精确识别到菌属甚至菌种水平,敏感性更高,病原微生物靶向检测涵盖细菌、真菌、病毒、寄生虫等,也包括白色念珠菌。同时也包括常见消化道病原体,耐药基因和毒力基因等,如幽门螺杆菌、大肠杆菌、艰难梭菌等。

谷禾宏基因组肠道菌群检测可检测到细菌、真菌、病毒、寄生虫等多种微生物,结合自主研发的多模态模型和机器学习算法,该技术可以建立微生物特征与宿主表型的关联,实现肠龄预测、菌群恢复力评估、定植能力分析、免疫指标评估等功能。

谷禾阴道菌群健康检测也可检测阴道微生态中的念珠菌,包括白色念珠菌,除此之外,还包括阴道菌群是否失调、乳杆菌分型,其他涵盖细菌性阴道病病原菌(如加德纳氏菌等)、需氧菌性阴道炎病原菌(如链球菌等)、生殖道感染病原菌(如沙眼衣原体等)等上百种相关病原菌。

09
白色念珠菌过多如何干预?

药 物

如果确诊感染白色念珠菌后,一般以抗真菌药物治疗为主。

抗真菌药物类别及其作用机制

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doi: 10.1007/s00253-025-13478-2

例如,制霉菌素和/或氟康唑最常用于恢复微生物群落的平衡或治疗自闭症儿童的肠道念珠菌过度生长。在连续70天、每天4次口服10万单位制霉菌素治疗后,自闭症儿童在儿童自闭症评定量表上的得分显著改善

如果服用抗生素后出现念珠菌病怎么办?

一些抗生素的使用也可能导致肠道真菌包括白色念珠菌的过度生长,抗生素可以显著改变肠道代谢组肠道菌群组成,导致有益细菌减少,从而为白色念珠菌提供更多生长空间,促进其定植、菌丝形成潜在感染

这在临床上常见于广谱抗生素使用后出现的念珠菌病,例如口腔或阴道念珠菌感染、甚至系统性感染。

那么是否需要停用抗生素?

不一定是立即停用。这取决于抗生素的使用原因。如果抗生素是为治疗细菌感染(如肺炎或尿路感染)而开的,且感染严重,贸然停用可能导致原发细菌感染恶化,甚至危及生命。在这种情况下,通常可能选择继续抗生素但同时启动抗真菌治疗来控制念珠菌。

如果抗生素不是必需的(例如预防性使用或非严重感染),往往建议停用或更换为窄谱抗生素,以减少对肠道菌群的破坏。这有助于恢复微生物平衡,降低念珠菌进一步生长的风险。

注:结合自身情况及遵医嘱。

也可以联合益生菌补充,且结合肠道菌群检测。在开始治疗前或过程中,进行肠道菌群检测,可以评估菌群多样性、特定细菌、真菌的丰度,例如,检测显示乳杆菌严重减少,可能优先推荐特定菌株补充,以针对性重建菌群。

益生菌 + 药物

一些研究表明,抗真菌药物益生菌的联合治疗,在预防念珠菌属引起的肠道定植以及减少肠道症状方面显示出疗效。

对于患有念珠菌感染的婴儿,在接受抗真菌药物治疗(初始剂量为每天1 mg/kg,逐渐增加至每天最大剂量6 mg/kg,持续7天)和益生菌补充(如罗伊氏乳杆菌L. reuteri副干酪乳杆菌L. paracasei)后,临床改善迅速。

新型抗真菌药物开发

通过改造现有药物结构,研制了新型三唑类药物(拉夫康唑、阿尔巴康唑、依沙康唑)四唑类药物(奥替康唑),对念珠菌具有更强抗菌活性且细胞毒性更低。改性棘白菌素分子表现出更好的药代动力学特征和降低的耐药性风险。脂质体制剂(如两性霉素B脂质体)能有效降低药物毒性并增强药效。

抗菌肽技术

利用天然抗菌肽作为抗真菌药物的替代方案,这些短链、带正电荷分子能与真菌细胞膜相互作用,导致膜通透性增加。人α-防御素、乳铁蛋白、组蛋白-5、LL-37等抗菌肽已显示出对念珠菌的有效活性

乳铁蛋白衍生肽(乳铁素)与两性霉素B联合使用可在低剂量下发挥协同抗真菌效果。

纳米技术应用

脂质体、固体脂质纳米颗粒、银纳米颗粒等纳米载体能精确递送抗真菌药物至感染部位提高药物生物利用度并减少副作用。负载氟康唑的纳米系统对多种念珠菌表现出增强的抗菌活性。

这些创新方法为改善念珠菌感染治疗效果、减少对传统药物依赖提供了有希望的解决方案。

除了以上方式之外,鼓励保持良好卫生、控制血糖(如果有糖尿病)、避免滥用抗生素,并考虑饮食调整及其他天然植物提取物和补充剂等干预方式。

限 制 饮 食

减少高糖和高碳水化合物的摄入避免零食,减少精制成分食品,前面我们知道这些食物可能促进念珠菌的生长或者说促进其致病性。

部分过敏人群需要避免特定食物:酒精饮料、面包,过敏性食物如牛奶、乳制品等。

在自闭症儿童中,碳水化合物,包括葡萄糖和甘露糖,对白色念珠菌的生长影响最大,增幅超过 1000%,此外,甘露醇、山梨醇、木糖、阿东醇、木糖醇也显著增加了白色念珠菌的生长,增幅为 100–200%。

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doi: 10.1007/s00253-025-13478-2

同时,增加全食和有益食物的摄入,以支持身体的自然防御机制。

植物提取物

大蒜

新鲜捣碎的大蒜匀浆含有一种叫做大蒜素的化合物,具有抗真菌特性。大蒜影响白色念珠菌外表面的脂质组成,大蒜素通过抑制琥珀酸脱氢酶来抑制真菌生长。当大蒜提取物浓度增加时,抑制了白色念珠菌菌丝体产生并影响了SIR2基因表达。

定期食用大蒜可以帮助抑制白色念珠菌的生长,并促进肠道菌群的平衡。

肉桂

从肉桂中提取精油能有效抑制白色念珠菌的多种关键致病能力,包括:阻止蛋白酶的产生、抑制菌丝管的形成、降低念珠菌对口腔上皮细胞的粘附能力。

此外,肉桂叶和树皮提取物抑制 Fusarium graminearum、Fusarium proliferatum、 A. fumigatus、Trichophyton rubrum等。

肉桂树皮和叶子的精油都能通过破坏真菌膜结构耳念珠菌和白色念珠菌发挥抗真菌活性。

柠檬草

柠檬草油及其主要成分柠檬醛对白色念珠菌具有有效的抗真菌活性。它的作用方式包括:直接抑制悬浮的念珠菌,降低其生物膜中细胞的活力,以及作为气相剂改变真菌的细胞结构和表面形态

椰子油

椰子油含有单月桂酸甘油酯,具有抗菌和抗病毒特性。口服单月桂酸处理可著减少小鼠的口腔白色念珠菌感染和生物膜的形成。富含椰子油的饮食能减少小鼠中白色念珠菌的定植,并改变白色念珠菌细胞的代谢程序,降低其参与脂肪酸使用的基因表达活性。

