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嘴里刚“好像快不疼了”,转头又冒出一两处溃疡——圆圆的、灼痛的、吃饭一刺激就更难熬。复发性口腔溃疡(复发性口炎、复发性阿弗他溃疡)就是这样一种让人又疼又烦、仿佛“怎么样都停不下来”的口腔黏膜问题。
对反复发作的人来说,真正困扰的不只是疼痛,还有一种无奈:为什么总是我?是不是缺了什么营养?是不是口腔里有某种细菌?该不该补维生素、用漱口水,甚至去医院做检测?
复发性口腔溃疡确实不只是“嘴里破了个小口”。它可能与遗传和免疫易感性、咬伤或牙齿摩擦、营养状况、某些药物及口腔微生物环境、睡眠和压力变化等多种因素有关。
近年的研究还发现,溃疡活动期与愈合期的口腔微生物组成可能不同:例如,Fusobacterium、Leptotrichia 等菌属曾被报告与活动性溃疡相关,而 Streptococcus 等菌属可能在愈合黏膜中相对增多。真菌 Malassezia、肠道菌群变化,以及免疫信号之间也可能存在联系。肠道菌群失衡,例如双歧杆菌、乳酸杆菌减少,而葡萄球菌或念珠菌增多,可能影响肠道屏障和免疫调节,使身体抑制炎症的能力减弱、黏膜更敏感。这些发现为理解溃疡反复提供了新线索,但目前还不能证明某一种微生物就是口腔溃疡的直接原因。
这篇文章将从“口腔溃疡为什么会反复”谈起,梳理口腔溃疡的风险因素,为什么容易反复,再介绍发作时可以采取的护理、常见药物的作用与注意事项,以及哪些新型微生物干预仍处于探索阶段。希望这篇文章能为正受反复口腔溃疡困扰的你提供一些帮助。
一颗溃疡出现、疼痛难忍、吞咽和刷牙都受影响,随后过一段时间又反复——复发性口腔溃疡就是这样一种折磨人的慢性口腔黏膜问题。
什么是复发性口腔溃疡?
复发性口炎(复发性口腔溃疡)是一类常见的口腔黏膜疾病,它的典型特点是:
•反复发作:溃疡会反复出现,而不是一次就好。
•多发小溃疡:常见为多个小的圆形或椭圆形溃疡。
•形态特征明显:周围可见红晕(发红的边界),溃疡底部多为黄色或灰白色。
•好发人群:往往在儿童或青少年首次出现,后续可持续反复;女性、青少年中更常见。
•病程:轻型者多数在约10–14天左右愈合;重型或其他亚型可能更久、更难。
▸ 不同类型的临床表现
1.轻型复发性口腔溃疡
初起多在敏感处针尖样或稍大充血区,短期成2~4mm圆/椭圆浅溃疡,边界清,中央微凹,表覆淡黄假膜;周围红晕充血,底不硬。多为2~3个,形成后烧灼痛。7~10天自愈不留瘢痕,但可间歇复发。
2.疱疹型复发性口腔溃疡
又称口炎型口疮。溃疡小、数多(20~30个),其余表现与轻型复发性阿弗他溃疡相近。溃疡散在、分布广,黏膜充血明显,疼痛剧烈,常伴头痛、发热、局部淋巴结肿大等。
3.重型复发性口腔溃疡
又称复发性坏死性黏膜腺周围炎/腺周口疮,为各型中最重者。多单个发生,2个以上少见。好发唇内侧及口角区。初起似轻型复发性阿弗他溃疡,但直径渐增至1~2cm,向深层累及黏膜腺。溃疡紫红或暗红,边不规则、瓣状隆起,中央凹陷如“弹坑”;底不平微硬,呈小结节。周围红晕明显,局部剧痛,可伴局部淋巴结肿大、发热等。病程常超月余;愈后常留瘢痕,重者可致组织缺损或畸形。
▸ 并发症
复发性口腔溃疡还可并发口臭、慢性咽炎、便秘、头痛、头晕、恶心、乏力、烦躁、发热、淋巴结肿大等全身症状。
可能导致复发性口腔溃疡的风险因素
复发性口腔溃疡不像感染性疾病那样“一定由某一种病原导致”。更常见的情况是:多种因素让口腔黏膜更容易受损,并触发局部免疫炎症反应。其风险因素主要包括下面几类:
1. 遗传、免疫相关风险因素
遗传易感性(免疫基因差异)
很多患者并非偶然得病,而是存在一定的先天倾向:
英国口腔与颌面外科杂志的综述指出:复发性口腔溃疡(RAS) 与遗传易感性相关,并且有时会有家族史。
这意味着某些人的免疫系统/炎症反应“阈值”可能更低:更容易在合适的诱因出现时触发反应。
与白细胞介素(IL)基因型的关联线索
有文献提到:复发性口腔溃疡与白细胞介素相关基因型存在关联。通俗理解:白细胞介素是免疫信号分子,基因型差异可能让局部黏膜的炎症放大方式不一样。这部分回答了“为什么有的人更容易反复发生口腔溃疡”。
2. 局部诱因:外伤与刺激
黏膜微损伤/局部刺激
口腔黏膜像“皮肤的黏膜版”,很容易被各种因素弄破或损伤;损伤后更可能引发溃疡样炎症。
常见临床诱因包括:
–咬到(咀嚼时摩擦或误咬);
