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CNAS L23010
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谷禾健康
下一代益生菌
传统益生菌在维持肠道稳定性方面具有一定优势，但其作用效果受宿主遗传背景、菌株生物学特性以及个体肠道微生态环境等因素的制约，这也使得其在临床应用中呈现出多样化的效果，且在调控全身性疾病方面仍需进一步探索其潜在机制。
与传统益生菌不同，下一代益生菌（NGPs）采用基因工程和下一代测序技术来识别具有特定功能特性的细菌菌株。一些研究者认为，下一代益生菌可能在微生物治疗领域具有发展前景，为某些健康问题的管理提供新的思路。
下一代益生菌（NGPs）通过筛选具备特定功能的菌株，不仅在肠道内发挥作用，还通过其他途径影响全身的免疫系统、代谢过程和神经调控机制。相较于传统益生菌，NGPs在以下方面具有显著优势：
①多系统靶向性——不仅修复肠道屏障，还可通过肠脑轴、口腔、皮肤、呼吸道等通道调控局部与全身免疫反应；
②精准性与个体化潜力——结合基因组学与代谢组学，可实现更精准的宿主-微生物互动干预；
③作用机制的扩展性——不仅抑制病原体、抗炎，还能通过代谢产物和免疫调控网络实现更广泛的治疗效应。
当前，NGPs的主要种类包括但不限于：
嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)、普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）、丁酸梭菌（Clostridium butyricum）、Eubacterium hallii及若干经基因改造或筛选的菌株，它们在慢性炎症、胃肠道疾病、代谢综合征、皮肤健康、口腔健康、免疫相关疾病以及精神疾病等多种疾病的治疗与缓解中展现出潜在价值。
随着基因组学、代谢组学、表观遗传学及循证临床研究的迅速发展，新型益生菌有望成为个体化干预的新载体，将疾病管理从“治疗反应”转向“精准预测与预防”。
什么是益生菌？
“益生菌（probiotics）”一词源自希腊语/拉丁词根
oro(意为’为了’)与bios(意为’生命”)，这主要体现了这些生物体在确保生命健康方面的作用。
益生菌是具有活性的微生物，主要是细菌和酵母，在给予足够剂量时具有健康益处， 益生菌已被证明能改善消化健康、免疫系统功能，甚至心理健康。
有效益生菌微生物的特征
doi: 10.1007/s11033-024-09398-5.
◮ 益生菌发挥效果的条件
同时益生菌要发挥效果，必须：
-忍受胃的酸性环境；
-活着抵达肠道；
-附着在肠道细胞上以发挥其益处；
-与有害细菌竞争；
-以及在肠道内定植到一定程度。
益生菌的发展历史
益生菌的概念源远流长，我们在这里简要梳理益生菌的起源及其随时间的演变。以下为历代发展要点的回顾。
◮ 古代起源
中东和中亚：两千多年来，发酵乳制品已被证明是一个值得关注的问题。中东和中亚被视为大约1万年前处于原始发酵状态的文明的摇篮。
亚洲：在古代中国和日本，也有纳豆和味噌等富含益生菌的食物，分别是发酵大豆和大豆酱。
◮ 19世纪及20世纪初：科学发现
益生菌一词直到19世纪末才进入科学界。随着微生物学的兴起，巴斯德揭示了发酵由微生物所驱动，从而解释了为何某些菌类存在是为了发酵。
1907年，梅契尼科夫被誉为“益生菌之父”，指出保加利亚农民的长寿与牛奶发酵有关，乳酸菌能阻止细菌损害宿主肠道，防止自毒与衰老。1908年，梅契尼科夫因在免疫学领域的研究荣获诺贝尔奖，进一步提升了公众对乳酸菌的认知。
◮ 20世纪中叶：益生菌产品的发展
在20世纪40–50年代，仿制食品成为益生菌引入的关键因素。自1935年起，日本率先开展商业益生菌饮料“养乐多”的生产；1939年，通过干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）展示了益生菌在胃肠治疗中的潜力。
随后，研究扩展至其他菌株，甚至酵母菌也被探索，其中Saccharomyces boulardii已用于腹泻治疗。
◮ 现代科学中的益生菌
益生菌研究广泛开展，尤其关注其在医学上的潜在益处。自1970年代初起，益生菌的活性逐步增强，医学与微生物学的结合揭示了其积极影响的机制。此间，益生菌不再仅是传统发酵食品的成分，而是逐渐被视为可用于治疗特定健康问题的药物。
▸ 益生菌如何与微生物群相互作用
益生菌的作用机制错综复杂，涵盖众多对消化系统有益并增强免疫力的作用过程：
益生菌的作用机制
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doi: 10.1007/s12602-025-10606-2.
1) 病原体的竞争排斥
益生菌通过竞争排斥来抑制病原微生物的生长：利用可用资源并争夺肠道受体位点，限制入侵生物的扩张。
此外，某些益生菌还能分泌抑制物（如细菌素），抑制致病菌增殖，从而提升整个细菌群落的健康水平。
2) 免疫反应的调节
益生菌还能通过诱导调节性T细胞来调控免疫反应，这些T细胞维持免疫平衡，避免对无害物产生过度反应。因此，益生菌在炎症并发症如炎症性肠病和自身免疫性过敏的管理中具有关键作用。
它们还支持健康的免疫反应，帮助抵抗感染、在必要时抑制过度炎症，并整体促进免疫健康。
3) 强化肠道屏障
益生菌的重要性在于提升黏膜质量与细胞间紧密连接的完整性，从而预防肠漏综合征。肠漏指肠壁的病理生理改变，导致有毒物质进入循环并引发炎症。Faecalibacterium prausnitzii和Akkermansia muciniphila这两种菌株被公认有助于维持肠道屏障功能，前者对黏膜覆盖也有保护作用。
4) 有益代谢产物的生成
益生菌能合成重要代谢产物，如短链脂肪酸（SCFAs）—丁酸、乙酸、丙酸等。证据显示SCFAs具有抗炎作用，促进肠道稳态、保护细胞完整性并缓解炎症，滋养结肠上皮，帮助维持健康的肠道黏膜。此外，SCFAs在调节与健康微生物群相关的免疫与代谢方面也发挥重要作用。
益生菌的作用机制
编辑
doi: 10.1007/s12602-025-10582-7.
5) 对肠-脑轴的影响
近期研究显示，益生菌通过肠脑轴影响心理状态的潜力。某些菌株能产生神经递质，如血清素与GABA，调节情绪与压力水平。
瑞士乳杆菌和长双歧杆菌已被证实可缓解焦虑、改善情绪，从而将健康微生物群与心理健康联系起来。
随着对人类微生物群落的深入了解，益生菌及其产品开发的研究日益广泛。借助现代微生物学工具，如PCR的16S rRNA检测、下一代测序（NGS）和生物信息学，我们能够更精准地识别和检测肠道细菌菌株。
最近，基因组测序与培养技术的进步促使从人类微生物组中分离出多种新型微生物，显示出良好的健康益处和益生菌潜力，因而有望发展成为下一代益生菌（NGPs）。
下一代益生菌（NGPs）的定义
下一代益生菌（NGPs）是指基于宏基因组学或16S rRNA测序等比较微生物组研究，遴选或工程改造的特定菌株。这些菌株在适当摄入量下，通过调节宿主肠道微生物群落结构或功能，对特定疾病状态的改善具有潜在的生物学效应和科学证据支持。与传统益生菌相比，NGPs针对性更强，而且有的已经累积了更多相关临床研究数据。
这类非传统益生菌包括嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）和普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）等，它们可改善肠道健康、降低炎症并增强肠道屏障。
下表总结了传统益生菌与下一代益生菌（NGPs）之间的主要区别。
▸ 对下一代益生菌（NGPs）的需求
益生菌的修复与预防作用已广泛被认可和应用，不仅有助于消化健康，也提升免疫与整体健康。传统定义多聚焦于含发酵菌株的产品，如乳杆菌和双歧杆菌，在大量应用中发挥作用。然而，随着人类微生物组的日益复杂与深入了解，经典益生菌未必能满足所有健康需求，因此出现了新型益生菌（NGPs），旨在更精准地解决更多健康问题。
下一代益生菌可能的治疗作用
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doi: 10.1007/s11033-024-09398-5.