姜中的6-姜醇6-姜酮可以抑制白色念珠菌的生物膜和菌丝形成。姜提取物抑制白色念珠菌的生物膜形成。当姜提取物与氟康唑联合使用时,观察到协同效应,可改善耐药性念珠菌病的治疗效果。

海藻

多种海藻对白色念珠菌具有抗真菌活性。Ulva fasciata Delile海藻提取物能减少组织病理学变化和促炎细胞因子表达,通过减少炎症反应和增强细胞抗氧化防御发挥作用。

含有甾体、萜类化合物和单宁的海藻Gracilaria verrucosa提取物抑制生物膜形成。

海藻中的岩藻依聚糖(硫酸化多糖)对白色念珠菌具有强烈的抗真菌活性。

Fucus spiralis中的植物单宁能防止白色念珠菌的形态转变,降低其毒力和侵入宿主细胞的能力。

百里香

Thymus vulgaris是最重要的百里香品种,其精油含有百里香酚百里香脑。百里香精油与氟康唑对浮游和生物膜形成的白色念珠菌和Candida tropicalis都显示出协同作用。

橄榄油

橄榄油主要含有油酸(占脂肪酸组成的55-83%),还含有亚油酸亚麻酸。研究表明油酸对白色念珠菌表现出抗真菌活性。特级初榨橄榄油能改善肠道通透性,并减轻与炎症相关的组织病理学特征。

牛至油

牛至油以其抗菌特性而闻名,包括对白色念珠菌的抗真菌活性。服用牛至油补充剂或在烹饪中使用牛至油可以帮助减少白色念珠菌过度生长。

保哥果(Pau d’Arco)

保哥果是一种草本药物,源自南美洲树木的树皮。它具有抗真菌特性,可能有助于抑制白色念珠菌的生长。

茶树油

茶树油具有强大的抗真特性,可用于局部治疗念珠菌感染。稀释的茶树油可以涂抹在受影响的皮肤区域,或加入浴水中以获得舒缓效果。

几种植物提取物的油性制剂已被局部用于治疗外阴阴道念珠菌病,即柠檬香蜂草、大蒜、茴香、洋甘菊、姜鼠尾草的油。

此外,如大蒜素、姜黄、莳萝油等分子显示出对阴道念珠菌病的有益效果。

绿茶、肉桂、大蒜、蜂胶、姜则显示出对口腔念珠菌病的抗念珠菌活性。

这些天然疗法可作为避免传统药物副作用或轻度感染人士的选择。

补 充 剂

维生素 D

维生素 D 是在皮肤暴露于阳光后合成的,或通过某些鱼类、蛋黄、乳制品蘑菇等食物获得。

维生素D3具有显著的抗真菌作用。临床试验显示,每日补充维生素D3降低烟曲霉诱导的IL-13反应,并通过抑制多种受体表达使细胞因子反应转向抗炎表型。维生素D3的脂溶性特点能破坏真菌细胞膜完整性发挥直接杀菌作用,同时影响白色念珠菌的代谢和生物合成。小鼠实验证实,维生素D3能降低各器官真菌负荷减少炎症细胞浸润和炎症因子水平。

维生素 E

维生素E是存在于坚果、种子、蔬菜、油等食物中的脂溶性化合物,通过抑制NF-κB活性对白念珠菌发挥抗炎作用。研究显示,在两性霉素B中添加维生素CE比单用两性霉素B效果更佳。

此外,当添加维生素 C 和 E 时,人类红细胞可免受两性霉素 B 引起的细胞毒性作用,表明这些维生素凭借其抗氧化特性,可对抗由两性霉素 B 诱导的自氧化作用。

Omega-3

Omega-3多不饱和脂肪酸含有α-亚麻酸(18:3 ω-3)、十八碳四烯酸(18:4 ω-3)、二十碳五烯酸(EPA;20:5 ω-3)、二十二碳五烯酸(22:5 ω-3)和二十二碳六烯酸(DHA;22:6 ω-3)。海洋哺乳动物的脂肪层白鱼的肝脏含有 EPA 和 DHA 等长链脂肪酸。不同的研究表明,EPA 和 DHA 不仅有益于心脏、大脑和眼睛的健康,也有益于免疫系统。有证据表明,多不饱和脂肪酸及其酯类衍生物对多种口腔病原体有效,包括白色念珠菌

硒是通过植物进入食物链的微量元素,具有抗氧化、抗炎、抗菌作用。硒纳米颗粒能粘附并穿透白色念珠菌生物膜,通过替代硫元素破坏真菌细胞结构。研究显示,硒缺乏小鼠的肝脏和脾脏真菌负荷显著高于补硒小鼠,且硒缺乏会损害中性粒细胞的杀菌能力,表明硒在抗真菌感染中发挥重要作用。

直接抗真菌作用:补锌通过破坏真菌生物膜结构(如锌载体触发抗真菌药物释放)及抑制毒力因子(干扰代谢酶活性),直接抑制白色念珠菌生长。

增强宿主免疫:锌元素提升巨噬细胞吞噬能力与T细胞活性,强化对真菌的免疫清除,同时减轻感染相关的炎症损伤(如降低TNF-α等因子)。

协同增效抗真菌药物:锌基载体(如V-ZIF)可靶向递送药物至生物膜深处,增强药物渗透性;并通过调控耐药基因,逆转白色念珠菌对唑类药物的耐药性。

注意:过量补锌可能被念珠菌利用促进生长,推荐成人每日8-11mg。与喹诺酮、四环素类同服会影响吸收,需间隔2–6小时。有明确感染时应以医生处方的抗真菌药为主,补锌以纠正缺乏为目的。

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doi: 10.3390/microorganisms11061556

益 生 菌

最常见的有乳杆菌和双歧杆菌属,它们对恢复微生物群落的功效取决于失衡的原因。

乳杆菌

乳杆菌菌株(如L. acidophilus、L. jensenii、L. crispatus)和双歧杆菌属口服或阴道给药,帮助抑制生物膜形成。

乳杆菌还可能抑制白色念珠菌通过竞争营养物质以及产生乳酸和其他有机酸来降低 pH 值,从而抑制念珠菌的生长。

一项前瞻性研究对早产儿(249 例)进行了长达 12 个月的观察,这些儿童接受了 Lactobacillus reuteri(ATCC 55730;每日五滴;1 × 108 CFU)或 Lactobacillus rhamnosus(ATCC 53103;每日一粒;6 × 109 CFU)的治疗,并报告了在L. reuteri 给药后粪便中念珠菌的减少以及较少的胃肠道症状。

口服 Lactobacillus acidophilus(菌株 Rosell-11,5 × 109 CFU)治疗 2 个月(每天两次)减少了 22 名自闭症谱系障碍儿童的肠道念珠菌定植(45%的参与者处于“无糖饮食”状态),集中注意力和执行指令的能力也显著提高。

乳杆菌乳铁蛋白组合、乳杆菌甘露聚糖寡糖组合均显示协同效应,可改善阴道真菌感染症状并抑制白念珠菌粘附。

双歧杆菌

双歧杆菌可以代谢宿主饮食或粘膜中的不同类型碳水化合物,其发酵途径产生不同水平的乙酸和乳酸。接受乳杆菌和双歧杆菌菌株治疗的肥胖小鼠体重和胆固醇水平更低。它们真菌数量更少,肝脏形态得到恢复,肠道菌群得到有益调节。