–牙尖/不合适修复体/矫治器摩擦;
–口腔局部刺激(如某些局部刺激性因素导致黏膜屏障受损)。
当局部黏膜受损后,易感体质的人更可能出现“炎症—溃疡”的反应,从而反复发作。
口腔干燥、唾液分泌不足或口腔环境改变
唾液不仅是“清洁液”,也参与免疫与缓冲环境;唾液减少会使黏膜更脆弱、修复更慢。
3. 营养与代谢相关风险因素
营养缺乏(“修复能力下降/免疫调节受影响”)
营养缺乏是复发性口腔溃疡的重要可疑诱因之一,尤其与黏膜维护、造血与免疫功能相关的营养素有关。
包括:
-维生素D
-维生素B12
-锌
-硒
-叶酸
-铁
通俗理解:黏膜修复需要原料;免疫调控也需要合适的营养支持。缺乏时,即使不是大创伤,也更容易出现溃疡并且更难“迅速恢复”。
饮食结构不合理
研究提示饮食模式与口腔溃疡风险存在关联;总体上,饮食质量差、营养摄入不均衡可能通过影响免疫、代谢与微生物环境,提高复发概率。(个体差异很大,但趋势上可见关联。)
4. 激素变化、性别与年龄相关
性别:女性更常见
雌激素、孕激素会影响免疫反应强弱:激素波动时,黏膜局部的炎症更容易被点燃。
有些女性会发现规律:比如溃疡更容易出现在月经前后(女性经期前血清中孕酮含量偏低、经期应激、睡眠差/压力增多也会叠加)。
因此表现为:女性患病和复发线索更常被观察到(不代表男性没有,只是同样机制在男性可能节律不同、被发现更少)。
年龄:不同阶段,触发因素不同
儿童/青少年期:免疫系统发育中、黏膜更容易因咬伤/摩擦而受刺激;再加上营养状况或压力波动,可能更容易诱发复发。
青春期到育龄期:性激素变化更明显,因此“激素相关的复发窗口”更常见。
成年后:复发仍可能发生,但更常见的是与慢性压力、睡眠不足、饮食营养、口腔卫生/口腔炎症、药物使用等一起叠加;有的人会觉得“年龄越大越顽固”,本质是多因素共同降低了黏膜修复门槛。
5. 生活方式与心理压力
压力、焦虑与睡眠不足
心理压力可通过神经—内分泌—免疫调节影响炎症反应;同时睡眠不足也会影响免疫修复与黏膜屏障的稳定性。
作息不规律与疲劳
长期状态不好可能降低身体“抗炎与修复能力”,从而使溃疡更易复发。
某些药物或诱因引发的免疫改变
部分药物/治疗可能通过影响免疫或黏膜屏障而间接增加口腔溃疡的发生或复发风险(需结合具体用药史评估)。
可能导致口腔溃疡的因素
doi: 10.3389/fmicb.2023.1061032.
吸烟
与黏膜修复能力下降、炎症加重、微生态改变有关,可能使复发风险上升。
酒精与刺激性饮食
高刺激性食物、辛辣/酸性过强的摄入可能在已经易感的人群中更容易触发黏膜炎症与损伤,从而促进复发。(更多是“诱发”,不是唯一原因。)
为什么反复发生口腔溃疡?
复发性口腔溃疡之所以容易反复,是因为它通常不是由单一原因引起,而是口腔黏膜本身较敏感、免疫反应容易过强,再叠加一些诱因共同造成的:比如不小心咬伤或牙齿摩擦、压力和睡眠变化、某些食物或药物,以及铁、维生素B12、叶酸等营养缺乏;部分人的溃疡也可能与其他疾病或微生物变化有关。
溃疡愈合后,这些易感因素可能仍然存在,下一次遇到刺激时就可能再次发作。目前研究还没有完全解释所有人的发病原因,也没有适用于所有人的根治方法,因此治疗主要是缓解疼痛、帮助溃疡愈合,并尽量减少可调整的诱因。
需要与一些疾病区分开
如溃疡久治不愈、迅速增大或位置反复不典型、伴明显全身症状,或同时出现生殖器溃疡、眼部炎症等,应排查贝赫切特病等其他疾病,避免漏诊。
RAS(复发性口炎/复发性口腔溃疡)本身的发病机制并不完全清楚,但临床数据与研究文献一致指向:口腔黏膜处的细菌与真菌生态失衡可能参与或伴随溃疡发生。
微生物群像“免疫与屏障的生态合伙人”
口腔黏膜同时有物理屏障(上皮、紧密连接、角质化/非角化差异)和免疫屏障(黏膜免疫、抗体、炎症调控)。健康时,口腔里不同微生物在“生态位”上相对稳定:
共生菌占优势 → 限制机会致病者定植、维持炎症不过度;
上皮完整、生物膜更稳定 → 炎症触发阈值较高;
微生物及代谢物还能“教导”免疫系统,让反应更合适。
而在复发性口腔溃疡中,口腔微生态失衡打破稳态,从而让局部免疫更容易发生炎症、溃疡更容易出现或拖得更久。换句话说,溃疡不只是“上火”,更像是一套系统被反复触发:上皮受损/免疫易感 + 生态位被破坏 + 炎症放大。
黏膜微生物群失衡与稳态之间的差异
doi: 10.3389/fmicb.2023.1061032.