1) 针对复杂疾病
全球慢性疾病如肥胖、糖尿病、自身免疫性疾病和精神健康障碍的患病率持续上升，促使科学界逐步揭示微生物组在这些疾病中的作用。这为非处方的下一代益生菌（NGPs）提供了更有针对性的治疗潜力。
例如，Akkermansia muciniphila与健康个体的优良新陈代谢活性相关，并有助于维持黏膜屏障；而屏障的降解与代谢性疾病密切相关。Faecalibacterium prausnitzii 被视为抗炎菌株，突显了其在炎症性肠病（IBD）治疗中的潜力。
2) 个性化医疗与精准健康
下一代益生菌（NGPs）正与日益增长的个性化医疗需求融合：根据患者的基因、代谢或微生物组特征来治疗个体疾病。
与此同时，益生菌研究持续推进，致力于深入理解肠道微生物组，以实现精准、定制的益生菌处方。
3) 通过调节微生物群落提高疗效
下一代益生菌（NGPs）更接近于益生元，研究显示，一些NGPs能释放代谢产物，调控群落结构与活性，长期有助于健康。例如，它们可产生短链脂肪酸（SCFAs）如丁酸，具有显著的抗炎作用，对肠道环境至关重要。相比之下，传统益生菌尽管可提高SCFA水平，但由于功能特性，其贡献可能不及NGPs。
4) 心理健康与肠-脑轴
近期肠-脑轴研究显示，肠道微生物组的状态显著影响心理健康、情绪、应激反应与高级认知功能。传统益生菌在此领域的作用有限，新型益生菌则具更大治疗潜力。
例如，脆弱拟杆菌与植物乳杆菌可能影响脑功能。新型益生菌能合成多种功能性代谢产物，用于调节脑活动，治疗焦虑、抑郁及其他精神障碍等问题。
5) 肠道屏障完整性与免疫调节
对于慢性疾病与自身免疫过程，肠道病变引发的免疫过度激活会使有毒物质从肠道扩散入血。新型益生菌，如嗜粘蛋白阿克曼菌，通过增强肠道黏液层提升屏障防御，进而减轻全身炎症。
此外，NGPs 还可调控免疫细胞功能与促炎/抗炎反应的平衡，可能有助于治疗免疫相关疾病。
6) 在癌症治疗中的潜在应用
下一代益生菌（NGPs）在癌症管理领域的应用备受关注。研究表明，某些微生物组变体可增强免疫疗法的效果。通过使用特定菌株，可提升宿主免疫系统对肿瘤细胞的杀伤力，从而为癌症治疗中的益生菌辅助治疗提供新的可能性。
▸ 下一代益生菌的标准
与传统益生菌相比，下一代益生菌（NGPs）能更有效、更精确地解决复杂的健康问题。考虑到功能性、特异性和安全性，已提出了一些标准来界定新型益生菌。关键标准如下：
1) 菌株特异性和选择
下一代益生菌（NGPs）通常源自非传统菌株，相较于乳杆菌和双歧杆菌等传统益生菌，它们在特定健康领域具更大潜力。每种菌株的选择都以实现精确的健康目标为导向，如代谢、免疫或认知健康，以提升针对性治疗效果。
2) 作用理解
就NGPs而言，核心在于菌株对免疫反应的调控、益生代谢物的产生、肠道通透性的改变，以及与宿主微生物组的相互作用机制。多数NGP已被筛选或改造以产生代谢物（如SCFA、神经活性物质）并执行支持其健康益处的功能。
3) 临床疗效和针对性健康益处
应通过一致的前临床与临床研究证明NGPs在健康状况下的病情调节功效。在某些情境下，可能表现为提升胰岛素敏感性以改善代谢健康，或通过调控炎症来治疗自身免疫性疾病。这种功效使NGPs从一般肠道健康支持，扩展到糖尿病、炎症性肠病和精神疾病等特定疾病的治疗。
4) 生存能力和定植潜力
要让NGPs菌株成功定植，关键在于其能耐受胃肠道恶劣环境，并在可能的情况下实现内腔幼体的稳定定植，以确保长期的遗留效应。其在宿主微生物组中的建设性相互作用以及在胃酸环境中的存活能力，对疗效至关重要。
5) 安全性和最小不良反应
安全性备受关注，部分原因在于许多新型益生菌来自非传统来源，且人类使用的历史证据稀少。因此需进行严格的综合安全评估，包括毒性和长期安全性研究。应尽量减少并密切监测可能引发不良反应的机制，如免疫紊乱或对自然微生物群的破坏。
6) 个性化应用的潜力
随着个体微生物组的多样性，开发下一代益生菌（NGPs）时已将个性化纳入考量。这意味着选取或设计符合特定微生物组特征或个人健康状况的菌株。
个性化的NGP应用通过识别微生物失衡与健康风险，提供更定制化的干预，因此产生了在健康益处上更具针对性的NGP，成为个性化与精准医疗领域的宝贵资产。
小结
传统益生菌和新型益生菌之间的主要区别
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总得来说，新一代益生菌（NGPs）相对于传统益生菌的科学、具体优势主要有以下几点：
•更广的靶向健康作用谱；
•更强的肠道微生态调控能力；
•更精准的作用机制与靶点；
•先进的制备与设计策略；
•改善药品监管与可控性前景
•增强个体化干预潜力；
•安全性与耐受性改进方向。
传统益生菌和新型益生菌的特征比较
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doi: 10.1007/s12602-025-10582-7.
下一代益生菌（NGPs）中具有潜力的候选株正在逐步浮出水面，其中一些已在代谢调控、炎症抑制和跨系统健康影响方面显示出特别的潜力。如Akkermansia muciniphila、Faecalibacterium prausnitzii、Clostridium butyricum、Christensenella minuta等，初步研究显示它们在代谢调控、炎症抑制和肠-全身轴的潜在影响方面具有积极信号。
但这类证据尚处于早期阶段，且个体差异、长期安全性、给药策略与潜在不良反应尚需进一步验证。此外，NGP 需要经过严格的毒理学评估、长期随访与可重复的生产质量控制，才能避免潜在风险并确保可追溯性。因此，在扩展NGP候选池时，必须遵循安全优先、证据驱动、标准化与伦理法规合规的原则，强调并非所有物种都具备成为下一代益生菌的潜力，也不应过早推广到临床应用。
Akkermansia muciniphila
极具潜力
嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila,Akk)是一种定居肠道黏膜的共生菌，作为下一代益生菌的有力候选。它在增强代谢与免疫反应方面发挥关键作用，并可能改善癌症治疗效果。
◮ 能利用黏蛋白，促进肠道屏障完整性
A. muciniphila能够利用肠道黏膜层的黏蛋白与糖蛋白作为唯一的氮碳来源，促进肠道屏障完整性并附着于黏膜，是一种有益的益生菌特征。
肠道黏膜中该菌含量下降会削弱屏障，增加毒素侵袭风险。它不仅参与葡萄糖、脂质和蛋白质代谢，还影响黏膜层的完整性与黏膜免疫反应，因此对肠道健康具有支持作用。
◮ 在肥胖、炎症性肠病、自闭症中都发挥作用
近年研究表明A.muciniphila在机体稳态与疾病中具有重要作用。其丰度与多种疾病相关，水平下降与肥胖、炎症性肠病、自闭症和2型糖尿病等相关。
它通过调节神经系统控制葡萄糖代谢，帮助抵御肥胖与糖尿病。研究还发现经巴氏杀菌的A.muciniphila可显著延长结肠长度、增强对肥胖与胰岛素抵抗的抵抗力，且炎症性肠病与代谢疾病患者常见其水平降低，提示潜在抗炎作用。此外，A.muciniphila还能增强某些抗癌治疗在动物模型中的效果。
总体而言，益生菌领域的最新证据支持A.muciniphila作为可行治疗靶点，其水平变化可作为疾病进展的潜在生物标志物。因此，A.muciniphila在癌症、代谢综合征、炎症性肠病及免疫相关疾病等领域具有广阔的临床潜力。
肠道重要菌属——Akkermansia Muciniphila，它如何保护肠道健康
Faecalibacterium prausnitzii
具有较高潜力
普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）是一种极具前景的下一代益生菌。
F.prausnitzii在肠道中的下降与微生物群失调及多种代谢疾病和慢性免疫介导疾病（如炎症性疾病和肥胖）相关，并常作为衡量年轻肥胖者是否患溃疡性结肠炎的生物标志物，这可能源于其促进黏蛋白与紧密连接蛋白合成、修复受损肠黏膜的能力。此外，它还能调控粘液分泌、肠道杯状细胞分化和糖基化，并维持黏液屏障完整性，因此被视为有益的益生菌，对肠道具有关键保护作用，其枯竭会削弱肠道免疫调控与抗炎能力。