益 生 元

发酵蔬菜

发酵蔬菜含有植物乳杆菌、短乳杆菌Lactobacillus sakei 等。从泡菜中分离的三种植物乳杆菌菌株对白色念珠菌表现出抗真菌活性,通过真菌生长的显著减少得到证实。来自泡菜的乳杆菌产物通过增强小鼠的分泌型IgA水平来增强粘膜免疫力,并显示出抗白色念珠菌活性。

苹果醋(ACV)

苹果醋含有5%醋酸以及类黄酮和多酚。ACV能增强单核细胞对白色念珠菌的吞噬活性,并降低白色念珠菌的活力和生长。

酸奶

酸奶用保加利亚乳杆菌嗜热链球菌发酵制成。每日摄入富含活L. acidophilus的酸奶可使复发性念珠菌阴道炎缓解。食用益生菌酸奶可减少女性真菌定植。

粪 菌 移 植

一项溃疡性结肠炎研究显示FMT后念珠菌减少

一项开放标签试验显示,通过内镜每3个月进行FMT能显著改善自闭症行为症状(CARS评分)并将微生物群转变为健康状态。

MTT改良疗法(包括万古霉素预处理、肠道清洁、高剂量FMT和维持治疗)使胃肠道症状减少80%,核心自闭症症状持续改善长达2年。

生 活 方 式

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doi: 10.3390/microorganisms11061556

戒烟

吸烟会减少唾液分泌,改变口腔菌群,并增加念珠菌在口腔中的定植。研究表明,吸烟者的口腔念珠菌感染风险增加了 7 倍。在活动性龋齿病变的吸烟者中,口腔念珠菌的存在可能性也更高。据信,由于中性粒细胞对真菌的活性降低,吸烟者白色念珠菌定植的患病率更高

戒酒

过量饮酒是许多健康问题的主要风险因素。在小鼠中,长期摄入酒精会增加真菌菌群数量,并促进真菌β-葡聚糖向血液的转移,而使用抗真菌药物治疗则可减少肠道真菌负荷,降低β-葡聚糖转移,并改善乙醇引起的肝损伤。在随后的临床研究中,酒精相关性肝病患者的真菌多样性较低,且念珠菌属数量较多。此外,酒精性肝炎患者的血清抗中性粒细胞胞质抗体(ASCA)水平与死亡率增加相关,这表明治疗肠道真菌可能有益于酒精性肝炎患者,且ASCA可能有助于预测其预后。

运动

缺乏体力活动会导致多种健康问题并激活全身炎症标志物(如C反应蛋白、IL-6、TNFα和新蝶呤),而规律的体育锻炼则能改善生活质量、减少全身炎症并增强抗感染免疫反应。研究证据表明,适度运动能提高年轻男性中性粒细胞对白念珠菌的吞噬能力,同时体力训练还能显著增强巨噬细胞的自发移动性、趋化性、自发附着能力以及对白念珠菌的吞噬功能。

缓解压力

压力是一系列威胁身体稳态的事件,由外部或内部因素(应激源)引起。研究表明,暴露于社会应激源会改变结肠菌群稳定性,导致细菌易位和免疫调节,拟杆菌的相对丰度降低梭菌的相对丰度增加

一项实验研究表明,感染白色念珠菌并暴露于慢性多样化压力的大鼠肝脏和肾脏中的真菌负荷增加。此外,巨噬细胞产生的一氧化氮显著减少,表明慢性多样化压力损害了巨噬细胞对白色念珠菌的吞噬作用。

10
结 语

白色念珠菌作为一种典型的机会致病菌,充分体现了微生物与宿主关系的复杂性和动态性。从其独特的形态可塑性到精密的定植抗性机制,从共生毒力学派的理论创新到多元化的干预策略,我们对其认识正不断深化。

随着微生物组学、宏基因组测序和系统生物学技术的快速发展,未来的研究将更加精准地解析白色念珠菌与宿主微生态的互作机制。

肠道菌群检测作为一种技术手段,将成为评估个体微生态状态、预测感染风险和指导治疗决策的重要工具。通过高通量测序分析,我们能够实时监测菌群多样性变化、识别念珠菌过度生长的早期信号,并制定个性化的干预方案。精准微生态医学的兴起将使我们从单纯的“杀灭病原体”思维转向“重塑微生态平衡”的整体性策略。

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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肠道双歧杆菌的“饮食偏好”:揭秘不同菌株的碳水化合物利用能力

谷禾健康

想象一下,你的肠道就像一个热闹的自助餐厅,而双歧杆菌这个家庭里的每个成员都是小顾客,每个小顾客对不同的碳水化合物有着独特的“口味偏好”,有些喜欢吃淀粉,有些偏爱果胶,还有些只喜欢母乳里的特殊糖类

最近,科学家们通过分析来自全球不同地区的3083个人类肠道双歧杆菌非冗余基因组,构建了迄今最大规模双歧杆菌代谢功能数据库-“菜单”。成功重建了68条单糖、二糖、寡糖和多糖的完整利用通路,揭示了这些肠道双歧杆菌的“饮食偏好”

有趣的是,这些口味还会因为我们吃什么东西、住在哪里年龄多大而变化。相信你也会好奇,这些住在你身体里的小顾客喜欢吃什么。

方法

为了能快速识别小顾客的“口味偏好”,科学家们开发了Glycobif计算管道(https://github.com/Arzamasov/glycobif),用于预测双歧杆菌谱系的碳水化合物利用网络

▸ 涵盖19种双歧杆菌的碳水化合物利用网络

首先构建双歧杆菌非冗余数据集。从公共数据库收集了相关基因组序列,根据自定义的标准做初步筛选,ANI≥99%聚类后,最终获得3083个非冗余基因组,涵盖19个双歧杆菌。

得到双歧杆菌非冗余数据集后,开始准备训练Glycobif预测模型,获得的3083个非冗余基因组里,有263个参考基因组,这些基因组被用作训练集。该模型会输出68条碳水化合物利用通路的存在与否。体外培养实验结果比较验证,Glycobif自动管道通路预测准确率94%,手动注释(manual)准确率95%

转录组分析主要集中在Bifidobacterium catenulatum kashiwanohense(Bc.kashiwanohense)Bg42221_1E1菌株,确认基因表达模式,重点验证的通路有木葡聚糖(XGL)、母乳低聚糖(HMO)相关利用通路。

还对菌株进行了糖谱分析(Glycoprofiling),通过底物消耗模式进一步验证预测结果。

主要结果

1
双歧杆菌成员之间的“口味差异”

★ 婴儿和成人双歧杆菌优势种及代谢偏好不同

627个分离基因组+2456个宏基因组组装基因组(MAGs)的68条碳水化合物利用通路进行系统分析,图a展示的NMDS排序图,按物种和亚种聚类,分类学解释了91%的变异(“口味”差异),结果显示菌株水平变异性在不同类群之间存在差异(PERMANOVA R²=0.91, p=0.001),比如种之间显著分离的B.bifidum(婴儿肠道优势种)B.adolescentis(成人肠道优势种)