“微生物群的作用”大致体现在三层逻辑:
1.在溃疡活动期发生菌群/真菌群重排;
2.这种改变并非完全“一次性消失”:愈合后仍可能有残留差异(至少到一定程度);
3.微生物与宿主免疫(抗体)之间出现联动:提示免疫系统对某些菌的暴露/免疫反应被激活。
活动期溃疡 vs 愈合后:菌群改变
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有研究做了多部位采样(溃疡部位、溃疡周围、未受影响部位),发现“活动期”或“愈合/健康样状态”下存在不同的菌属。
与活动性溃疡相关的菌属包括:
Lachnoanaerobaculum
Cardiobacterium
Leptotrichia
Fusobacterium
与愈合黏膜相关的则是:
Selenomonas
Streptococcus 是健康口腔微生态核心成员之一,但在活动期溃疡时其丰度下降;愈合后有所回升。
这说明复发性口腔溃疡的微生态并不是单一“某种细菌有/没有”,而是会随炎症状态发生更换,但这也并不代表这些菌单独造成了溃疡。
真菌:活动期溃疡里某些真菌占主导
同一研究显示:
活动性溃疡中真菌 Malassezia 占主导地位;
且 Malassezia 与某些细菌存在相关性关系:与Streptococcus、Haemophilus负相关,与 Porphyromonas正相关。
这意味着:复发性口腔溃疡的失衡可能不仅是细菌“失守”,还包括细菌—真菌之间的生态竞争/共现改变了黏膜炎症环境。
抗体反应:免疫系统在持续识别某些菌
研究还测了血清抗体。它发现复发性口腔溃疡患者相比健康对照:对 Mogibacterium timidum 的血清 IgG 水平升高。
IgG升高通常提示:免疫系统对该菌的暴露/反应增强,可能说明菌群失衡导致其更易被免疫系统“看见”,从而参与慢性炎症调控。
口腔菌群失调与免疫细胞之间的相互作用
doi: 10.1038/s41385-021-00413-7.
溃疡部位与正常黏膜的菌群也不同
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另一项比较研究(溃疡部位与正常黏膜微生物组)显示:
溃疡部位与正常黏膜在群落结构(β多样性)上存在显著差异,包括:
–增加:大肠杆菌(E. coli)、Alloprevotella;
–减少:链球菌(Streptococcus)。
口腔黏膜和口腔溃疡中的细菌群落组成
doi: 10.1186/s12903-020-01115-5.
/ / 建议
小编提出一个“治疗方向的联想”:如果某些菌与疾病更相关,理论上控制其定植可能对改善病程有帮助(但这仍属于研究假设,需要更多干预试验验证)。
从菌群到疼痛:一条更容易理解的可能路径
1. 触发因素出现:例如咬伤、牙齿锐缘、牙套摩擦、刷牙过猛、熬夜、精神压力、饮食刺激,或某些营养和全身健康问题。
2. 黏膜屏障变脆:上皮出现微小损伤后,原本被“挡在外面”的刺激更容易接触免疫细胞;疼痛常常先于肉眼看到的溃疡。
3. 局部微生态改道:溃疡表面、唾液、食物残渣和局部氧化还原环境改变,给部分微生物更有利的生态位;原有的共生关系可能暂时失衡。
4.微生物群失调 → 免疫失衡:共生菌减少或机会致病者增加,会扰乱黏膜免疫反应(例如影响免疫细胞谱系的平衡,如与 Treg/Th17 轴相关的调控方向)。
炎症因子和免疫细胞清除损伤的同时,也会带来红、肿、痛和组织破坏。
5.跨部位/系统通路:口腔—肠道—大脑的联动:
研究发现:
-复发性口腔溃疡患者的焦虑水平更高;
-复发性口腔溃疡组小肠细菌过度生长(SIBO)阳性率更高;
–焦虑与 SIBO 以及心理指标与“每月口疮复发次数/严重度”相关。
这提示:口腔微生态可能与全身炎症/神经内分泌调控相互影响,增加反复风险。
6. 形成反馈循环:疼痛让人少刷牙、少吃东西、改用刺激性漱口水或反复触碰溃疡,反过来又可能延迟愈合。
注意:这是一条“可能的机制链”,不是每位患者都按同一条路径发病。现有口腔微生物研究大多是观察性研究,尚不能证明“先有菌群变化,后有溃疡”,还是“先有溃疡,后改变菌群”。
为什么你吃什么,可能影响“口腔生态”?