◮ 重要的产丁酸菌、具有抗炎活性
F.prausnitzii被认定为肠道中最重要的丁酸生产者之一。丁酸是肠道上皮细胞的主要能量来源，调节肠道T细胞的活性，抑制病原体入侵，促进结肠癌细胞凋亡，预防肠道炎症，调节免疫系统，并帮助代谢综合征恢复。
此外，F. prausnitzii还会产生来自微生物抗炎分子（MAM）的肽，抑制宿主激活NF-κB通路。这些活性代谢物的优点包括抗炎活性、维持肠道屏障功能、肠道免疫稳态以及在结直肠癌细胞中诱导凋亡。
◮ 可作为癌症免疫治疗中的调节因子
目前，从健康人群中分离出的F. prausnitzii已被证明具有体外抗炎和免疫调节活性。此外，Faecalibacterium属候选物种已被研究为癌症免疫治疗中的调节因子。研究人员发现肠道中Faecalibacterium的浓度与癌症患者的存活率之间存在关联。
此外，科学家们发现，黑色素瘤转移期间，调控T细胞数量和促炎细胞因子IL-2、IL-8和IL-6的血液水平与肠道中Faecalibacterium的数量呈负相关。因此，F. prausnitzii被认为是黑色素瘤患者的关键治疗靶点和预后标志物。
肠道核心菌属——普拉梭菌（Faecalibacterium Prausnitzii），预防炎症的下一代益生菌
Clostridium butyricum
具有较高潜力
丁酸梭菌（Clostridium butyricum）是一种嗜氧、形成孢子的革兰氏阳性细菌，因其发酵非碳水化合物并高产丁酸而得名。
◮ 对肠道健康、免疫调节有益，甚至改善抑郁
丁酸梭菌，被认为对炎症性肠病有益，并起到免疫调节作用。它已被用于肠道健康支持、免疫调节和感染预防。丁酸梭菌还对肠上皮增殖和维持结肠健康至关重要。
有研究报道了丁酸梭菌的抗癌潜力，观察到其可显著抑制小鼠肠道肿瘤形成、减少肠道癌细胞增殖并诱导凋亡。此外，丁酸梭菌的益生菌株与抗抑郁药联合使用，可显著改善抑郁症状。
Christensenella minuta
具有较高潜力
Christensenella minuta已成为下一代益生菌（NGPs）候选者中的重要一员，显示出在代谢调控与炎症抑制方面的潜力。
◮ 改善能量平衡、降低炎症水平
C. minuta在肠道微环境中能够促进有益代谢产物如乙酸和丁酸的产生，改善能量平衡与脂质代谢，同时通过调节炎性介质和免疫途径，降低慢性炎症的水平。这些作用不仅局限于肠道，还通过肠-全身轴、代谢网络和免疫调控网络对全身健康产生潜在影响。
C.minuta可能通过以下途径发挥作用：增强肠道屏障功能、改变宿主基因表达与信号传导、促进短链脂肪酸等有益代谢产物的产生、以及调节脂肪组织与肝脏的炎症反应。
◮ 临床层面
研究表明，Christensenella minuta在2型糖尿病和肥胖等代谢紊乱以及炎症性肠病中的丰度显著下降。其相对丰度与低 BMI 指数相关的瘦表型呈正相关。
除此之外，支气管哮喘和过敏性疾病、肾结石、情感障碍、甲状腺癌、粘膜类天疱疮、多囊卵巢综合征和复发性口疮性口炎等疾病中C. minuta的丰度也较低。
总体而言，C. minuta 的证据虽仍处于初步阶段，但其在代谢健康与炎症控制方面展现的多维潜力使其成为有希望的下一代益生菌候选株。未来需要更多高质量的人体研究来确认其安全性、最优给药策略、长期效果及与其他干预的协同作用，以便将这一候选菌株尽快转化为可用于临床的干预工具。
Christensenella minuta——下一代益生菌候选者：改善代谢、减轻炎症
Eubacterium hallii
有潜力
Eubacterium hallii是另一种潜在的益生菌生物治疗制剂（NGP）。能利用多种碳源（包括糖和有机酸）并产生两种关键的短链脂肪酸（SCFAs）：丙酸和丁酸。SCFAs对肠道健康至关重要，促进黏液生成、刺激肠上皮细胞增殖分化并维持上皮健康；SCFA不足会引发炎症。
注：据报道，E.hallii是新生儿肠道中丁酸的主要来源之一。
◮ 能与肠道其他细菌协作产生短链脂肪酸
某些E.hallii能发酵复杂碳水化合物，但也有依赖其他肠道微生物产物的情况。多项研究证实了这种交叉摄食机制在Eubacterium属SCFA生成中的重要性。
相关研究多在含复杂碳水化合物的培养基中将Eubacterium属与双歧杆菌共培养，能降解复杂碳水化合物的双歧杆菌株可产生1,2-丙二醇、乙酸酯与乳酸盐，随后被Eubacterium属吸收并转化为丁酸与丙酸。
这一交叉摄食模式明确揭示了肠道微生物与复杂碳水化合物的丁酸化协同及其在肠道生态系统中的作用。
◮ 可能改善肥胖和糖尿病
研究了E.hallii在肥胖和糖尿病中的作用。发现E.hallii能够代谢丁酸以激活G蛋白联结受体信号通路，改善GLP1和GLP2的产生，强化肠道屏障功能，同时不影响体重或食物摄入，并提升胰岛素敏感性和能量代谢率。因此，它在胰岛素敏感性方面可能安全且有效。
◮ 在体内对一些物质进行关键转化
最新研究表明，Eubacterium属在肠道中进行关键的代谢转化，对人体健康有积极影响。在这些效果中，有毒化合物解毒为更良性的形态似乎具有价值。
例如，观察到E.hallii将极为丰富的食品来源杂环芳香胺致癌物——2-氨基-1-甲基-6-苯基咪达唑（4,5-b）吡啶（PhIP）转化为生物学上无法获得的7-羟基-5-甲基-3-苯基-6,7,8,9-四氢吡啶（3′，2′：4,5 咪唑（1,2-α）嘧啶-5-m氯化物（PhIP-M1）。此外，PhIP在模拟远端和近端结肠微生物群存在下被E.hallii转化，导致其丰度分别增加了120倍和300倍。这表明它作为一种保护性治疗具有极佳的视角。
此外，在同一研究中，检测到了E.hallii的抗菌活性。作者证明，E.hallii能够将甘油分解为3-羟基丙烯醛（3-HPA），这种甘油以水溶液中的榘蛋白形式存在。
研究还发现Eubacterium属通过调节胆汁酸代谢谱，有助于肠道和肝脏健康。近年来，胆汁酸代谢或肠道微生物群的调节正被研究为肝细胞癌（HCC）和结直肠癌（CRC）的创新治疗策略。
Roseburia
有潜力
罗氏菌属(Roseburia)是一种革兰氏阳性、厌氧、弯曲杆状细菌。Roseburia物种能使用复杂多糖，产生短链脂肪酸（丙酸盐、丁酸盐、醋酸盐）。它对炎症、帕金森病和炎症性肠病（IBD）有益，并且被充分考虑为下一代益生菌（NGPs）。
◮ 降低动脉粥样硬化、改善肠道、肝脏健康
令人瞩目的是，最新研究显示，食用Roseburia和富含纤维的饮食的小鼠，其动脉粥样硬化的发生率降低了。这归因于高纤维饮食，介导了Roseburia丁酸的形成以减少动脉粥样硬化。
此外，最新研究显示 Roseburia intestinalis（细菌鞭毛的关键结构成分）在治疗酒精性脂肪肝和溃疡性结肠炎方面具有潜力。口服 Roseburia 肠源性鞭毛蛋白在酒精性脂肪肝模型中显著改善了肠道上皮完整性并抑制了肠道损伤风险。然而，关于 Roseburia 的临床证据仍然有限，需要进一步研究以明确其在多种人类疾病中的应用价值。
Bacteroides fragilis
有潜力，但同时存在安全隐患
脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)是机会性病原体，然而，近期研究证实了非致毒性脆弱拟杆菌的益生菌特性。脆弱拟杆菌可以刺激宿主适应性免疫，抑制炎症，激活免疫系统的成熟，调节肠道微生物群，并通过多糖A（PsA）及该NGP的其他外膜囊泡维持肠道健康和稳态。
◮ 抑制其他致病微生物
先前研究显示，脆弱拟杆菌通过抑制其他致病微生物的生长与定居来抑制它们。在动物模型中，该菌能抑制艰难梭菌感染，且治疗后肠道微生物多样性提升、AKK菌丰度增加。
研究还表明，B.fragilis通过抑制凋亡、维持ZO-1和MUC-2完整性，从而提高肠道屏障功能，降低艰难梭菌的黏附性和定植性。因此，脆弱拟杆菌有助于维护肠道屏障的完整性。
