柯林斯氏菌属（Collinsella），可能是多种慢性炎症性和代谢性疾病网络中的“放大器”

谷禾健康

柯林斯氏菌属（Collinsella）是人类肠道中常见的一种革兰氏阳性杆状、非运动性专性厌氧菌，能发酵多种碳水化合物，产生氢气、乙醇、甲酸和乳酸等代谢产物。

Collinsella既不如双歧杆菌那样知名，也不像艰难梭菌那样“危险”。尽管Collinsella常被视为共生菌，但随着宏基因组学、代谢组学和宿主基因组学研究的深入，人们发现它在非酒精性脂肪性肝病（NAFLD/NASH）、类风湿关节炎（RA）、肠道炎症性疾病、妊娠糖尿病、阿尔茨海默病（AD）以及抑郁症等多种慢性疾病中频繁与疾病相关，逐渐成为一个反复出现的“可疑信号”。

重要的是，研究发现：在非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者中，Collinsella的丰度会随疾病由单纯脂肪肝进展至炎症和纤维化阶段而逐步升高，并与内源性乙醇生成增加和肝脏炎症加剧密切相关；在类风湿关节炎（RA）患者中，它作为扩增的稀有谱系菌，可提高肠道通透性并诱导 IL‑17 相关炎症，从而经肠道远程影响关节；在阿尔茨海默病的遗传学研究中，Collinsella 甚至被鉴定为与 APOE4 危险等位基因正相关的促炎风险菌属。

因此，Collinsella或许并非只是被动随环境波动的共栖菌，而更可能是多种慢性炎症性和代谢性疾病网络中的“放大器”：在遗传易感、高脂高糖低纤维饮食和免疫异常等因素叠加时，这一小众菌属会被选择性富集，并通过改变代谢产物、重塑胆汁酸组成和削弱肠屏障功能，推动局部乃至全身炎症的级联放大。

本文将结合最新的临床和基础研究，系统梳理 Collinsella 的分类与生物学特征、在不同疾病中的丰度变化及其潜在致病（或促病）机制。

现有证据提示，提高膳食纤维摄入、控制体重和改善代谢状态有望降低 Collinsella 水平；但其在不同疾病情境及菌株层面的功能差异仍需大规模功能研究进一步阐明。

柯林斯氏菌属（Collinsella）的基础属性

柯林斯氏菌属（Collinsella）是放线菌门Coriobacteriaceae科下的严格厌氧革兰氏阳性杆菌属。在人体胃肠道中存在，主要包含3个有效物种(C.aerofaciens、C.intestinalis、C.stercoris)。