下图b显示不同物种(包括ANI>95%的亚种)之间在碳水化合物利用通路的数量(Predicted phenotypic richness)存在显著差异(GLM, p<2.2×10⁻¹⁶),例如Bl.nov可利用的通路总数明显低于其他亚种。

3083个双歧杆菌基因组中碳水化合物利用途径

Arzamasov AA,et al.Nat Microbiol.2025

图c展示了每个分类群(横轴)中能编码68种预测碳水化合物利用途径的基因组比例,颜色越深,表示在该分类群中有更高比例的基因组含有该碳水化合物利用途径;颜色越浅,则表示拥有该途径的基因组比例越低,可以直观地了解不同生物分类群中碳水化合物代谢能力的分布情况。

★ 几乎所有双歧杆菌都存在葡萄糖、半乳糖、果糖的代谢通路

发现核心通路(几乎所有成员都爱吃):在98%以上的基因组中存在的葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、果糖(Fru)、乳糖(Lac)和低聚半乳糖(GOS)利用通路,广泛保守通路(大多数成员都爱吃):在84%以上的基因组中存在的蔗糖(Scr)、麦芽糖(Mal)、低聚麦芽糖(MOS)、低聚异麦芽糖(IMO)、蜜二糖(Mel)、棉子糖家族低聚糖(RFO)和短链低聚果糖(scFOS)利用通路,除了B.bifidum

长双歧杆菌婴儿亚种(Bifidobacterium longum subsp.Infantis)和长双歧杆菌长亚种(B. longum subsp. longum)是长双歧杆菌种内系统发育相近的亚种,但两者的碳水化合物利用通路存在明显差异,尤其是母乳低聚糖(HMO)利用能力,这与既往研究一致,Bl.infantis具有H1和FL1/2基因簇。这些基因簇使其能够利用多种HMOs,包括LNnT、2′FL、3FL、LDFT、LNFP I和SHMO(Sialylated HMO utilization),而Bl.longum能力有限

★ 不同菌株对母乳低聚糖的利用能力因独立进化而存在显著差异

将263个参考基因组基于68条代谢通路层次聚类后与核心基因构建的系统发育树做相关性分析,呈中等相关性(cophenetic correlation 0.58, permutation test, P < 0.001)。这些发现都表明功能特征并非完全由进化谱系决定,可能存在显著的水平基因转移或独立进化适应现象。

不同菌株对特定HMO的利用能力与其携带的基因簇高度相关。H1基因簇编码多个同源底物结合蛋白(SBPs)用于HMO转运。在研究范围内发现携带H1基因簇的菌株有Bl. Infantis ATCC 15697、Bl. suis Bg131.S11_17.F6和Bc. kashiwanohense Bg42221_1E1(下图a)。HPLC定量分析结果显示,这些菌株在24小时内消耗了72-86%的总HMOs。

双歧杆菌菌株中HMO利用能力的基因组和功能分析比较

Arzamasov AA,et al.Nat Microbiol.2025

★ 基因簇与母乳低聚糖的利用直接相关

PCA分析(上图d)清晰区分了携带不同基因簇(H1和FHMO)的菌株,这说明基因簇与HMO利用模式直接相关

双歧杆菌菌株中HMO利用能力的基因组和功能分析比较

Arzamasov AA,et al.Nat Microbiol.2025

FHMO基因簇的存在决定了对复杂岩藻糖基化结构的利用能力,与H1基因簇相比,FHMO基因簇优先利用岩藻糖基化HMO,如图b、c,携带FHMO基因簇的菌株(Bl. suis Bg41121_2E1 和 Bc. kashiwanohense_A Bg42221_1D3)能够完全消耗2′FL,但对SHMO的利用能力有限。而缺乏任何已知的完整HMO利用基因簇的菌株(Bl. nov.和B. pseudocatenulatum)对HMO的利用能力最弱

2
特别爱吃木葡聚糖的成员

★ B.kashiwanohense 特别擅长利用木葡聚糖

通过Glycobif计算管道预测到B.kashiwanohense等菌株编码完整的木葡聚糖利用基因簇(xgl)。体外培养结果验证B.kashiwanohense Bg42221_1E1在木葡聚糖培养基中很好生长(图d,OD600>0.5)。

转录组分析结果显示木葡聚糖相关的 xgl 基因表达量显著上调,如图e,log2FC均大于5,pvalue<0.01,补充材料Table21显示log2FC分布在6.65-9.14之间,相当于上调幅度约100-550倍。

Bc. kashiwanohense Bg42221_1E1 XGL代谢的

基因组和转录组学综合分析

Arzamasov AA,et al.Nat Microbiol.2025

3
环境影响饮食偏好

来自不同地理区域的30株双歧杆菌菌株中,仅在来自一个孟加拉国婴儿的两个分离菌株(Bc. kashiwanohense Bg42221_1E1 和 Bc. kashiwanohense_A Bg42221_1D3 )中发现了xgl基因簇

★ 环境影响人体内双歧杆菌的种类和代谢能力

Bl.infantis是一种专门利用HMO的菌种,在非西方化人群中健康母乳喂养婴儿的肠道双歧杆菌中,其比例可高达90%。而西方化人群的婴儿往往缺乏Bl.infantis,取而代之的是利用HMO能力较低的菌种,如Bl. longum、Bifidobacterium breveBifidobacterium pseudocatenulatum

代谢通路富集分析发现,3岁以下的孩子的肠道里的双歧杆菌主要“专攻”消化HMO,而3岁以上的孩子和成人的肠道里的双歧杆菌更擅长消化plant glycan(植物聚糖)。在3岁以下的孩子里也发现了地域差异,西方化群体的肠道双歧杆菌更擅长消化plant glycan(植物聚糖),非西化群体更擅长消化HMO,这说明即使在以母乳为主的3岁以下年龄段,不同地区的孩子肠道菌群已经开始体现出适应当地饮食环境的差异

★ 同一菌种也能分化出不同的形态来适应饮食

发现同属于Bl.suis的两个分离菌株展现出两种不同的生态型,Bg131.S11_17.F6代表生态型1,Bg41121_2E1代表生态型2,生态型1专攻HMO相关不能代谢阿拉伯糖和植物多糖,生态型2兼顾FHMO和含阿拉伯糖的寡糖和多糖,这种同一菌种内部存在的功能分化现象,就像一种互补策略,使得同一菌种能够适应婴儿不同的喂养阶段和饮食状态,体现了肠道微生物的精细化生态适应。

结语

双歧杆菌的“个性”远比我们想象的更鲜明!不同种类甚至同一物种的不同菌株之间,对碳水化合物的利用能力差异巨大。而这种“饮食偏好”虽然与携带的基因相关,但并非固定,而是会随着宿主的生活环境、饮食习惯动态调整,形成独特的“功能优势”。

识别出B.longum物种内的独特分支(Bl.nov.),可以降解植物和真菌来源的α-葡聚糖,但缺乏乳糖-N-二糖(LNB)、半乳糖-N-二糖(GNB)、N-聚糖、HMO和T抗原(Tan)代谢通路。孟加拉国Bl.suis群菌株显示两种不同的生态型:第一种模拟Bl. infantis的HMO利用偏好,第二种优先利用FHMO,可代谢阿拉伯糖相关多糖。