其他研究还发现脆弱拟杆菌对沙门氏菌的易位具有竞争性抑制作用，机制包括抗菌蛋白 BSAP-1 的生成。BSAP-1 含有 MACPF 结构域，能裂解侵染宿主细胞的细菌。除了 BSAP-1 外，泛素样蛋白（BfUbb）及 VI 型分泌系统（T6SSs）等因素可能也在该竞争中发挥重要作用。
◮ 产生的荚膜多糖具有免疫调节作用
最新研究显示脆弱拟杆菌在结肠内代谢多种碳水化合物，生成八种荚膜多糖，其中多糖A（PSA）是一种独特的两性多糖，具免疫调节作用。
PSA被抗原呈递细胞内吞并处理后被T细胞识别，持续增强宿主免疫。PSA通过调节树突状细胞，促使初始T细胞分化为Treg，提升Foxp3和CD39表达，抑制IL-17并诱导IL-10产生，帮助治疗肠道炎症性疾病。
近期研究还报道脆弱拟杆菌通过增强免疫功能、抑制脂多糖信号、改善肠道微生物群活性并维持肠道屏障稳态来预防肠漏，对癌症患者有潜在益处。
SK08活细菌粉末是一种以脆弱拟杆菌为基础的活体生物药，已获中国食品药品监督管理局认可，目前处于临床试验阶段，属于治疗性生物药范畴。
Prevotella copri
有潜力
P. copri是拟杆菌门中的另一种新型益生菌，据报道可改善葡萄糖耐量和肝糖原水平。它被视为2型糖尿病、肥胖等代谢疾病的潜在靶点。
◮ 微生物组学基础
P. copri在健康人群和特定疾病患者（如类风湿关节炎、2型糖尿病）的肠道微生物群落中存在明显差异，已通过宏基因组学研究识别。
◮ 功能特性研究
•能产生短链脂肪酸（SCFAs），特别是丙酸；
•参与多糖代谢，具有特定的代谢功能；
•与肠屏障完整性和免疫调节相关；
◮ 临床相关性
•在类风湿关节炎（RA）中丰度降低，补充可能改善症状；
•与代谢相关疾病的关联有一定研究基础。
广泛存在于人群的双面使者——Prevotella copri与疾病和健康
Parabacteroides goldsteinii
有潜力
研究表明，P.goldsteinii也有望成为下一代益生菌。中山大学的程芳/陈红波教授团队探讨了肠道共生细菌P.goldsteinii衍生的外膜囊泡（OMVs）通过传递关键的抗炎分子（例如十五烷酸）来调节宿主的免疫系统。这些OMVs能够在炎症皮肤区域积聚，有效抑制IL-23/Th17轴，改善全身免疫稳态，从而显著缓解银屑病症状。
编辑
Su D,et al.J Control Release.2025
P.goldsteinii已被证实能够显著改善肠道和肺部炎症。强烈推荐用于肥胖改善。此外，P.goldsteinii也表现出显著的抗炎和胰岛素刺激特性。
Propionibacterium freudenreichii
有争议
费氏丙酸杆菌（Propionibacterium freudenreichii）主要用于乳制品行业，作为生产瑞士奶酪的食品级微生物。研究者正探索其特定的益生菌特性以实现新的健康益处。该菌已能产生丙酸，具有抗菌活性并可降低胆固醇。
另一项研究则显示，P.freudenreichii 对肠道屏障完整性与炎症状态的影响提示其在胃肠道健康方面的潜在应用。
工程菌株
具有较高潜力
工程菌株是尖端的下一代益生菌代表。经过改造的乳酸乳球菌和大肠杆菌等菌株通过产生外源蛋白或分子，可用于治疗结直肠癌、炎症性肠病甚至精神健康问题等疾病。
注：益生菌还通过CRISPR技术进行基因改造，这扩大了接种疫苗的治疗选择，并增强了免疫反应。
编辑
doi: 10.1007/s12602-025-10606-2.
小结
无论来自天然还是合成来源，这些新一代菌株都代表益生菌的未来前沿。特定有益代谢物如丁酸、抗菌肽和免疫调节化合物可作为复杂疾病的治疗干预，提供传统益生菌难以实现的疾病特异性与个性化策略。因此，研究将聚焦新一代益生菌的关键点，推动医学在预防与治疗上的新前景。
下一代益生菌（NGP）在治疗领域的前景日益广阔，标志着其不再局限于传统的肠道健康维护，而是在疾病预防、诊断与治疗中发挥更为精准和多样的作用。通过基因改造或天然/合成菌株的多样化开发，NGP 能在人体内定向表达有益代谢物、抗微生物肽以及免疫调节因子，为难治性炎症、代谢疾病、免疫相关疾病等提供新的干预路径。
临床应用将持续扩展，覆盖免疫、神经、泌尿生殖、心脏、代谢、呼吸、皮肤、口腔及体重管理等领域。下面是当前新型益生菌已涉足的方向：
下一代益生菌在各种健康疾病中的应用
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doi: 10.1007/s12602-025-10606-2.
胃肠道健康
下一代益生菌可能聚焦于已被证实对特定胃肠道问题有益的单一菌株，而非传统益生菌组合的多菌株混合，从而实现更个性化、针对性的治疗。
随着DNA测序技术的发展，下一代测序能够对肠道微生物群进行更为细致的分析，帮助理解胃肠道疾病患者的微生物组结构，并识别潜在的治疗重点菌群或菌株。
•炎症性肠病（IBD）：包括Akkermansia muciniphila和Faecalibacterium prausnitzii，两者都与减轻肠道炎症和促进粘膜修复有关。抗炎分解代谢物（如SCFA）的合成有助于调节与IBD相关的炎症，包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。
•肠易激综合征（IBS）：某些益生菌可以缓解腹胀、疼痛和排便异常等症状。其中一些包括婴儿双歧杆菌和丁酸梭菌（Clostridium butyricum），它们可以对抗炎症并提高肠道内的健康运动能力，在这种情况下，它们在治疗IBS相关疾病方面非常有用。
•抗生素相关性腹泻：非致病性细菌大肠杆菌Nissle 1917通过引入有益细菌来缓解抗生素相关性腹泻和其他胃肠道问题，从而恢复肠道健康。
代谢健康
代谢综合征（MS）是一组特征性疾病，包含胰岛素抵抗、血脂异常、肝肾功能异常、高血压、血糖稳态紊乱等。如今，益生菌正被视为潜在的代谢疾病生物治疗药物，作为具有健康促进作用的功能性食品成分，并具备对抗特定疾病的潜力。
小鼠研究显示，A. muciniphila 与体重、脂肪量变化相关，新型益生菌菌株能够有效调节葡萄糖、脂质和体重的平衡。其改变必需代谢物谱，包括短链脂肪酸、维生素、 多种脂肪酸、氨基酸及胆汁酸代谢物等。
•肥胖和体重管理：肠道菌群的一些调节剂会影响促进脂肪储存、脂肪燃烧和饱腹感的因素。如前所述，使用Akkermansia muciniphila已被证明可以改善胰岛素反应，缓解脂肪堆积，从而治疗肥胖。
•2型糖尿病：新型益生菌可能有助于血糖控制，因为它们会产生SCFA，SCFA已被证明可以降低血糖水平并增强胰岛素敏感性。两种有益的微生物，Akkermansia muciniphila和鼠李糖乳杆菌，抑制胰岛素抵抗，已被推荐用于控制2型糖尿病。
免疫系统调节
健康的微生物群通过迷走神经直接或间接调节免疫系统。由于肠道微态的稳定性，益生菌可调节免疫环境，有助于自身免疫疾病的治疗。
•自身免疫调节：如脆弱拟杆菌通过产生多糖A调节促炎与抗炎反应，从而为治疗类风湿性关节炎和多发性硬化症等自身免疫疾病提供干预，目标是调节免疫与减轻自身免疫。
•过敏与哮喘：部分新型益生菌能调节免疫耐受，降低过敏反应。鼠李糖乳杆菌在给药后表现出抗过敏、抗哮喘特性，透过增强调节性T细胞并降低过度免疫反应来发挥作用。
•感染：部分新型益生菌具抗感染作用，如丁酸梭菌具有抗菌特性，能够增强对感染的免疫防御，但需在宿主体补偿机制恢复后方能实现。
心理健康
•抑郁与焦虑：仍有被称为“心理益生菌”(psychobiotics)的新型益生菌（NGP）与情绪和认知改善相关”。瑞士乳杆菌和长双歧杆菌已显示抗焦虑与抗抑郁效应，可能通过产生血清素和GABA等神经递质、以及降低全身炎症来实现。
•压力管理：与GBA（脑-肠-轴）相互作用的NGP 能通过维持微生物群平衡、调节 HPA 轴来减轻生理压力对身心的影响，关联情绪与压力相关的精神状态。
新型益生菌的治疗益处
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doi: 10.1007/s12602-025-10582-7.