健康植物性饮食更“护口腔生态”
研究用健康植物性饮食指数(hPDI)衡量饮食质量,发现:
hPDI 最高三分位者:复发性口腔溃疡患病率更低约43%;
且在校正人口学、生活方式和主要慢病后仍成立。
特定食物可能增加复发性口腔溃疡风险
红肉与鸡蛋摄入较高者的复发性口腔溃疡风险更高(红肉OR=1.88;鸡蛋OR=1.73)。
潜在“饮食—菌属—溃疡”桥梁菌属被识别:
Olsenella、TM7x及未分类Muribaculaceae等与健康植物性饮食指数及复发性口腔溃疡之间的关联方向一致,被认为可能参与中介过程。
与复发性口腔溃疡相关的功能通路也存在差异:
在预测的多条功能通路中,有45条与复发性口腔溃疡相关,主要涉及核苷/核苷酸及氨基酸相关代谢过程。
分析支持部分解释机制:hPDI与ROU之间的关联可被部分与溃疡相关的细菌属所介导(例如TM7x、未分类Muribaculaceae、Olsenella),复合细菌评分的中介比例也显著。
/ / 科学意义
这支持“饮食可能通过改变口腔生态位/菌群特征影响复发性口腔溃疡风险”,但它仍是基于关联的统计推断,并不能证明这些菌必然致溃疡。
饮食质量越好,生态位越稳定;生态位稳定时,共生菌更易维持占位,机会致病者也更难趁机发作;因此黏膜的炎症阈值不易被轻易突破。
最快速易懂地理解菌的作用
可以把口腔微生物群在复发性口腔溃疡(RAS)中的作用理解为三种“角色”:
时间/状态标记者(像“活动期指示灯”)
与活动性溃疡相关的菌:Lachnoanaerobaculum、Cardiobacterium、Leptotrichia、Fusobacterium,能提示炎症时菌群生态如何变化。
生态位竞争者(共生—机会致病的拉锯)
活动期真菌 Malassezia 的主导、与细菌(Streptococcus、Haemophilus负相关;与 Porphyromonas正相关)之间的关系,提示跨界互作可能影响炎症环境。
免疫触发/放大者或免疫识别对象
如 Mogibacterium timidum 的 IgG升高,提示免疫系统确实对某些菌的暴露模式做出了反应,可能参与慢性炎症调控。
日常可进行的有效操作
基于这些研究思路,生活中可以从以下方面着手:
1.调整饮食结构:植物性、营养更均衡的饮食模式与更低复发性口腔溃疡风险相关。增加蔬菜、水果、全谷物、豆类和坚果等植物性食物,保持营养均衡;适量减少红肉及高糖、辛辣、过烫等可能刺激口腔的食物。
2.压力/情绪与复发频率:焦虑与复发严重度相关,并与肠道菌失衡(SIBO)可能共同作用。尽量保证睡眠,安排适度运动和放松活动。若焦虑或压力持续影响生活,可考虑寻求专业帮助。
3.口腔生态“被打乱”的机会:反复黏膜微损伤(摩擦、刺激)会改变局部环境,让生态更容易失衡——这与“微生态失调—免疫失衡—屏障受损”的链条相吻合。留意尖锐牙齿、破损补牙材料、牙套摩擦或咬唇等问题;选择软毛牙刷,轻柔刷牙。若同一处反复受伤,可请牙医检查并处理刺激源。
4.做好温和口腔护理:保持日常清洁,避免用刺激性漱口水或自行使用抗菌、益生菌产品来“调菌群”。
肠道微生物群在复发性口腔溃疡里可能扮演什么角色?
肠道菌群失衡,可能通过影响“全身免疫调控 + 肠屏障通透性 + 炎症阈值”,让口腔黏膜更容易被触发、也更容易反复。
听起来肠道离嘴有点远,但机制上比较科学:肠道是免疫系统训练与炎症调控的重要场所;当肠道生态位改变,免疫系统对“黏膜刺激”的反应方式就可能变得更“敏感”。
▸ 口腔溃疡的人,肠道也可能失衡
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研究报告:在患有RAU(复发性口疮)及相关口腔溃疡的儿童中,观察到:
有益菌减少:
-Bifidobacterium减少
–Lactobacillus减少
机会致病/条件致病菌增加:
–Staphylococcus增加
–Candida增加
这说明了什么作用?
有益菌少了 → 黏膜免疫“训练不足”,炎症调控能力下降;
机会致病菌多了 → 更容易在口腔黏膜环境里形成“二次失衡”(例如让口腔菌群更偏向致炎生态)。
更贴近生活的一句话:这就像肠道的“防火队伍”减少了,让机会菌更容易占位。口腔溃疡不一定是这些菌直接进入口腔所致,也可能与全身免疫和黏膜防御状态的变化有关。
▸ 遗传层面的“因果方向线索”
孟德尔随机化研究提示肠道菌群与口腔溃疡有关
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孟德尔随机化研究比单纯相关更进一步:用遗传工具变量去评估“肠道菌群 → 口腔溃疡”的可能联系。
该研究报告:7个肠道微生物分类单元与口腔溃疡显著相关,其中正向关联包括:
Holdemania
Oxalobacter
Ruminococcaceae UCG011
肠道微生物群与口腔溃疡之间的孟德尔随机化分析结果
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doi: 10.1016/j.identj.2024.02.007.