Bc.kashiwanohense菌株中发现了独特的xgl基因簇,该基因簇仅在110个B. catenulatum基因组中的3个中被识别。体外培养实验也验证了木葡聚糖利用能力,转录组分析显示xgl相关基因显著上调100-550倍

研究证实不能仅基于物种名称预测菌株功能,名字一样,功能可能完全不一样,需要进行菌株特异性功能验证完整基因簇的挖掘,才能精准指导益生菌开发,形成个性化产品。例如给婴儿补充益生菌,要选HMOs专家型,给成人或高纤维饮食人群吃,要选plant glycan专家型。

由于菌株存在的饮食偏好,还可以通过补充特定的益生元(如HMO)促进目标菌的生长。但也不能忽视生活背景、饮食习惯等环境因素影响,研究证实这些环境因素在塑造双歧杆菌功能多样性方面发挥着关键作用,因此,在设计个性化益生菌和益生元干预策略时,必须考虑宿主的地理背景、文化饮食习惯和生活方式等多重因素。

一句话总结:现在已经告别”一刀切”益生菌,想让你的益生菌“住得久、吃得好、干得棒”,先得弄清楚它们的口味,再决定请谁进门、请吃什么

主要参考文献

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从共生到致病:内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)的双刃剑效应

谷禾健康

内脏臭气杆菌O.splanchnicus)是一种兼具共生与条件致病特性的细菌:它为严格厌氧革兰氏阴性短杆菌,不运动、不产孢子。

O.splanchnicus能发酵多种单/二糖,如葡萄糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖乳糖和甘露糖,还参与次级胆汁酸代谢;能合成多种关键代谢酶;可释放外膜/细胞外囊泡;对四环素、林可霉素、克林霉素、利福平、红霉素敏感,对氨基糖苷类和多粘菌素耐受,环丙沙星联合甲硝唑也可抑制其生长

其丰度受宿主遗传免疫状态肠屏障胆汁、饮食结构(红肉血红素、低碳高脂)、地域人群差异,以及抗生素、益生菌/益生元与植物活性成分等干预共同塑造。

O.splanchnicus作为一种重要的肠道微生物,与宿主的健康状况和各种疾病密切相关。需要注意的是,其健康效应具有环境依赖与双刃性:在健康稳定的微生态中多呈保护;在肿瘤等免疫抑制微环境或菌群失衡下,可能与不良结局相关。

O.splanchnicus通过短链脂肪酸与囊泡介导的免疫代谢调控提升紧密连接与黏膜屏障、诱导IL-10与部分情境下的Th17反应,抑制NLRP3炎性小体,改善炎症性肠病,参与能量代谢与胰岛素敏感性,并可能以丁酸与苹果酸等代谢物影响结直肠癌的炎症与凋亡通路。

临床关联方面,O.splanchnicus的减少与1型糖尿病妊娠期炎症上升、炎症性肠病/克罗恩病肠易激综合征、动脉粥样硬化、囊性纤维化、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)及儿童肥胖合并NAFLD等相关。

与此同时,在系统性红斑狼疮(SLE)、未破裂颅内动脉瘤、海绵状血管瘤、注意力缺陷多动障碍、急性冠状动脉综合征、慢性肾病以及代谢紊乱模型(glut1缺失)中呈富集。其在肠屏障受损、腹腔炎症时可成为机会致病菌,引发菌血症、假体关节感染、盆腔腹膜炎等。

本文全面总结了内脏臭气杆菌O.splanchnicus)的研究历史、目前对其与健康和疾病相关性的认识、潜在作用机制以及未来研究和应用的前景等。

01
内脏臭气杆菌(O.splanchnicus的基本信息

▸ 研究历史

内脏臭气杆菌O.splanchnicus)是一种具有重要研究价值的细菌。它最初于1971年被分离出来,并于1975年被命名,他们从腹部脓肿样本中分离出来。由于其与拟杆菌属成员的许多共同特征,它最初被命名为Bacteroides splanchnicus

与内脏臭气杆菌相关的研究时间表

Li J,et al.Microorganisms.2025

随着细菌分类学的不断进步,2008年,拟杆菌目Odoribacteraceae科中确定了一个新属Odoribacter。与脆弱拟杆菌相比,B.splanchnicus表现出许多独特的生化特征,其16S rRNA基因之间的同源相关性小于20%。因此,B.splanchnicus被重新归类为Odoribacter属中的一个新物种,并被正式命名为O.splanchnicus

该属包括另外两个物种:从犬牙周炎中分离出的Odoribacter denticanis和从人类粪便中分离出的Odoribacter laneus。此外,还从盆腔腹膜炎患者的血液和腹膜脓液样本中分离出O.splanchnicus

▸ 基本特征

内脏臭气杆菌O.splanchnicus)是一种严格厌氧革兰氏阴性杆菌,具有短杆状(0.7×1.0-5.0 um)。其形态多为单个或疏松聚集体,不运动、不产色素也不形成孢子;在37 ℃的厌氧环境下最适生长,通过透射电镜可见产生外膜囊泡

▸ 代谢能力

该菌具有广泛代谢能力,以有机化合物为主要营养来源,参与次级胆汁酸的合成与代谢。它能发酵多种肠道常见糖类,如葡萄糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖乳糖和甘露糖,是其重要碳源;但不能利用蔗糖、鼠李糖、海藻糖和水杨苷。它能产生大量的H2和H2S。当氨基酸是唯一可用的碳源时,该菌株专门使用赖氨酸来生产丁酸盐

另一项研究表明,小鼠盲肠O.splanchnicus定植可显著提升乙酸、丙酸和丁酸水平,并经GPR43与GPR109a介导发挥作用。作为臭杆菌科成员,它还可能产生具抗菌活性的次级胆汁酸

该菌合成多种关键代谢酶(磷酸酶、β-半乳糖苷酶、α-岩藻糖苷酶、N-乙酰-β-D-葡萄糖胺苷酶、谷氨酸脱羧酶),并在戊糖磷酸途径中具高活性(葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶),有助于维持细胞氧化还原平衡能量代谢

▸ 抗生素敏感性

O.splanchnicus对多种抗生素表现出不同程度的敏感性。它对四环素类、林可霉素克林霉素利福平和红霉素高度敏感,但对氨基糖苷类和多粘菌素具有很强的耐药性

这些不同的易感性可能归因于其细胞壁的独特结构特定的抗性机制。此外,环丙沙星甲硝唑类抗生素的联合治疗被证明可以抑制其生长

02
影响O.splanchnicus丰度的因素

内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)的丰度受多重因素协同塑造,既包括宿主内在条件,也受到外部环境与干预的深刻影响。我们这里列举几个主要影响因素。

1

红肉中的血红素促进其生长

尽管内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)的生长并不依赖血红素,但血红素的存在显著促进了其生长。血红素可能作为该菌株的重要生长因子信号分子。值得注意的是,血红素是红肉中的关键成分,据报道,O.splanchnicus的丰度与红肉摄入量呈正相关,而与蔬菜摄入量呈负相关