皮肤健康
健康的皮肤微生物群通过调节免疫细胞与炎症维持体内平衡。湿度、pH、温度、脂质、营养、运动、药物、手术以及身心压力等变量共同影响皮肤微生物组的日常波动。
表皮屏障缺陷与免疫失调与特应性皮炎（AD）密切相关，且具有遗传易感性和环境影响的个体更易发病，体现了 AD 的复杂病理生理。最新研究显示局部治疗可改善 AD 患者的微生物群，帮助清除有害菌、促进有益菌生长，从而平衡微生物群。
•湿疹与皮炎：益生菌已逐步用于炎症性皮肤病的治疗。鼠李糖乳杆菌与长双歧杆菌能改善屏障功能、降低炎症，可能对湿疹与皮炎患者有益。
•痤疮与牛皮癣：部分新型益生菌具抑炎特性、可抑制免疫活动，有助于治疗痤疮及银屑病等疾病；有助于控炎、保护屏障功能，对皮肤健康有益，减少炎症发作。
口腔健康
根据既有文献，口腔内约有700多种细菌构成口腔微生物群。免疫抑制、激素治疗及不良饮食等因素可引发牙釉质侵蚀与牙周疾病。
益生菌作为一种新兴且具成本效益的微生物疗法，能抑制口腔病原体并降低粘附，延长假体装置的使用寿命。
•牙龈疾病与龋齿：最新口腔研究显示，某些益生菌通过重新定植口腔菌群来预防口腔疾病，抑制有害生物。例如，唾液链球菌与罗伊氏乳杆菌通过抗炎、维持口腔菌群平衡及抑制致病生物膜，对牙龈疾病与龋齿具有积极作用。
变形链球菌在龋齿形成中扮演重要角色，能产生胞外多糖并在酸性条件下存活。研究了鼠李糖乳杆菌GG与发酵乳杆菌KU200060对变形链球菌KCTC 5316的最小抑菌浓度（MIC），抗菌效果分别为25%与12.5%。唾液链球菌DB-B5为从健康成年女性龈上牙菌斑分离的菌株，具备产生新型细菌素等益生菌特性。
•口臭：部分益生菌能降低挥发性硫化合物，这是口臭的主要成因。通过平衡口腔微生物群，可维持口腔健康环境，减少口臭发生。
呼吸健康
•上呼吸道感染：鼠李糖乳杆菌GG及其他新型益生菌在预防肺部感染方面已显示有效。它们可通过调节免疫反应来增强上皮黏膜对呼吸道病原体的防御，具备免疫抑制潜力。这些益生菌已用于预防普通感冒与流感等疾病。
•哮喘管理：一些NGP可通过降低全身炎症、促进免疫耐受来缓解哮喘，并帮助调节在寒冷天气下的异常免疫反应，通常用于慢性呼吸道疾病的治疗。
肝脏健康
•非酒精性脂肪肝（NAFLD）：新型益生菌（NGPs）通过调整肠道脂质代谢相关微生物群，促进肝脏健康，抑制脂肪积聚。像Akkermansia muciniphila等菌株能减少肝脏氧化应激与炎症的证据正在积累，但仍需更多临床试验验证。
•肝脏排毒与健康维护：某些菌株通过改善肠道环境、降低进入肝脏的微生物内毒素，提升肝脏排毒能力，从而增强肝功能并降低全身炎症。
癌症预防与治疗
•癌症预防：特异性NGPs可通过产生抗氧化与抗炎应激因子来抑制癌症诱导效应，具有抗癌潜力。研究显示，干酪乳杆菌通过调节肠道菌群和免疫监测，减少结直肠癌风险。
•癌症治疗支持：NGPs可减轻化疗相关副作用（如黏膜炎）并支持免疫功能。据报道，益生菌通过增强免疫反应与改善肠道健康，抑制肿瘤细胞增殖，或作为标准肿瘤治疗的辅助手段。
新型益生菌（NGPs）已从单纯的肠道守卫者发展为多系统、多靶点的免疫与代谢调控工具。基于对肠道微生物组及其代谢产物的深入理解，NGPs显示出在慢性炎症、代谢疾病、免疫性疾病、皮肤与神经系统疾病等领域的广阔应用前景。它们不仅能够改善局部屏障功能与炎症状态，还可能通过肠脑轴、肠-皮肤轴等通路实现对远端器官的调控，从而带来更全面、个体化的健康管理方案。
尽管前景光明，NGPs的临床转化仍面临若干挑战：菌株的稳定性与可控性、个体微生环境差异、长期安全性评估、以及标准化的制备、给药剂量与疗效评估体系尚需完善。
未来发展的关键方向包括：
总之，NGPs具备成为下一代个体化健康管理核心元素的潜力。通过持续的基础研究与循证临床探索，未来的益生菌干预有望实现更高的治疗精准度、更广的适应证和更持久的健康收益。
主要参考文献
Gupta MK, Srivastava R. Gut Microbiome Interventions: From Dysbiosis to Next-Generation Probiotics (NGPs) for Disease Management. Probiotics Antimicrob Proteins. 2025 Aug;17(4):2629-2652.
Vijayaganapathi A, Mohanasrinivasan V. A Review of Next-Generation Probiotics-As a Gateway to Biotherapeutics. Probiotics Antimicrob Proteins. 2025 Aug;17(4):1985-1997.
Al-Fakhrany OM, Elekhnawy E. Next-generation probiotics: the upcoming biotherapeutics. Mol Biol Rep. 2024 Apr 15;51(1):505.
Maftei NM, Raileanu CR, Balta AA, Ambrose L, Boev M, Marin DB, Lisa EL. The Potential Impact of Probiotics on Human Health: An Update on Their Health-Promoting Properties. Microorganisms. 2024 Jan 23;12(2):234.
Santacroce L, Charitos IA, Bottalico L. A successful history: probiotics and their potential as antimicrobials. Expert Rev Anti Infect Ther. 2019 Aug;17(8):635-645.
Meng N, Liu Q, Dong Q, Gu J, Yang Y. Effects of probiotics on preventing caries in preschool children: a systematic review and meta-analysis. J Clin Pediatr Dent. 2023 Mar;47(2):85-100.
Evivie SE, Huo GC, Igene JO, Bian X. Some current applications, limitations and future perspectives of lactic acid bacteria as probiotics. Food Nutr Res. 2017 May 3;61(1):1318034.
Haghshenas B, Kiani A, Mansoori S, Mohammadi-Noori E, Nami Y. Probiotic properties and antimicrobial evaluation of silymarin-enriched Lactobacillus bacteria isolated from traditional curd. Sci Rep. 2023 Jul 5;13(1):10916.
Silva DR, Sardi JdCO, de Souza Pitangui N, Roque SM, da Silva ACB, Rosalen PL (2020) Probiotics as an alternative antimicrobial therapy: current reality and future directions. J Funct Foods 73:104080.
Mejía-Caballero A, Salas-Villagrán VA, Jiménez-Serna A, Farrés A (2021) Challenges in the production and use of probiotics as therapeuticals in cancer treatment or prevention. J Ind Microbiol Biotechnol 48(9–10):kuab052.