1
细胞形态

•革兰氏染色：阳性

•形态与大小：Collinsella通常为细长杆状、偏圆柱形，在显微镜下呈现为单端或较短链状的杆状细胞，以链状排列为特征（链长因物种而异）：

C.aerofaciens：链长6-120个细胞，细胞大小0.3-0.7×1.2-4.3 μm；

C.intestinalis：链长2-20个细胞，细胞大小0.3-0.5×1.2-2.2 μm；

C.stercoris：链长2-20个细胞，细胞大小0.3-0.4×1.3-2.4 μm。

Collinsella bouchesdurhonensis

https://doi.org/10.1002/mbo3.580

•特殊结构：不形成芽孢、无鞭毛（不运动）

Collinsella

来源：https://microbiomology.org/microbe/collinsella/

2
生长环境

•氧气需求：对氧敏感，喜好低氧或厌氧环境，生长需要合适的培养基与葡萄糖或其他碳源，常在偏厌氧条件下生长良好。

•温度条件：在37℃左右下适宜生长。

•菌落特征：中心呈白色或灰色、边缘透明，部分菌株（如C.aerofaciens）可见突起。

•保存方法：短期（数周）置于EG琼脂培养皿（厌氧罐）；长期（-80℃甘油悬液或冻干，含10%脱脂乳稳定剂）。

3
人群分布

•丰度与流行率：主栖于人类肠道，尤其是结肠区段的微环境中。也可在口腔、泌尿生殖道等部位的微生物群落中发现，但肠道是其核心生态位。

C.aerofaciens：人类肠道最丰富的柯林斯氏菌属（Collinsella）之一，约存在于90%以上人群肠道中；

C.intestinalis、C.stercoris：也广泛存在于人类肠道，但丰度低于C.aerofaciens。

•人群差异：Collinsella在健康人与疾病患者间相对丰度存在差异，且受疾病类型、人群特征、饮食结构和地域等因素影响。

在肥胖、抑郁症、肠道炎症及妊娠相关代谢异常等疾病中，其丰度或相关功能通路常出现具有统计学意义或趋势性的改变。

4
代谢能力

•核心代谢：葡萄糖发酵为严格厌氧发酵，产物包括乙醇、甲酸、氢气（H₂）、乳酸（无丙酸、丁酸）。

•糖发酵谱（物种间存在差异）：

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注：“+”产酸，“-”不产酸；数据基于6株aerofaciens、2株intestinalis、8株stercoris。

•酶活性：

C.aerofaciens：弱酸性磷酸酶（+）、弱亮氨酸芳胺酶（+）；

C.intestinalis：亮氨酸芳胺酶（+）、酸性磷酸酶（+）、N-乙酰-β-葡萄糖苷酶（+）；

C.stercoris：酸性磷酸酶（+）、β-半乳糖苷酶（+）、N-乙酰-β-葡萄糖苷酶（+）。

•细胞壁特征：肽聚糖为A4型，种间亚型不同：

C. aerofaciens：A4β型（肽亚基：L-Ala-D-Glu-L-Orn-L-Asp；肽间桥：L-天冬酰胺）；

C. intestinalis：A4α型（肽亚基：L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Glu；肽间桥：D-谷氨酸）；

C. stercoris：A4β型（肽亚基：L-Ala-D-Glu-L-Orn-D-Asp；肽间桥：D-天冬酰胺）。

基因组特征：DNA G+C含量60-65 mol%。

注：某些研究提示其对脂质代谢、宿主能量代谢及炎症反应可能具有调控作用，尽管具体产物比例及机制需结合不同物种与个体状况解析。

5
耐药性

Collinsella对多数常见抗生素敏感，但对β-内酰胺类（头孢他啶、头孢替坦）和单环β-内酰胺类（氨曲南、卡芦莫南）耐药。

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与人体及其他微生物的互作

•共生地位：Collinsella是人类肠道正常菌群之一，一般情况下无致病性（原文明确“None of these three species exhibit pathogenicity”）。

•潜在功能：作为肠道优势菌，可能参与碳水化合物发酵（产乙醇、乳酸等），间接影响肠道pH和短链脂肪酸平衡。

•与疾病联系：在特定疾病背景下（如抑郁症、肥胖相关疾病、炎症性肠病、妊娠相关代谢改变等）其丰度变化与疾病表型、代谢指标之间存在潜在关联，需结合因果研究进一步验证。

•生态位竞争：可能与其他厌氧菌（如双歧杆菌、乳杆菌）竞争碳源。与部分菌群的具体互作见下表：

增强：

Bacteroidales

Bacteroides

Odoribacter

Peptococcaceae

抑制：

Bifidobacterium

Coriobacteriales

Adlercreutzia

Collinsella

Porphyromonas

Prevotella

Clostridium

Clostridiales incertae sedis

Clostridiales Family XIII. Incertae Sedis

Blautia

Coprococcus

Dorea

Lachnospiraceae

Ruminococcaceae

Ruminococcus

Dialister

Campylobacteraceae

Erysipelotrichaceae

被抑制：

Bifidobacterium

Coriobacteriales

Adlercreutzia

Collinsella

Bacteroidales

Bacteroides

Porphyromonadaceae

Odoribacter

Parabacteroides

Porphyromonas

Prevotella

Rikenellaceae

Alistipes

Turicibacter

Streptococcus

Clostridiales

Catabacteriaceae

Clostridium

Clostridiales incertae sedis

Peptoniphilus

Clostridiales Family XIII. Incertae Sedis

Lachnospiraceae

Blautia

Lachnospiraceae

Coprococcus

Dorea

Eubacterium

Lachnobacterium

Lachnospira

Roseburia

Lachnospiraceae

Peptococcaceae

Ruminococcaceae

Ruminiclostridium

Acetivibrio

Eubacterium

Faecalibacterium

Oscillospira

Ruminococcus

Acidaminococcus

Dialister

Phascolarctobacterium

Veillonella

Rubrivivax

Alcaligenaceae

Oxalobacter

Bilophila

Desulfovibrio

Campylobacteraceae

Enterobacteriaceae

Escherichia

Erysipelotrichaceae

Holdemania

Akkermansia

不同疾病患者中Collinsella的丰度变化

1
类风湿关节炎 ↑↑↑

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影响因子：10.675

▸ 丰度变化

16S 测序显示，类风湿关节炎（RA）患者肠道微生物多样性下降。在属水平上，Collinsella与Eggerthella扩增，而有益属Faecalibacterium减少。