注:在饮食方面,采用低热量、低碳水化合物、高脂肪的饮食与这种细菌丰度的显著增加相关。

2

不同人群中差异较大

内脏臭气杆菌的富集在不同人群中呈现显著差异,受遗传背景、生活环境饮食结构以及多种宿主相关与外部因素的共同影响。例如,在荷兰人的肠道中,该菌更易富集且相对丰度较高;而在南亚苏里南人中,其丰度与前者存在显著差异。值得注意的是,南亚苏里南人群2型糖尿病患病率较高,并且肠道中缺乏部分能够产生短链脂肪酸的有益菌群,其中可能包括内脏臭气杆菌,这种菌群构成差异或与其代谢特征和健康状况相关。

3

胆汁能促进其生长

此外,胆汁作为肠道消化液的关键组成部分,不仅能够支持并促进内脏臭气杆菌(O. splanchnicus)的生长,还对其生理适应具有积极影响。当培养条件中胆汁浓度提升至20%时,其生长环境得到明显优化,从而更有利于菌体的增殖与维持。

4

益生菌和益生元增加其丰度

在多种疾病相关模型中,益生菌和益生元可促进有益菌增殖、维持微生态平衡,并改善肠道健康。部分干预可显著提升O.splanchnicus丰度。例如,枯草芽孢杆菌发酵的黄芪(益生元/益生菌复合物)治疗高尿酸血症小鼠,既缓解症状,又显著增加该菌数量。

基于宏基因组分析证实,向ApcMin/+小鼠补充植物乳杆菌CCFM8661可提高O.splanchnicus丰度,并通过修复肠屏障缓解结直肠癌症状

还有报道,在遗传性肥胖小鼠的标准饮食中添加紫檀芪可发挥抗肥胖作用、改善胰岛素敏感性、重塑微生物群,并显著增加O.splanchnicus丰度,且与脂肪量负相关。另有研究显示,单株乳酸菌L92预处理同样可上调该菌。然而,并非所有益生菌均能提升其丰度,提示该效应具有菌株或益生元特异性

综上所述,O.splanchnicus丰度变化反映了宿主—饮食—微生物三者的动态博弈,是评估肠道稳态与疾病风险的重要窗口。

宿主层面,遗传背景、免疫状态、胆汁分泌肠道屏障完整性决定其定植与扩增潜力;生活方式与饮食结构(如红肉与蔬菜比例、能量与宏量营养素构成)通过底物供给与血红素、胆汁酸等信号分子间接调控其生长;同时,肠道微生态的群落互作、短链脂肪酸与次级胆汁酸代谢网络构成关键生态位约束。外源性干预如抗生素、益生菌/益生元与特定植物活性成分,亦可通过改变底物通量与免疫炎症微环境选择性富集或抑制该菌

03
内脏臭气杆菌在宿主健康的多方面作用

内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)属隶属拟杆菌目,是人类肠道微生物群中常见的短链脂肪酸产生菌。其被认为是重要共生体,对宿主健康具有多重作用。

◮ 改善胃肠道炎症和肠道屏障功能

研究发现来源于内脏臭气杆菌(Odoribacter splanchnicus)的细胞外囊泡(Os-EVs)可显著缓解小鼠炎症性肠病(IBD),表现为减轻体重下降与腹泻出血、缩短的结肠长度恢复、组织学损伤减少

机制上,细胞外囊泡(Os-EVs)通过提升紧密连接蛋白ZO-1与Occludin、减少上皮细胞凋亡,修复肠黏膜屏障,并抑制促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)同时上调抗炎因子IL-10;关键在于其抑制NLRP3炎性小体(降低NLRP3、ASC及caspase-1裂解),且在NLRP3敲除小鼠中保护效应显著减弱,提示抑制NLRP3通路是核心机制,为益生菌来源囊泡干预IBD提供新思路。

◮ 诱导Th17细胞,影响免疫反应

内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)在Tak1ΔM/ΔM小鼠中的高丰度诱导肠道Th17细胞的能力表明其具有独立于特定免疫成分的功能相关性。Th17细胞在抵御感染和调控自身免疫中至关重要。通过诱导Th17,内脏臭气杆菌可使常规与无菌小鼠对化学诱导的结肠炎和结直肠癌产生抵抗力。

进一步的研究表明,除了Th17细胞诱导之外,内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)主要刺激免疫细胞中 IL-10 的产生。体外研究表明,这种细菌释放外膜囊泡或产生特定的代谢产物,从而触发免疫细胞产生抗炎细胞因子IL-10,从而在肠道中发挥抗炎作用

O.splanchnicus参与肠道健康的潜在机制

Li J,et al.Microorganisms.2025

◮ 通过代谢产生的丁酸、苹果酸影响结直肠癌

研究显示,O.splanchnicus通过代谢丁酸促进Foxp3/RORγt调节性T细胞增殖,并以淋巴细胞依赖方式诱导IL-10,从而抑制炎症。此外,其通过上调ZO-1与MUC2、促进杯状细胞生成并调节IL-10,强化肠道机械与黏膜屏障,缓解结直肠癌症状。

另一项研究发现,O.splanchnicus培养上清液中的代谢物苹果酸可诱导早期结肠癌细胞凋亡。然而,尽管O.splanchnicus总体有益,其在特定情境(如CRC患者的肠道微生物群)中的作用更为复杂:在非免疫型CRC患者中,高丰度与不良结局相关,包括血管与淋巴浸润增加及总生存期缩短。其他研究还报告,CRC患者的菌群丰富度与多样性下降,脆弱拟杆菌、O.splanchnicus等菌增多

◮ O.splanchnicus对人体健康的影响存在两面性

O.splanchnicus的双重作用源于多重因素。在健康肠道中,免疫稳态良好,菌群与宿主免疫细胞保持平衡交互:它可诱导Th17细胞,有助于抗感染与维持稳态,并通过促进IL-10产生营造抗炎环境,避免过度免疫反应。

相较之下,在结直肠癌背景下,免疫抑制性的肿瘤微环境可能破坏其正常免疫调节功能。非免疫型CRC患者中该菌高丰度或反映免疫反应异常,可能与其他菌群与肿瘤细胞协同,促进肿瘤进展宿主遗传与表观遗传差异会影响对该菌的免疫识别与应答,导致不同的疾病结局。

此外,肠道菌群的整体组成起着至关重要的作用。O.splanchnicus不是孤立的,在健康的肠道微生物群中,它可能与其他有益细菌相互作用以维持肠道稳态。然而,在CRC患者中常见的肠道菌群失调中,这些相互作用的平衡被破坏。其他促癌细菌的存在可能与O.splanchnicus协同作用,为肿瘤生长创造更有利的环境。

因此,更深入地了解内脏臭气杆菌O.splanchnicus)在不同健康状态下的机制作用对于开发新的肠道疾病治疗策略至关重要。

04
O.splanchnicus存在负相关的疾病

高通量测序使人们在解析肠道微生物组及其与疾病关系时频繁识别到O.splanchnicus。其丰度在多种疾病中呈显著升降波动。在这里,我们总结了与内脏臭气杆菌O.splanchnicus)的存在密切相关的疾病类型,无论是正相关还是负相关,旨在更深入地了解肠道微生物群在疾病机制中的作用。

O.splanchnicus丰度的变化与疾病关联

Li J,et al.Microorganisms.2025

最近的研究描述了肠道中内脏臭气杆菌O.splanchnicus)相对丰度降低与各种病理状态之间的密切相关性,为微生物群宿主健康之间错综复杂的相互作用提供了新的视角。