谷禾健康
当我们坐在餐桌前，精心挑选着盘中的食物时，一个常常被忽略的事实是：我们并非独自在享用这顿美餐。在我们的身体内部，一个无比繁华、拥挤而又充满活力的微观世界——肠道菌群，正翘首以盼，等待着我们送去的“补给”。这个由数万亿个细菌、真菌、病毒和古菌组成的复杂生态系统，其细胞总数甚至超过了我们自身的人体细胞，基因数量更是人类基因组的百倍以上。因此，科学家们形象地将其称为人体的“第二基因组”或“隐形器官”。
那么，究竟是什么决定了这个“隐形器官”的构成与功能？虽然遗传、年龄、生活方式及药物等多种因素都有关联，但研究普遍指出，饮食是最关键的驱动力。我们的食物不仅为自身提供能量和营养，也直接影响肠道微生物的“口粮”，不同食物成分会选择性促进不同微生物的生长，正如施用不同肥料会催生出不同的花草组合一样。
在众多营养素中，碳水化合物（尤其是膳食纤维）和脂肪对肠道菌群的影响已有深入研究，而蛋白质这一生命基础营养素，其调节肠道菌群的作用却长期被忽视。
我们都知道蛋白质对构建肌肉、修复组织、维持生命活动至关重要，但我们摄入的蛋白质究竟如何与肠道菌群互动？更重要的是，不同来源的蛋白质——例如，一块牛排（动物蛋白）与一盘扁豆（植物蛋白），会对我们体内的微观生态系统产生截然不同的影响吗？
这正是我们今天要深入探讨的核心问题。本文是基于最近发表在bioRxiv平台、题为《膳食蛋白源塑造肠道微生物结构和预测功能：一项结合机器学习的Meta分析》的重磅研究，为我们揭开提供了迄今为止较为全面、系统化的线索。
该研究巧妙地运用了Meta分析，汇集了全球范围内多项独立研究的数据，并通过前沿的机器学习算法进行深度挖掘，以前所未有的广度和精度，描绘出动物蛋白与植物蛋白在肠道菌群世界里投下的不同“身影”。
接下来，我们将解读这项研究的核心发现，包括动物蛋白和植物蛋白如何影响菌群的多样性与结构，不同饮食下的代表菌种，以及这些变化如何通过代谢功能影响我们的长期健康。
这不仅是对前沿科学的探索，也为我们的饮食选择带来了全新的认知。
在深入探讨研究的具体发现之前，先了解一下此次研究使用的两大“工具”：Meta分析（Meta-Analysis）和机器学习（Machine Learning）。
理解了它们的工作原理，我们才能更深刻地体会到这项研究结论的科学分量与可靠性。
1
Meta分析：站在巨人肩膀上看得更远
关于“不同蛋白质对肠道菌群的影响”，全球许多研究团队曾独立开展实验，
例如：
A研究组可能招募了20名志愿者，让他们分别食用富含牛肉和富含豆类的饮食；
B研究组则可能在小鼠身上测试了乳清蛋白和豌豆蛋白的效果；
C研究组的研究对象则可能是另一群不同文化背景的人。
每一项研究由于其样本量、实验设计、测量方法和地域人群的差异，得出的结论可能不尽相同，甚至有时会相互矛盾。例如，A研究发现动物蛋白显著降低了某种细菌，而B研究可能发现没有显著变化。这会让公众和政策制定者感到困惑：我们到底该相信谁？
Meta分析正是为应对这种问题而设立的统计方法。它并非进行新实验，而是系统收集并整合同一主题下尽可能多的高质量独立研究，利用统计工具合并与再分析这些数据，从而得出更具代表性和可信度的综合结论。
◮ Meta分析有三大优势：
增大样本量：通过合并多个研究，原本几十、几百的样本量可以瞬间扩大到成千上千，极大地提高了统计功效，使得我们能够洞察到在单个小规模研究中难以发现的、更细微但真实存在的效应。
解决不一致性：它可以评估不同研究结果之间的差异程度（即“异质性”），并探究造成这种差异的原因（例如，可能是因为研究对象的年龄不同，或是干预时间长短不一）。
提高结论的普遍性：因为数据来自不同地区、不同人群、不同实验条件，所以Meta分析得出的结论往往比任何单一研究更具普遍适用性。
在本研究中，作者首先进行了大规模文献筛选，在数千篇论文中，依据严格标准最终选取了13项高质量的人类干预研究，构建了总计近600个样本的数据集。
2
机器学习：从海量数据中挖掘模式的智能算法
收集到了海量数据仅仅是第一步。肠道菌群的数据是出了名的高维度、高复杂度。每个人的肠道里都可能有成百上千种不同的细菌，它们的丰度（数量多少）各不相同。面对这样一个由无数变量构成的复杂矩阵，传统的统计方法有时会显得力不从心。
◮ 机器学习对于数据统计和处理更高效
这时，机器学习就是重要的工具了。作为人工智能的一个分支，机器学习算法尤其擅长在看似杂乱无章的海量数据中，自动学习并识别出隐藏的模式和规律。它不像传统统计学那样需要研究者预先设定严格的假设，而是能够以一种更加“开放”和“探索性”的方式，让数据自己“说话”，以上两种方法也是谷禾健康构建人群肠道菌群数据库和识别菌群与健康以及营养的重要工具。
本研究主要采用了“随机森林”模型。可以这样理解：
如果我们想训练医生仅凭肠道菌群组成判断病人偏好动物蛋白还是植物蛋白，可先搭建一棵决策树：医生依次提问，例如“普雷沃氏菌丰度是否超过X？”、“拟杆菌丰度是否低于Y？”，通过一系列“是”或“否”，最终给出饮食类型诊断。
但单棵决策树容易因偶然因素产生偏误，就像初学医生容易过拟合少数病例一样。
为了避免这个问题，“随机森林”模型同时构建了成百上千棵这样的决策树，形成一片茂密的“森林”。它的高明之处在于“随机”二字：
通过这两个“随机”过程，保证了森林里的每一棵树都是独一无二、各具特色的。当需要做出最终判断时，模型会让森林里的每一棵树都进行一次独立的投票，然后采纳“少数服从多数”的原则，得出最终的、最稳健的分类结果。这就像一个由数百位不同背景、不同专长的医生组成的专家委员会进行会诊，其诊断结果自然远比单个医生更加准确和可靠。
◮ 随机森林的特点
样本随机：在构建每一棵树时，都不是使用全部的样本数据，而是从总样本中随机抽取一部分（有放回抽样）。
特征随机：在每个决策节点上选择“提问”的菌种时，也不是从所有菌种里挑选，而是随机抽取一部分菌种作为候选。
更妙的是，随机森林模型在完成分类任务后，还能告诉我们，为了做出准确的判断，它最依赖哪些“线索”。也就是说，它能计算出每一种细菌（即“特征”）对于区分“动物蛋白”和“植物蛋白”饮食模式的重要性得分。得分越高的细菌，就越有可能是区分两种饮食模式的“生物标志物”（Biomarker）。
通过将Meta分析的宏观整合能力与机器学习的微观挖掘能力相结合，这项研究得以在坚实的数据基础上，可以更系统地回答了文章开头提出的核心问题。
现在，让我们正式进入研究的重要发现环节。
在评估一个生态系统的健康状况时，通常会关注两个核心指标：
一是物种的丰富度与均匀度，即生态系统内物种数量多不多，分布均不均匀（对应谷禾健康报告里的多样性分值）；
二是物种的组成结构，即这个生态系统主要由哪些类型的物种构成。对于肠道这个微观生态系统而言，这两个指标分别对应着α-多样性（Alpha Diversity）和β-多样性（Beta Diversity）。
1
α-多样性：肠道菌群的“贫富”指数
α-多样性用于衡量单个样本内微生物多样性的“丰富”和“均衡”程度。较高的α-多样性通常代表更健康的肠道生态，意味着功能更稳定、韧性更强，更能抵御外部干扰，如饮食变化或抗生素影响。就像物种繁多的雨林比单一农田更能抵抗病虫害。
那么，动物蛋白和植物蛋白饮食，谁更能促进肠道菌群的“共同富裕”呢？以往，一些小规模的研究在这个问题上存在争议。但这次，通过Meta分析整合了13项研究的庞大数据后，答案变得清晰起来。
◮ 摄入动物蛋白与植物蛋白α多样性的差异不大
研究结果显示，与摄入动物蛋白（如乳清、牛肉、猪肉）相比，摄入植物蛋白（如大豆、豌豆、藜麦）的受试者，其肠道菌群的α-多样性没有发生显著变化，甚至在某些指标上呈现出增加的趋势。