随机森林等模型表明，Collinsella 是可区分 RA 与对照的重要特征属之一。

类风湿性关节炎患者的微生物谱系

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doi:10.1186/s13073-016-0299-7

在类风湿关节炎患者及其一级亲属的代谢组学中，Collinsella 的丰度与多种代谢物（β‑丙氨酸、α‑氨基己二酸、天冬酰胺等）水平显著升高相关。

▸ 可能机制

1.增加肠道通透性、破坏屏障

•体外 CACO‑2 细胞实验：Collinsella aerofaciens下调紧密连接蛋白 ZO‑1、Occludin 表达，提高肠上皮通透性。

•DQ8 关节炎易感小鼠：口服 Collinsella 后 FITC‑Dextran 渗漏增加，提示肠屏障功能受损。

2.促进炎症与 Th17 反应

•Collinsella 诱导上皮细胞产生 IL‑17A 及趋化因子 CXCL1、CXCL5，可募集中性粒细胞并激活 NF‑κB 通路，与关节炎炎症放大相关。

•在人源化关节炎小鼠模型中，补充 C. aerofaciens提高 T 细胞增殖并加重关节炎发生率/严重度。

3.代谢‑免疫交互

•类风湿关节炎队列中，Collinsella 丰度与 α‑氨基己二酸、天冬酰胺等代谢物高度正相关，这些代谢物与自身免疫、胶原老化及凋亡阻断有关，可能参与胶原相关自身免疫反应。

2
非酒精性脂肪肝 ↑↑↑

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影响因子：7.74

▸ 丰度变化

在活检证实的非酒精性脂肪性肝炎（NASH）队列中，肠道 Collinsella显著升高：对照组相对丰度约 0.29%，NASH 无肝硬化为 3.45%，合并肝硬化为 4.38%，随疾病进展逐级上升，并被认为是与 NASH 相关性最强的属。

与非酒精性脂肪性肝炎显著相关的OTU

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doi: 10.1080/19490976.2019.1681861.

iScience 研究同样显示，肥胖及非酒精性脂肪性肝患者肠道中 C. aerofaciens 丰度显著高于健康人，是核心 OTU 中最丰富且自健康向肥胖再到非酒精性脂肪性肝持续升高的物种之一。

▸ 可能机制

1.脂质代谢与血脂异常

•Collinsella丰度与血脂紧密相关；

•与甘油三酯（TG）和总胆固醇呈正相关；

•与HDL‑C负相关。

提示 Collinsella 相关代谢通路可影响宿主脂质代谢，促发或加重 NAFLD/NASH 相关的高 TG、低 HDL 表型。

2.胆汁酸与肠屏障/肠‑肝轴

临床上，减少包括 Collinsella 在内的 7α‑脱羟基化菌的抗生素治疗与粪便次级胆汁酸下降相关，为其通过胆汁酸‑肠‑肝轴推动 NAFLD 进展提供了机制支撑。

3.内源性乙醇与肝炎症/纤维化

NASH 患者来源的 C.aerofaciens 基因组富集碳水化合物代谢、脂肪酸合成和促炎功能基因；

小鼠补充 C. aerofaciens（尤其在胆碱缺乏高脂饮食背景下）出现：循环乙醇水平升高；肝脏甘油三酯和羟脯氨酸明显升高；肝组织炎症评分升高，NF‑κB、TNF‑α、IL‑6 上调，IL‑10 下调，纤维化和脂质摄取相关基因表达增加。

说明 C. aerofaciens 通过提高内源性乙醇和促炎/促纤维化信号，直接推动 NAFLD 向 NASH 发展。

3
青少年重度抑郁障碍 ↓↓↓

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影响因子：5.28

▸ 丰度变化

青少年重度抑郁障碍（MDD）患者中，Collinsella显著降低（多种差异分析工具结果一致）；此外，Collinsella与性别、Claudin-5和TNF-α呈负相关。