1

1型糖尿病中显著减少

具体来说,在一项关于怀孕期间患有1型糖尿病 (T1D) 的女性肠道微生物群的组成和功能变化的研究中,作者观察到显著的微生物群落重塑,这往往会加剧炎症反应

 O.splanchnicus减少并且炎症反应加剧

这些表现为粪便钙卫蛋白和肠道脂肪酸结合蛋白水平显著升高,以及内脏臭气杆菌O.splanchnicus)(FDR = 0.098)的丰度显著降低。这些改变可能会增加 T1D 女性发生妊娠相关并发症的风险。

2

多种肠道疾病中丰度降低

O.splanchnicus丰度下降与多种肠道疾病的病理状态密切相关,包括克罗恩病、炎症性肠病结直肠癌和全结肠炎

◮ 克罗恩病中O.splanchnicus的减少会影响抗炎反应

一项关于接受英夫利昔单抗治疗的克罗恩病儿科患者的微生物学变化的研究发现,与对照组相比,在接受治疗后O.splanchnicus和其他产生短链脂肪酸的细菌丰度显著且持续增加

值得注意的是,O.splanchnicus可产生抗炎短链脂肪酸(如乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐),对宿主具有抗炎作用。因此,O.splanchnicus丰度的减少可能会影响宿主的炎症反应,这导致克罗恩病和全结肠炎的恶化和慢性化。

◮ 肠易激综合征中O.splanchnicus丰度降低影响叶酸合成

肠易激综合征患者中,O. splanchnicus的丰度与二氢叶酸的水平呈正相关,二氢叶酸是叶酸合成的关键中间体。肠易激综合征患者普遍存在的低叶酸水平表明O. splanchnicus维持肠道代谢平衡营养吸收方面具有潜在作用。

3

囊性纤维化、NAFLD等疾病中降低

◮ 囊性纤维化患者中显著降低

在其他几种疾病状态中也观察到O.splanchnicus丰度的减少。例如,囊性纤维化(CF)患者肠道微生物多样性显著降低的同时,该物种的相对丰度也大幅减少。进一步强调了其在维持健康的肠道微生物群平衡方面的关键作用。

◮ 非酒精性脂肪性肝病患者中丰度下降

同样,在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者中也观察到O.splanchnicus的丰度下降,这一变化与其肠道微生态失衡相一致。进一步地,在合并NAFLD的高体重儿童人群中,该菌的相对丰度呈现出更加显著的降低趋势,提示其减少可能与疾病状态的出现或加重相关。

◮ O.splanchnicus可能有助于抵抗艰难梭菌感染和移植物抗宿主病

一项多中心前瞻性队列研究对1500余名住院患者进行长期随访的结果显示,O.splanchnicus的存在与住院期间感染防控具有潜在关联。尤其当其与瘤胃球菌属(如Ruminococcus bromii)共同出现时,可能在医院环境中对抗艰难梭菌感染,表现出一定的保护作用。这一发现提示特定菌群组合临床感染管理中的重要性与应用前景。

此外,在移植后植入阶段,O.splanchnicus的检出与急性移植物抗宿主病(aGVHD)风险降低相关。该相关性进一步表明,该菌可能在预防或缓解aGVHD方面发挥潜在作用,有助于改善移植相关并发症的发生率与患者预后。

这些发现表明,O.splanchnicus作为一种多功能肠道细菌,其丰度与各种疾病状态密切相关。它不仅影响肠道炎症和代谢活动,还可能调节全身炎症和代谢过程,从而对宿主的整体健康产生深远的影响。

05
O.splanchnicus存在正相关的疾病

某些细菌通过其代谢活动和与宿主的相互作用,对宿主健康产生积极影响,当存在于肠道中时,它们被归类为益生菌

然而,在不同的疾病中,由于环境条件的变化、与其他微生物的竞争以及宿主免疫反应的变化,O.splanchnicus可能会引发感染、炎症和其他不良反应,从而对宿主健康产生不利影响

1

系统性红斑狼疮患者中显著富集

使用宏基因组测序分析了117例未经治疗的系统性红斑狼疮(SLE)患者的粪便微生物群,其中52例还提供了治疗前和治疗后的样本,并将其与115例性别和年龄匹配的健康对照进行了比较。他们发现,O.splanchnicus未经治疗的 SLE 患者的肠道中显着富集

◮ 会产生一种类似自身抗体的肽加剧免疫异常

该细菌产生的与SLE患者体内特征性自身抗体Sm抗原的表位相似。这会导致免疫系统的误识别,并可能引发或加剧SLE患者的免疫异常。

2

动脉瘤和血管瘤患者中丰度较高

在病例对照研究中对未破裂颅内动脉瘤患者和对照组的肠道微生物群进行了宏基因组测序分析和比较。颅内动脉瘤患者肠道菌群结构的异质性显著降低,动脉瘤组O.splanchnicus明显富集。这表明这种细菌的存在与颅内动脉瘤的发病机制之间存在潜在联系。

◮ 可能作为海绵状血管瘤的生物标志物

海绵状血管瘤(CA)患者肠道中O.splanchnicus丰度显著高于健康对照组。因此,肠道中这种细菌的丰度较高可能作为CA的生物标志物,其丰度的动态变化可能与CA的发病和进展密切相关。

3

多动障碍患者中丰度过高

注意力缺陷多动障碍(ADHD)的研究也显示,受影响个体的肠道微生物群组成明显异常,特别是ADHD儿童中O.splanchnicusBacteroides caccaeParaprevotella xylaniphilaVeillonella parvula丰度明显高于年龄匹配的健康儿童。

◮ O.splanchnicus可能影响神经递质合成和多巴胺代谢

还有研究表明,多动症患者O.splanchnicus的丰度显著升高,并可能影响神经递质合成多巴胺代谢以及通过细胞因子释放调节炎症和神经发育

4

急性冠状动脉综合征患者中增加

急性冠状动脉综合征(ACS)患者中,肠道菌群内的O.splanchnicus丰度显著高于性别、年龄及临床特征匹配的对照人群。该差异提示O.splanchnicus的存在与ACS发生之间具有相关性,可能反映疾病相关的微生态失衡。

基于这一关联,O.splanchnicus有望作为ACS风险评估的生物学指标,为预防与管理提供新的方向。

5

慢性肾病、代谢疾病中富集

◮ 会产生吲哚和对甲酚等影响肾功能的物质

有研究分离并量化了慢性肾病患者产生尿毒症毒素前体的肠道细菌。他们发现,O.splanchnicus通过其特定的代谢机制,产生苯乙酰谷氨酰胺吲哚对甲酚,这些都是肾功能受损的重要标志物。这种细菌可能在肾功能下降尿毒症毒素的积累中发挥重要作用。

◮ 脂肪堆积、葡萄糖耐量受损患者中丰度增加

在动物模型中,肠上皮缺乏glut1活性的条件敲除小鼠出现脂肪堆积、糖耐量受损及菌群紊乱,并伴随O.splanchnicusOdoribacter laneus丰度升高,提示代谢疾病与肠道微生物群存在重要相互作用。

此外,O.splanchnicus的存在与功能性便秘以及共病抑郁和焦虑症状正相关,特别是与血清5-羟色胺水平相关。还观察到产生生长激素的垂体腺瘤患者肠道中O.splanchnicus显著富集