这提示肠道菌群与口腔溃疡可能具有深层联系
某些菌/菌群功能改变 → 影响代谢物(如短链脂肪酸相关通路);
代谢物与免疫细胞信号改变 → 调节口腔黏膜炎症阈值;
进而影响复发性口腔溃疡易感性与复发频率。
肠道微生物群与口腔溃疡之间的关系
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doi: 10.1016/j.identj.2024.02.007.
▸ “免疫—肠菌—用药干预”线索
复发性口腔溃疡不仅可能和肠道失衡相关,药也可能通过调菌影响病情
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宏基因组与免疫因子研究(81名难治性复发性口腔溃疡 vs 44名对照)提供了很重要的临床启示:它讨论了沙利度胺(thalidomide)的作用,并同时评估肠道菌群与免疫状态。
研究发现,复发性口腔溃疡患者存在肠道菌群失调、微生物功能异常、免疫失衡;但在“总体分类/功能多样性层面”,患者与对照未必总能看到显著差异。
宏基因组分析的患者肠道微生物多样性
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doi: 10.3389/fimmu.2022.1018567.
并且沙利度胺对菌群的调节具有物种特异性:对不同益生菌/病原菌持续影响不一样。
影响口腔溃疡的药会同时改变肠道菌群与免疫
一种能够缓解难治性复发性口腔溃疡症状的药物,研究发现,它在发挥作用的同时,也会改变肠道菌群和免疫指标。这说明肠道生态及其对免疫的调控并非无关紧要的旁观因素,而可能是参与口腔溃疡反复发作、迁延难愈的一套调节机制。
▸ 压力可能与肠道生态一起影响口腔溃疡
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研究发现,与没有复发性口腔溃疡的人相比,复发性口腔溃疡患者的焦虑水平和小肠细菌过度生长(SIBO)阳性率都更高。
此外,焦虑症状、SIBO以及其他心理指标与每月溃疡复发次数有关。多因素回归分析也提示,焦虑和SIBO可能与复发性口腔溃疡的严重程度相关。不过,这些结果反映的是统计关联,尚不能证明焦虑或SIBO会直接导致RAU加重。
这对“日常生活”的意义是:很多人以为焦虑只是“让你更疼/更烦”,但研究提示焦虑可能通过影响肠道环境(如SIBO)加重炎症易感性,进而让口腔溃疡更容易反复。
小编的话
复发性口腔溃疡不一定只发生在嘴里。它可能是一种“肠道免疫和生态位的长期偏差”,当有诱因再触发时,口腔黏膜就更容易反复起疱。
肠道菌群失衡,例如双歧杆菌、乳酸杆菌减少,而葡萄球菌或念珠菌增多,可能影响肠道屏障和免疫调节,使身体抑制炎症的能力减弱、黏膜更敏感。
此时,摩擦、压力、作息变化或感染等因素,可能更容易损伤口腔黏膜屏障;局部微生态也可能随之失衡,进而促使溃疡发生或反复。若同时存在小肠细菌过度生长(SIBO)或焦虑等因素,复发次数或严重程度可能进一步增加。
复发性口腔溃疡目前无法根治
首先要明确一点:目前,真正的复发性阿弗他口腔溃疡通常还没有能保证“彻底根治、以后永不复发”的治疗方法。现有治疗主要是减轻疼痛、促进这次溃疡愈合,并尽量减少复发次数或严重程度。
不过,反复发作不等于会一直持续一生。对一些人来说,随着年龄增长,发作可能自然减少甚至长期不再出现;如果存在可处理的诱因,例如牙齿反复摩擦、铁或维生素缺乏,或某些药物相关,找到并处理这些因素后,症状也可能明显改善。
所以更现实的目标是:确认诊断、减少可调整的诱因、规范处理每次发作,并在必要时评估潜在病因。即使无法根治,很多人仍能把疼痛和复发控制到较轻、较少影响生活的程度。
溃疡刚出现:今天就可以做什么?