重度抑郁症和对照组之间的α多样性和β多样性

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doi:10.1038/s41398-025-03743-3

▸ 可能机制

1.短链脂肪酸与肠–脑轴

醋酸和乳酸是Collinsella的主要发酵产物，这一特征可能调节宿主免疫并影响肠脑轴。结合既往研究，研究人员推测Collinsella丰度下降导致 SCFA 生成减少，进而破坏肠道屏障完整性，促进有害肠源性物质渗漏，加重抑郁的发生与发展。

2.胆汁酸–免疫–脑功能

C.aerofaciens具胆汁酸代谢能力，胆汁酸谱改变被证实可影响认知与情绪（在 MDD 模型中已有证据）；Collinsella 减少可能打乱这一调节轴。

4
妊娠糖尿病 ↑↑↑

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影响因子：4.546

▸ 丰度变化

多项研究报道：柯林斯氏菌属（Collinsella）在妊娠糖尿病（GDM）患者中丰度升高。

在提供的 GDM 队列研究中：

属水平：Collinsella 在 GDM 组显著富集；

种水平：C. aerofaciens 在 GDM 组富集。

并且C. aerofaciens 与孕早期空腹血糖呈正相关

（r ≈ 0.19，p ≈ 0.04）。

肠道微生物多样性、群落组成和功能差异

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doi：10.3390/nu18030381

▸ 关联的代谢与通路

妊娠糖尿病（GDM）病例中，与 Collinsella 富集同时，功能通路上：

•D‑galactarate、D‑glucuronate 等糖醛酸及相关碳水化合物降解通路富集；

•脂肪酸 salvage 通路差异显著。

这些变化与 GDM 中观测到的：甘油‑3‑磷酸、芳香族氨基酸升高，部分脂肪酸和维生素类下降等代谢谱异常相吻合。

肠道微生物群及代谢物与临床指标之间的相关网络

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doi：10.3390/nu18030381

▸ 可能机制

1.碳水化合物与胆汁酸代谢

•通过强化某些碳水化合物降解通路，可能推动肠腔可利用能量增加，助推高糖/胰岛素抵抗表型。

•已有基因组学工作显示 C. aerofaciens 具备较强胆汁酸代谢能力，可通过胆汁酸‑受体轴影响葡萄糖和脂质代谢。

2.炎症与通透性

•Collinsella 被证明可降低紧密连接蛋白表达、增加肠道通透性、促进 IL‑17A 产生，这种“屏障受损＋免疫激活”的模式同样可加重GDM的全身炎症与胰岛素抵抗。

5
肠道炎症性疾病（IBD、IBS）↑↑↑

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影响因子：4.235

▸ 丰度变化

总结性资料指出：Collinsella过度增殖与炎症性肠病（包括克罗恩病、溃疡性结肠炎）和肠易激综合征相关，多为升高报道。

在物种层面，Collinsella aerofaciens 被研究人员认为“具有临床意义的菌种”之一，因为其丰度与炎症生物标志物显著相关。

IBD患者肠道微生物群的分类学特征

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doi:10.3389/fmicb.2025.1538620

▸ 可能机制

一方面发酵碳源，产生乳酸、乙酸和氨等代谢物；

另一方面在炎症环境中“适应性扩增”，伴随屏障破坏和菌群深度重塑，通过下调紧密连接蛋白、提高肠道通透性，共同作用于肠屏障和局部免疫，引发或加重肠壁炎症与黏膜损伤。

6
超重及肥胖人群 ↑↑↑

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影响因子：4.235

▸ 丰度变化

多篇肥胖研究中，Collinsella（尤其C.aerofaciens）在超重和肥胖人群中升高，在正常体重人群中相对较低：

Collinsella被16S与宏基因组 LEfSe 同时鉴定为肥胖标志属，而 Faecalibacterium、Roseburia 等为健康标志。

在分级肥胖研究中，Collinsella aerofaciens 在超重和 III 级肥胖人群丰度特别高；属水平 Collinsella 随肥胖等级总体呈上升趋势。

正常体重和肥胖生物标志物分析

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doi:10.3389/fmicb.2025.1538620