这一发现非常重要。它有力地反驳了一些人担心的“植物蛋白饮食可能会导致肠道菌群变得单一”的观点。恰恰相反，富含植物蛋白的饮食模式，至少在维持甚至提升肠道菌群多样性方面，表现出了与动物蛋白饮食相当甚至更优的潜力。
这背后的原因我们将在后文深入探讨，但一个关键因素在于，植物蛋白往往与一位“黄金搭档”——膳食纤维——相伴相生。这些纤维是许多有益肠道细菌的“顶级美食”，能够有力地支撑起一个物种繁盛的菌群环境。
2
β-多样性：划分肠道菌群的“派系”
如果说α-多样性关注的是菌群的“丰富程度”，那么β-多样性则衡量不同样本间微生物群落结构的差异。如果两组样本（如动物蛋白组和植物蛋白组）β-多样性差异显著，说明各自肠道菌群已经形成了截然不同的“派系”。
◮ 动物蛋白饮食下的菌群与植物蛋白的截然不同
在这项研究中，这正是最显著的发现之一。分析结果明确无误地显示，动物蛋白饮食和植物蛋白饮食塑造出了两种显著不同的肠道菌群结构。这意味着，如果你长期以动物蛋白为主食，你的肠道菌群整体面貌，将会与一个长期以植物蛋白为主食的人，有着清晰可辨的巨大差异。
为直观展示这种差异，研究者使用主坐标分析（PCoA）作图，每个点代表一个人的肠道菌群，点间距离反映差异大小。结果显示，动物蛋白组和植物蛋白组的样本在图上分成两个清晰分离的“星团”。
这一发现具有里程碑式的意义。它证实了膳食蛋白的“来源”，而不仅仅是“数量”，是决定我们肠道菌群生态类型的关键变量。你的餐盘上放的是牛排还是豆腐，正在以一种超乎想象的深度，重塑着你体内那个庞大的微生物帝国。
但问题也随之而来：这两个不同的菌群“派系”，究竟是由哪些具体的细菌成员构成的？又是哪些“关键先生”造成了如此显著的差异？这就要依靠机器学习的强大威力来找出了。
随机森林模型不仅能准确区分两种饮食模式，还给出了区分动物蛋白与植物蛋白饮食最关键的细菌“标志物”名单，这些细菌对于理解不同蛋白来源如何影响肠道菌群至关重要。
研究筛选出多种在两种饮食下丰度明显不同的“核心细菌”，其中值得关注的有：
1
动物蛋白饮食的“拥护者”
在摄入动物蛋白后，一些偏爱在富含蛋白质和脂肪环境中生长的细菌丰度显著增加。这些细菌通常被认为是“蛋白质发酵型”或“腐生菌”，它们擅长分解蛋白质和氨基酸，但其代谢产物有时可能对宿主健康构成潜在风险。
◮ Alistipes和Bilophila——动物蛋白饮食富集
Alistipes（另枝菌属）和Bilophila（嗜胆菌属）：这两种菌是动物蛋白饮食下典型的富集菌。Alistipes属的某些菌株与肠道炎症和一些情绪障碍有关联。Bilophila wadsworthia则更为糟糕，它能利用动物性饮食中常见的含硫氨基酸（如牛磺酸，在红肉和海鲜中富含）产生硫化氢（H₂S）。
低浓度的硫化氢对肠道粘膜有保护作用，但过量产生则会破坏肠道屏障，诱发炎症，被认为是炎症性肠病（IBD）的一个潜在触发因素。关于这两种菌详见：
肠道重要菌属——另枝菌属（Alistipes），调节炎症情绪等的潜力菌
肠道重要菌属——嗜胆菌属 （Bilophila）喜欢脂肪、耐胆汁的促炎菌
◮ 动物蛋白饮食还能提升拟杆菌丰度
Bacteroides（拟杆菌属）：这是一个庞大且复杂的菌属，主要为革兰式阴性菌，在西方化饮食（高蛋白、高脂肪）人群的肠道中通常占据主导地位。它们是多面手，既能利用碳水化合物，也能分解蛋白质。
动物蛋白饮食能够显著提升它们的丰度。虽然Bacteroides的许多成员是中性甚至有益的共生菌，但它们的过度扩张，特别是当缺乏足够膳食纤维来“喂养”它们时，可能会导致它们转向分解宿主肠道粘液中的糖蛋白，从而削弱肠道的第一道物理防线。
两种饮食结构下，主要菌属的相对丰度
2
植物蛋白饮食的“爱好者”
与动物蛋白饮食形成鲜明对比的是，植物蛋白饮食极大地促进了一批被广泛认可的“有益菌”的生长。这些细菌大多是“糖类发酵型”，它们热衷于分解植物性食物中富含的各种复杂碳水化合物（膳食纤维、抗性淀粉等），并产生对宿主健康至关重要的代谢产物。
◮ 植物蛋白饮食显著提升了双歧杆菌属丰度
Bifidobacterium（双歧杆菌属）和Lactobacillus（乳杆菌属）：这两个名字对大众来说可能并不陌生，它们是市面上益生菌酸奶和补充剂中的“常客”。研究发现，植物蛋白饮食显著提升了Bifidobacterium的丰度。双歧杆菌是著名的“健康基石”，尤其在婴幼儿肠道中占据主导地位。它们能够产生短链脂肪酸（SCFAs），抑制病原菌生长，调节免疫系统，增强肠道屏障功能。
◮ 富含纤维的食物还能促进普雷沃氏菌和粪杆菌生长
Prevotella（普雷沃氏菌属）和Roseburia（罗伊氏菌属）：Prevotella属偏爱在富含纤维和碳水化合物的饮食环境中生长，在非西方化、以植物为主食的人群中丰度极高。它们是高效的纤维分解者。
而Roseburia则是肠道中产生丁酸盐（一种至关重要的SCFA）的主力军之一。丁酸盐是结肠上皮细胞的首选能源，能直接为肠道细胞“加油”，同时具有强大的抗炎作用。
Faecalibacterium（粪杆菌属）：特别是Faecalibacterium prausnitzii（普拉梭菌），被誉为“抗炎明星”。它的丰度降低与多种炎症性疾病（如克罗恩病）直接相关。植物性饮食，通过提供丰富的可发酵底物，为这类有益菌创造了理想的生长环境。
肠道核心菌属——普拉梭菌（Faecalibacterium Prausnitzii），预防炎症的下一代益生菌
编者小结
通过这份“红黑榜”，我们可以清晰地看到，动物蛋白和植物蛋白饮食，在肠道菌群的“物种选择”上，展现出了强烈的偏好性。动物蛋白倾向于富集那些擅长蛋白质发酵、但部分代谢产物可能存在健康隐患的细菌；而植物蛋白则大力扶持了那些以分解纤维、产生有益代谢物而闻名的“健康卫士”。
这不仅仅是细菌名单的改变，更深层次的，是整个肠道微生态系统功能的转变。
肠道菌群结构的变化最终会影响其功能层面，而我们更关注这些细菌在肠道中的具体作用。为此，研究人员采用了PICRUSt2生物信息学工具，通过已知的16S rRNA基因序列，预测菌群的功能基因谱和可能激活或抑制的代谢通路。
分析结果显示，不同饮食模式下肠道内存在截然不同的“代谢模式”。
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动物蛋白饮食的代谢特征：BCAA代谢亢进
分析发现，动物蛋白饮食组的菌群，其与支链氨基酸（BCAAs）代谢相关的通路被显著上调。BCAAs包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，是人体必需氨基酸，对肌肉生长至关重要。动物蛋白（特别是乳清蛋白）正是BCAAs的极佳来源。
◮ 过量代谢BCAA的细菌可能导致代谢疾病风险
然而，近年来，越来越多的证据表明，循环血液中过高水平的BCAAs及其相关代谢物，与胰岛素抵抗和2型糖尿病的风险增加密切相关。
肠道菌群在BCAA的分解代谢中扮演了重要角色。动物蛋白饮食不仅直接带来了更多的BCAA，还富集了那些能更活跃地代谢BCAA的细菌，这可能导致一系列代谢副产物的产生，这些副产物被认为可能干扰宿主的胰岛素信号通路，从而埋下代谢疾病的隐患。
此外，动物蛋白饮食还与同型半胱氨酸（homocysteine）代谢的上调有关。高水平的同型半胱氨酸是心血管疾病的一个独立风险因子。
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植物蛋白饮食的代谢特征：SCFA生产菌更丰富
与此相反，植物蛋白饮食组的菌群，展现出了另一幅欣欣向荣的代谢图景。最核心的变化，是与短链脂肪酸（SCFAs）生物合成相关的通路被显著激活。
SCFAs，主要包括乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐，是肠道有益菌发酵膳食纤维产生的主要“宝藏”代谢物。它们的功能极其广泛且对健康至关重要：