① 先判断、拍照、记录
比较典型的表现是:一至数个圆形或椭圆形浅溃疡,中央黄白色、周围发红,疼痛明显。
并在光线较好的地方拍一张溃疡照片,记下日期、位置、数量和大致大小;记录几天后开始好转、多久愈合。顺手记下近期有没有咬伤、牙齿摩擦、熬夜、压力变化、新药或明显饮食变化。
这有助于医生判断是常见口疮、反复创伤,还是需要排查其他疾病。
② 保护溃疡,减少摩擦
•用软毛牙刷轻柔刷牙,不要因为溃疡疼就完全不刷。
•进食选择温凉、软一些的食物,例如粥、软面条、蒸蛋、豆腐、炖软的蔬菜;食物切小,尽量用不疼的一侧咀嚼。
•溃疡疼痛期间,暂时避开特别硬、烫、辣、酸、咸的食物,以及酒精和碳酸饮料。
•可试用口腔黏膜保护凝胶或贴片,减少食物摩擦。购买时选择明确标注为口腔用的产品,并按说明使用。
•不要抠、舔或用牙签碰溃疡;不要把阿司匹林、酒精、浓过氧化氢或不明粉末直接涂上去,以免造成额外损伤。
注:这些饮食调整主要是为了降低疼痛,不代表这些食物一定是溃疡的病因。溃疡好了之后,不必长期严格忌口。
口腔产品和药物:从局部治疗开始
① 口腔保护剂、凝胶或贴片
这类产品的作用可以理解为给溃疡“盖一层保护膜”,减少说话、吃饭时的摩擦。适合疼痛主要来自食物或牙齿碰触的情况。它们不一定能缩短病程,也不能保证以后不复发。
使用方法一般是:按产品说明清洁口腔,在溃疡表面薄涂或贴敷;有些产品建议饭后或睡前使用。具体做法以产品说明书为准。
② 局部止痛药
含利多卡因等局部麻醉成分的口腔制剂可以短时间减轻疼痛,但只是暂时“麻一下”,不代表溃疡已经愈合。口腔麻木时避免吃烫食,也要注意别咬到舌头或脸颊。儿童、孕期、哺乳期及有基础疾病者先询问医生或药师。
③ 局部抗炎药:常由医生选择口腔专用激素制剂
如果医生判断是阿弗他溃疡,常会考虑曲安奈德口腔膏等局部糖皮质激素制剂;有时也会选择其他口腔专用激素制剂。它们用于控制局部炎症,通常在溃疡早期开始更合适。
若口腔有白色斑片、怀疑真菌感染,或正在接受免疫抑制治疗,应先就医确认是否适用。
注:部分研究报告局部激素治疗可减轻疼痛、降低溃疡严重程度;但不同研究使用的药物、剂型和疗程并不相同,不能直接套用到个人身上。
④ 氨来呫诺口腔膏
一些地区的医生或药师可能会讨论氨来呫诺口腔膏。一项小型随机研究使用5%氨来呫诺膏、每日4次、连续6天,治疗组第6天约46%的溃疡愈合。这个结果来自特定研究条件,不能保证每个人有同样效果;是否适用也要看个人情况。
⑤ 氯己定漱口液
氯己定含漱液可能对部分患者有帮助,但研究中对疼痛、愈合时间的结果并不一致。长期或反复使用可能造成牙齿、舌头着色或味觉改变,因此不建议把它当作日常漱口水长期使用。若医生建议使用,应按指定浓度和疗程,不要自行延长。
⑥ 抗生素含漱液:不是普通口疮的常规自用药
米诺环素、四环素、多西环素等药物曾用于一些局部治疗研究。例如一项小样本研究比较不同浓度米诺环素含漱液,报告较高浓度组平均愈合时间约5.64天、较低浓度组约6.85天。但研究结果不能说明所有口腔溃疡都需要抗生素。
药物的机制示意图
编辑
doi: 10.3389/fphar.2026.1715554.
注:不必要的抗生素可能引起耐药、过敏或口腔真菌感染,只有医生判断有适应情况时才考虑。
⑦ 硫糖铝等黏膜保护方案
有研究报告硫糖铝混悬液用于含漱后,溃疡愈合时间较短;但研究方案、剂量和制剂不一定适用于日常自用。硫糖铝常见剂型可能是胃肠道用药,不要自行把胃药改作口腔含漱。若医生认为适合,应按其明确指导使用。
⑧ 天然成分和新型产品
目前,一些源自天然来源的中药制剂已被广泛应用于临床实践。这些制剂没有毒性副作用,安全性高,能够缓解复发性口腔溃疡(RAS)症状,并促进溃疡愈合。
草药及其在治疗复发性口腔溃疡中的药理作用
编辑
doi: 10.3389/fphar.2026.1715554.
包括甘草、芦荟、黄芪、姜黄、大麻籽、姜黄素和槲皮素。这些化合物通过多种途径发挥协同作用——包括抗炎、抗氧化作用,以及促进黏膜修复等。这为 RAS 的预防和治疗提供了额外的天然选择。
中药活性成分、作用机制及其优势与局限性
编辑
编辑
doi: 10.3389/fphar.2026.1715554.