6

肠道屏障受损时

在正常情况下,内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)是正常的肠道菌群。然而,在特定条件下,如腹腔内炎症肠道屏障受损,它可能作为机会性病原体引起感染

◮ 肠屏障受损时O.splanchnicus可引起感染

近期血培养病例报告将O.splanchnicus确认为急性阑尾炎继发菌血症的致病菌,提示其具有潜在致病性。通过分离厌氧革兰阴性杆菌并以16S rRNA测序确认,证实其为假体关节感染的病原体。另有多例人类感染报道,包括菌血症、免疫正常成人的坏疽性阑尾炎并菌血症及盆腔腹膜炎。在30例穿孔或坏疽性阑尾炎中,有12例在腹膜液、阑尾组织或脓肿中检测到O.splanchnicus,且常与其他需氧、厌氧菌共存

尽管病例提示O. splanchnicus可致肠外感染(如菌血症),但其在腹腔感染中的确切作用与机制仍有待进一步阐明。

小编的话

总之,这些研究揭示了内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)在各种疾病状态下丰度变化疾病的发生或进展之间存在显著关联。然而,需要强调的是,这种关联是由多种因素相互作用产生的,包括饮食、生活方式、遗传背景和其他环境影响。因此,我们不能将内脏臭气杆菌的存在单独归因于疾病发生的直接原因。

相反,这些发现强调了肠道菌群宿主健康之间错综复杂的关系,同时也为未来的研究提供了方向,以进一步探索这些因素之间的相互作用机制。此类研究对全面理解发病机制、实现早期诊断并制定有效干预策略至关重要。

06
O.splanchnicus有望作为生物标志物

作为肠道微生物群成员,内脏臭气杆菌(O.splanchnicus)在多种疾病中的丰度、分布功能活性显著变化,显示其作为生物标志物在诊断、预后评估及疗效监测中的重要潜力。

◮ 可能有助于诊断肝细胞癌

有研究使用宏基因组测序和液相色谱-质谱相结合,检查了68名肝细胞癌(HCC)患者、33名肝硬化(LC)患者和34名健康个体(NC)的肠道微生物群组成和血清代谢特征。

发现与非HCC患者相比,HCC患者的血清代谢物组成肠道微生物群结构发生了显著变化。通过LEfSe和代谢途径富集分析鉴定与HCC相关的2个关键菌种(Odoribacter splanchnicusRuminococcus bicirculans)和5个关键代谢物(ouabain、牛磺去氧胆酸、糖去氧胆酸、茶碱和黄嘌呤)

◮ 肥胖的潜在生物标志物

此外,一项涵盖中国人群(n=2262)的研究比较了肥胖与正常体重者的肠道菌群差异,强调O.splanchnicus为与肥胖相关的三种潜在生物标志物之一。

◮ 肾癌和胰腺导管腺癌

还有发现O.splanchnicus某些特征或存在与肾癌(KC)风险升高相关,提示其为KC评估与诊断的危险因素与潜在标志物。通过功能与物种水平分析显示,胰腺导管腺癌(PDAC)患者中该菌丰度与健康对照及自身免疫性胰腺炎(AIP)患者显著不同,可用于区分PDAC与健康个体及AIP。

▷ 溃疡性结肠炎的标志物

基于生态与网络分析指出,溃疡性结肠炎(UC)患者中该菌的存在或丰度与疾病状态相关,并将其列为UC中具潜在诊断与治疗意义的四种“机会性病原体”之一,定位为生物标志物或治疗靶点。

总之,内脏臭气杆菌(O.splanchnicus丰度的改变不仅是各种疾病状态下肠道微生物失衡的标志,而且也是一种重要的生物标志物,可能有助于调节宿主的健康状况和预防特定疾病

07
O.splanchnicus的应用前景

作为重要的肠道微生物,O. splanchnicus因其在多种健康与疾病进程中的作用而备受关注。

◮ 百岁老人中O.splanchnicus丰度较高

一项涵盖32个长寿家系的16S rRNA与宏基因组研究显示,百岁老人的肠道菌群更具多样性,抗炎菌与潜在益生菌显著增多,尤其O. splanchnicus丰度更高。在日本百岁老人队列中以Spearman相关与FDR校正(q < 0.05)证实:其丰度随年龄增长而上升,提示肠道菌群组成可能影响寿命

◮ 抗炎和改善代谢

肥胖者与正常体重者相比,肠道微生物多样性更低,短链脂肪酸重要产生者O. splanchnicus显著减少。鉴于短链脂肪酸在能量代谢、屏障强化与抗炎中的关键作用,恢复或提升O.splanchnicus丰度或为改善肥胖的新策略。

◮ 增强宿主抗肿瘤免疫

在肿瘤防治方面,O. splanchnicus有助于维持微生态平衡、降低癌症风险提高疗效。研究发现,特异性药物或FMT可提升包括O. splanchnicus在内的菌群丰度,增强宿主抗肿瘤免疫(激活NK与T细胞),为“微生物群调节—增强抗肿瘤力”提供新路径。

相反,接受强化治疗的急性髓系白血病患者出现肠屏障受损与多样性下降,O. splanchnicus等特定菌群减少,强调治疗过程中维持菌群平衡的重要性。

◮ 有助于治疗慢性疼痛患者

此外,慢性疼痛患者的肠道微生物组发生了显著变化,其特征是α多样性较低,某些细菌种群相对丰度较高,包括O. splanchnicus。这些变化可能通过涉及肠脑轴的复杂机制影响疼痛感知和调节

这些发现表明,肠道微生物群调节,特别是O.splanchnicus的丰度,可能有助于确定缓解慢性疼痛的新治疗靶点

O.splanchnicus具有优异的抗炎特性和免疫调节作用。未来,以O.splanchnicus为重点的微生态制剂可能为食品、膳食补充剂和生物制药领域的消费和药用应用提供创新选择。

08
结语

内脏臭气杆菌O.splanchnicus)是人类肠道微生物群的重要成员,在维持肠道稳态促进健康方面发挥重要作用。它在与炎症性肠病非酒精性脂肪性肝病系统性红斑狼疮等疾病相关的病理生理过程中发挥直接和间接的调节作用。然而,在特定的病理条件下,如腹腔内炎症加剧肠道屏障功能受损,它可能作为机会性病原体,引发感染甚至败血症。

作为生物标志物O.splanchnicus肝细胞癌、肥胖、肾癌溃疡性结肠炎中展现诊断、分层与疗效监测价值,部分情境下优于传统指标。应用前景上,特定益生菌药物与粪菌移植可提升其丰度并增强NK/T细胞抗肿瘤免疫;在慢性疼痛与长寿人群中与表型相关;其菌株与囊泡具抗炎与免疫调节活性,具备食品、营养与生物医药转化潜力。

未来,应以多组学与因果推断澄清其致益/致病边界与机制阈值,定义安全性与剂量-反应关系,解析与宿主遗传、饮食因子及菌群网络的互作规则,发展可控的菌/囊泡/代谢物精准干预与伴随诊断。在守护肠道稳态、代谢健康与免疫平衡的同时,审慎管理其机会致病风险,方能释放O.splanchnicus健康促进与疾病防治中的最大价值。

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