能源供应：丁酸盐是结肠细胞的主要能量来源，能维持肠道屏障的完整性和健康。
抗炎作用：SCFAs能够抑制炎症反应，对预防和缓解肠道及全身性炎症至关重要。
代谢调节：它们可以通过作用于肠道和远端器官（如肝脏、脂肪组织）的受体，参与调节血糖和血脂代谢，改善胰岛素敏感性。
“肠-脑轴”通讯：SCFAs还能穿过血脑屏障，参与调节食欲、情绪和认知功能。
◮ 植物蛋白饮食促进微生物发酵并产生短链脂肪酸
植物蛋白饮食能够显著促进短链脂肪酸（SCFA）的生成，其主要机制在于植物性食物富含的特定营养素。植物蛋白来源的食物，如豆类、全谷物及坚果，普遍含有高密度的可发酵膳食纤维与抗性淀粉。这些碳水化合物是肠道中特定菌群，例如双歧杆菌属（Bifidobacterium）和罗氏菌属（Roseburia），合成SCFA所偏好的主要底物。
因此，采用植物蛋白为主的饮食模式，实质上是为这些有益微生物提供了一个理想的发酵基质，从而高效促进其代谢活动与增殖。
这一功能差异很可能构成关键的、基于肠道菌群的分子机制，用以解释为何长期坚持植物性饮食与较低的心血管疾病、2 型糖尿病及部分癌症风险相关。
读到这里，一个关键问题值得我们深思：造成上述所有差异的，真的仅仅是蛋白质分子本身的来源不同吗？是牛肉里的氨基酸和豆腐里的氨基酸有什么本质区别吗？
回答并非绝对。
该项荟萃分析的深刻之处，在于其揭示了一个更为宏观的视角：人类摄入的并非孤立的营养素，而是一个完整的“食物基质”（Food Matrix）。不同蛋白质来源之所以产生差异化的生理效应，很大程度上归因于与蛋白质共同摄入的“伴随营养素”所产生的协同作用。
1
动物源性蛋白质的营养基质特征
当摄入动物性食物，如红肉或加工肉制品时，机体获取的是一个复杂的生物活性化合物组合，而非仅仅是动物蛋白。此基质通常包含以下组分：
• 高含量的饱和脂肪与胆固醇：
这类脂质会刺激肝脏合成并分泌更多的初级胆汁酸进入肠道，以辅助脂肪的乳化与吸收。然而，肠道内的特定菌群（如前文提及的嗜胆菌属 Bilophila）能够将这些初级胆汁酸代谢为次级胆汁酸，而后者具有潜在的促炎与致癌特性。
• 丰富的含硫氨基酸（蛋氨酸、半胱氨酸）与牛磺酸：
动物蛋白富含此类化合物，它们为肠道中能够产生硫化氢（H₂S）的细菌提供了充足的反应底物。高浓度的硫化氢可能对肠道细胞产生毒性作用。
• 高浓度的左旋肉碱（L-carnitine）与胆碱：
红肉是这两种物质的重要膳食来源，可被特定肠道菌群代谢为三甲胺（TMA）。TMA被吸收后在肝脏经含黄素单加氧酶氧化为氧化三甲胺（TMAO）。循环中TMAO水平升高已被证实与动脉粥样硬化和心血管疾病风险增加存在因果关系。
• 血红素铁：
尽管红肉中的血红素铁生物利用度高，但过量摄入会作为一种促氧化剂，催化活性氧（ROS）的生成，可能对肠道上皮细胞造成氧化损伤。
• 膳食纤维的缺失：
此为关键区别点。纯动物性食物基质中几乎不含膳食纤维。这使得依赖碳水化合物为主要能量来源的有益菌（即短链脂肪酸生产者）缺乏发酵底物，导致其丰度下降。这种变化为那些进行蛋白质发酵并可能产生有害代谢物的菌群创造了增殖的生态位。
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植物蛋白的“黄金搭档”
相比之下，植物蛋白的“食物基质”则显得友好得多。当你吃下一碗扁豆、鹰嘴豆或一块豆腐时，你同时摄入的还有：
• 丰富的膳食纤维：
这是植物蛋白最大的优势。各种可溶性和不溶性纤维，是肠道有益菌的“益生元大餐”，直接支撑了SCFA的生产体系，并促进了菌群的多样性。
• 多酚类物质：
植物中含有成千上万种多酚化合物（如黄酮、花青素），它们不仅自身具有强大的抗氧化和抗炎活性，还能被肠道菌群代谢为更具生物活性的小分子物质，同时它们也能反过来调节菌群的组成，抑制有害菌，促进有益菌。
不饱和脂肪酸：
许多植物性食物（如坚果、种子）富含有益心血管健康的单不饱和和多不饱和脂肪酸。
较低的氨基酸密度和不同的氨基酸谱：
植物蛋白的消化速度通常比动物蛋白慢，这使得更多的蛋白质和氨基酸有机会到达结肠，但由于有大量纤维的存在，发酵的模式会更偏向于有益方向。
因此，这场动物蛋白与植物蛋白在肠道中的“较量”，实际上是一场整体饮食模式的较量。
通过对这项结合了Meta分析与机器学习研究的深度解读，我们得以清晰地看到，餐盘中的蛋白质来源，是调控我们肠道微生物的一个强有力杠杆。
★核心结论可以概括为：
结构重塑：膳食蛋白的来源（动物vs.植物）是塑造肠道菌群结构的关键驱动力，能形成两种显著不同的菌群“派系”。
物种筛选：动物蛋白饮食倾向于富集Alistipes、Bilophila等可能与炎症和不良代谢产物相关的细菌；而植物蛋白饮食则大力促进了Bifidobacterium、Roseburia等公认的“有益菌”的繁荣。
功能转向：在功能层面，动物蛋白饮食与支链氨基酸（BCAA）代谢等可能关联胰岛素抵抗的通路被激活相关；而植物蛋白饮食则显著上调了短链脂肪酸（SCFA）的生物合成通路，后者对维持肠道和全身健康至关重要。
这些差异不仅源于蛋白质本身，更重要的是由蛋白质来源食物的整个“食物基质”——包括伴随的脂肪类型、纤维、多酚等共同决定的。
启示和指导
上述结论并非倡导彻底弃用动物蛋白或推行严格纯素，更非妖魔化动物蛋白。科学研究的价值在于提供循证依据，帮助个体做出更明智、均衡的饮食选择。
基于本研究，可提出以下可操作的饮食策略：
1.优化蛋白质来源结构，提升植物蛋白占比：
建议在日常膳食结构中有意识地提升源自植物性食物的蛋白质比例。
优质的植物蛋白来源包括：
豆类： 如小扁豆、鹰嘴豆、黑豆等；
豆制品： 如豆腐、豆豉；
全谷物与准谷物： 如藜麦；
坚果与种子。
可采取循序渐进的策略以实现这一目标，例如，每周设定若干“低动物蛋白日”，或在烹饪时，尝试使用植物蛋白部分或全部替代原有的动物蛋白成分，以逐步调整和优化个人的饮食习惯。
2.优先选择“优质”动物蛋白：
优先选择“优质”动物蛋白：如果选择动物蛋白，可以优先考虑鱼类（富含Omega-3脂肪酸）、禽肉和鸡蛋，适度摄入红肉，并尽量减少加工肉制品（如香肠、培根）的消费。
3.采用基于“食物基质”的整体性评估方法：
在进行膳食选择时，应超越对孤立营养素的关注，建立对食物整体营养构成的认知。评估蛋白质来源时，需系统性地考量其伴随的营养成分。
例如，分析该蛋白质是与有益健康的膳食纤维和植物多酚（如豆类）共同摄入，还是与可能增加代谢负担的饱和脂肪、胆固醇及加工助剂（如加工肉制品）一同进入体内。
4.保证充足膳食纤维摄入：
无论蛋白质来源如何，每日从全谷物、蔬菜、水果、豆类获取足量纤维，是维持肠道微生态的关键。充足的膳食纤维能够为有益菌提供发酵底物，支持其稳态与代谢。
个性化将是未来的大趋势。每个人的初始肠道菌群、遗传背景和生活方式都不同，对同一种蛋白质的反应也可能存在差异。未来的营养学，或许能够根据你的个人菌群特征，为你量身定制最适合你的蛋白质摄入方案。
但在此之前，研究所揭示的宏观规律，已经为我们指明了通往更健康肠道微生态的清晰方向。下一次，当你站在超市的货架前，或在餐厅的菜单上做出选择时，请记住，你的每一次选择，不仅是在喂饱自己，更是在为你体内那个数万亿的微小盟友，投票决定它们的未来，也间接地，决定你自己的健康未来。
参考文献：
Adejumo, Samson, et al. “Dietary Protein Source Shapes Gut Microbial Structure and Predicted Function: A Meta-Analysis with Machine Learning.” bioRxiv (2025): 2025-04.