选择这类产品时:
选明确标注“口腔用”、来源可靠、成分清楚的产品;
不用自制浓缩液或成分不明的偏方;使用后若出现明显刺痛加重、肿胀、皮疹等,立即停用并咨询医生。
注:低水平激光等物理治疗也有研究显示可能缓解疼痛或促进愈合,可向口腔黏膜专科询问,但不属于每个人都必须做的治疗。
⑨ 免疫抑制剂
若能经检查确定为自身免疫性疾病,采用免疫抑制剂则有明显疗效。常用药物为泼尼松(强的松)、秋水仙碱、罗氟司特。但可能出现胃肠不适等不良反应较多,需严密监测。
平时可以落实的预防措施
① 处理牙齿或矫治器的反复摩擦
若溃疡总在同一个位置,预约牙医检查:
•是否有尖锐牙尖或崩裂牙;
•补牙材料、假牙、矫治器是否磨嘴;
•是否常咬嘴唇、脸颊或舌头。
若持续的摩擦源没有去除,单纯涂药可能还是会反复破损。
② 营养补充要先看是否缺乏
反复溃疡有时与铁、维生素B12、叶酸等缺乏有关。日常尽量吃得多样一些,例如肉、鱼、蛋、奶、豆类、深绿色蔬菜和全谷物;不需要因为溃疡就马上买很多维生素或补剂。
若发作频繁、持续较久或伴乏力、面色差等情况,可与医生讨论是否检查血常规、铁蛋白/铁、维生素B12和叶酸,必要时再查其他指标。确认缺乏后再针对性补充,不要长期自行大剂量补铁、锌或维生素。
③ 用记录找饮食规律,不要一刀切忌口
若怀疑某种食物会诱发溃疡,记录食用时间及发作情况,观察是否多次重复出现。没有明确证据时,不建议长期戒掉麸质、奶制品或多类食物。若怀疑乳糜泻,先咨询医生再安排检查;在检查前自行长期无麸质饮食可能影响检测判断。
④ 睡眠和压力管理
尽量固定睡觉、起床时间,压力较大时安排散步、放松训练或其他能长期坚持的活动。压力可能与部分人的发作相关,但并不是所有溃疡都是“压力造成的”,也不必因此自责。
⑤ 牙膏可做小范围尝试
若刷牙时经常刺激溃疡,可尝试不含十二烷基硫酸钠(SLS)的牙膏一段时间,记录是否有改善。它对部分人可能有帮助,但不是治疗药,也不是人人都会受益。
微生物在预防和治疗溃疡中的作用
微生物可能是这张复杂病因网络中的一个环节,目前研究比较多的微生物干预方法有三类:
微生物在预防和治疗溃疡中的作用
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doi: 10.3389/fmicb.2023.1061032.
① 口腔微生物群移植:
口腔微生物群移植(OMT)是把经过筛选的供体口腔微生物引入受体口腔,尝试改变原有菌群结构。目前研究仍主要在动物模型中:
在牙周炎犬模型中,OMT后受体菌群逐渐与供体菌群相似;研究报告 Chlorobi g-1 sp.、Neisseria sp. 和 Bergeyella sp. 等序列变体(ASV)相对丰度增加。
在放射治疗相关口腔黏膜炎(RIOM)小鼠模型中,OMT后舌组织和血浆中的 IL‑1、IL‑6、TNF‑α 等炎症指标下降;研究还观察到 Lactobacillaceae 的变化,以及炎症相关蛋白 S100A9 水平改变。
未来,口腔微生物群移植可能成为改善口腔溃疡问题的一种潜在方法。
② 益生菌:特定菌株可能通过代谢物和免疫通路发挥作用
罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)与罗伊氏菌素(reuterin):在小鼠口腔损伤研究中,含 L. reuteri 的处理与愈合较快相关。reuterin 可能降解牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)的脂多糖(LPS),从而减弱 LPS 诱导的 NLRP3 炎症小体激活。这个机制目前主要来自实验研究,不能直接推论为服用 L. reuteri 就能治愈复发性口腔溃疡。
唾液链球菌 K12(Streptococcus salivarius K12):在放射治疗相关口腔黏膜炎小鼠模型中,研究报告其与菌群变化有关,包括 Pasteurella 和部分厌氧菌减少,并观察到黏膜菌群平衡改善。这个结果针对的是特定动物模型,并非普通复发性口疮的临床疗效证据。
乳酸杆菌和双歧杆菌等:有研究探讨它们对口腔念珠菌(Candida albicans)生长、黏附和生物膜形成的影响。但抑制念珠菌的结果不等于这些益生菌已被证实可以预防或治疗阿弗他溃疡。
未来可针对特定菌株开发口含片、口腔凝胶或缓释制剂,并通过复发性口腔溃疡的人体试验验证效果。
③ 光疗及光敏剂:目标是减轻炎症、疼痛
光生物调节疗法(PBMT)使用特定波长和剂量的光,可能影响细胞能量活动、炎症反应和疼痛信号。它的作用不一定主要是“杀菌”,也可能与组织修复有关。另一类光动力治疗则通常需要光敏剂加特定光照,借助光化学反应对局部微生物产生影响。
相关研究报告包括:
在动物实验中,使用吲哚菁绿等光敏剂后再进行光照,研究者观察到对部分革兰阳性菌及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制,并伴随炎症减轻和溃疡修复。
在放射治疗相关口腔黏膜炎研究中,光治疗后曾报告 Haemophilus(嗜血杆菌)约由15%降至11%、Neisseria(奈瑟菌)约由11%降至8%、Prevotella(普雷沃特拉菌)约由32%降至24%,同时 Streptococcus(链球菌)约由13%升至22%。
对单纯疱疹病毒1型(HSV‑1)相关病损,也有光疗研究;不同波长的作用机制可能不同,相关结果仍需进一步验证。
未来可探索由口腔专业人员使用标准化设备,对溃疡部位进行特定波长和剂量的局部照射;对于光动力治疗,还可研究配合吲哚菁绿等光敏剂时,是否能在控制局部微生物的同时减少黏膜损伤。
哪些情况要尽快就医?