▸ 关联表型

与LDL胆固醇、体脂增加呈正相关，多项研究指出：

超重/肥胖人群中C.aerofaciens丰度越高，LDL越高。

▸ 可能机制

1.代谢层面：参与胆汁酸代谢，可能通过改变胆汁酸组成和受体信号（FXR/TGR5 等），影响胆固醇代谢、脂质代谢与胰岛素敏感性。

2.炎症与屏障：与肥胖相关的低度慢性炎症相关：Collinsella 升高常出现在伴有代谢炎症和微生态失衡的状态。

在功能预测中，重度肥胖中 Collinsella 参与 RNA 聚合酶、核糖体相关通路，提示其处于高代谢、应激反应增强的状态，可能与炎症环境适应有关。

7
阿尔兹海默病 ↑↑↑

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影响因子： 3.998

▸ 丰度变化

该研究基于 MiBioGen 联盟最大规模的肠道菌群 GWAS 数据，对 119 个属的遗传多基因风险评分（PRS）与阿尔茨海默病（AD）病例/对照进行了相关分析，并在第二个独立样本中复制，随后合并做 meta 分析。

在发现队列中，先筛出 20 个与 AD 遗传相关的属；在复制队列中仍独立显著的有 3 个属：

Eubacterium fissicatena（保护因素）、Collinsella 和 Veillonella（风险因素）。

这些结果表明：在携带更高 AD 遗传风险（尤其 APOE4）的个体中，宿主遗传背景倾向于“驱动”更高的 Collinsella 丰度，因此 Collinsella 被视为 AD 的潜在“促病菌属”。

▸ 可能机制

1.促炎性菌属通过肠‑脑轴促进 AD 发生

•Collinsella在多项研究中被归类为促炎属；

•结合既往对 Collinsella 的认识（胆汁酸代谢、短链脂肪酸谱改变、肠屏障通透性增加、促炎因子上调），推测其可能改变肠道通透性与全身炎症水平；增强脑内神经炎症，从而促进 AD 相关病理过程。

2.与 APOE‑脂质代谢‑炎症轴的交互

•APOE rs429358 风险等位基因（APOE4）本身与脂质代谢紊乱和脑内炎症密切相关。

•Collinsella 的遗传 PRS 与 APOE 风险等位基因正相关，提示：

宿主脂质代谢和炎症易感的遗传背景（APOE4）倾向于更高的 Collinsella 丰度；

这种“宿主基因–菌群”耦合，可能共同推动脂质代谢异常＋慢性炎症，从而增加 AD 风险。

影响柯林斯氏菌属（Collinsella）丰度的因素

柯林斯氏菌属（Collinsella）（尤其是C.aerofaciens）的丰度主要受饮食结构（纤维、脂肪、能量摄入）、体重/代谢状态、环境暴露（重金属）、宿主遗传与黏液生态位等多重因素影响。

1.饮食与体重相关因素

低膳食纤维摄入：与Collinsella丰度增加相关，见于超重/肥胖孕妇和非酒精性脂肪性肝炎患者。

高脂饮食：在高脂相关人群中，Collinsella丰度偏高；通过结构化低热量减重可显著降低其丰度。

高蛋白减重饮食与高纤维饮食：总体与Collinsella丰度降低相关，见于肥胖/2型糖尿病成人。

总脂肪和糖摄入偏高：与Collinsella丰度呈正相关趋势，见于非酒精性脂肪性肝炎患者。

2.环境暴露与宿主因素

重金属暴露（As、Pb、Hg）：系统综述显示，高暴露水平重金属可增加 Collinsella 丰度。

宿主遗传与血型/分泌型状态：大型队列研究表明，分泌 A/B/AB 抗原者的 Collinsella丰度略高，但受纤维摄入调节，整体受分泌型影响较小。

性别与代谢综合征：在代谢综合征中，女性 Collinsella 丰度高于男性，提示性别激素或脂质谱差异的作用。

3.与疾病和代谢表型的联动

Collinsella 高丰度与高胰岛素、高甘油三酯、总胆固醇、尿酸、炎症负荷等表型相关，这些代谢状态本身也与高脂、低纤维饮食和肥胖密切相连，从而形成“饮食–代谢–Collinsella”的正反馈。

综合来看，低纤维、高脂/高能量饮食、肥胖及某些环境重金属暴露是导致的 Collinsella 升高驱动因素；高纤维和减重干预则倾向于降低其丰度。宿主遗传、性别和分泌型对其影响存在，但目前证据相对较弱。

主要参考文献

https://doi.org/10.1002/9781118960608.gbm00215

https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2000.tb08931.x

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