•单个溃疡超过约2–3周不愈,持续变大,或边缘发硬、不规则、反复出血;
•溃疡很大、很深、疼痛严重,影响喝水、吃饭或吞咽;
•一次出现很多个,或复发频率、严重程度突然增加;
•伴持续发热、腹痛/腹泻、体重下降;
•同时出现生殖器溃疡、眼红眼痛或视力变化、皮疹、关节肿痛;
•发生在硬腭或牙龈等不典型位置,或伴水疱、全身皮疹;
•正在化疗、使用免疫抑制药,或本身存在免疫功能问题。
最简行动清单
刚发作:拍照记录、软毛牙刷清洁、软凉清淡饮食、用口腔保护剂减摩擦;疼痛明显时咨询医生或药师选择口腔止痛产品。
确诊为阿弗他溃疡且反复疼痛:向医生询问口腔专用局部抗炎药,如曲安奈德口腔制剂是否适合。
频繁、严重或不愈:就医确认诊断,评估营养缺乏和其他疾病,不要自行长期用抗生素、激素或补剂。
关注口腔菌群和肠道菌群:作为辅助信息,关注口腔相关菌和肠道菌群结构分析,炎症免疫相关等。
口腔溃疡就像一面身体内环境的“镜子”,当局部护理无法阻止它反复来袭时,我们更需要从全身视角去寻找背后的蛛丝马迹。它虽表现在口腔黏膜,但往往与机械摩擦、营养储备(铁/B12/叶酸)、口腔菌群、肠道菌群、睡眠压力以及全身免疫炎症的失衡密切交织。对待反复发作的溃疡,治标更要看本。
溃疡的发作与愈合本就伴随着口腔菌群的动态演变,日常维护重在温和清洁,切忌盲目滥用强力抗菌漱口水或抗菌产品去强行“杀菌”破坏局部平衡。 发作期避开酸辣硬烫,通过温凉软食、轻柔护理和对症用药减轻痛感;间歇期积极排查铁与B族维生素短板、养护肠道微生态并规律作息,从底层平抑潜在的低度炎症倾向;若溃疡持续超过2–3周不愈,或伴有眼红眼痛、生殖器溃疡及持续发热等异常,及时就医排查系统性疾病。
总之,越来越多证据提示,面对“好了又长”的口腔溃疡,局部用药或许能缓解当下的灼痛,但要想打破反复发作的循环,更需要把目光放回整体——关注口肠健康、排查潜在的营养缺乏、平衡生活压力与作息。从身体内部的底层生态着手,才更有可能为黏膜修复构筑一道稳定的长久屏障。
主要参考文献
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谷禾健康
骨关节炎
骨关节炎常被形容为关节“用久了、磨坏了”。但如果它只是软骨被动磨损,就很难解释:
为什么同龄人的关节状况差异明显?
为什么影像上的损伤程度与疼痛并不总是一致?
肥胖带来的影响,又是否仅仅来自额外的关节负重?
这些问题提示我们,骨关节炎并非单纯的软骨退化,而是涉及软骨、滑膜、骨和免疫代谢环境的全关节疾病。近年来,一条看似离膝关节很远的线索受到关注:肠道菌群。菌群及其代谢产物能够影响肠道屏障、全身代谢和免疫炎症状态,进而可能参与关节疼痛与组织变化。
从链球菌属、Roseburia、脱硫弧菌等菌群的关联研究,到“菌-代谢物-关节”通路的探索,肠道菌群与骨关节炎之间的联系正变得更具体和可参考。
本文将梳理肠道菌群、微生物代谢物与骨关节炎之间的研究进展,并讨论饮食、运动、体重管理和微生态调节可能带来的启示。
本文目录
01 认识骨关节炎
骨关节炎通常是什么感觉? 哪些人更容易发生骨关节炎? 为什么不能只用“磨损”,来解释骨关节炎?
02 从肠道菌群失衡到关节损伤:肠-关节轴如何运作?
骨关节炎患者的肠道菌群发生了什么变化
肠道屏障受损:肠道里炎症信号如何进入循环?
菌群代谢物:进入全身循环的化学信号
免疫系统:菌群信号如何放大炎症
关节组织:炎症最终作用在哪里?
疼痛:为什么“片子不严重,却很疼”?
细菌细胞外囊泡:正被关注的新型信号载体
03 骨关节炎与全身健康——不只是关节的问题
肥胖与代谢综合征:不仅是膝盖承受得更多
糖尿病:高血糖也会影响关节
衰老与肌少症:年龄增加的不只是关节磨损
睡眠、压力、焦虑、抑郁:越疼越睡不好
肝脏和肾脏:远离关节,也参与代谢网络
口腔健康:牙周炎也可能和骨关节炎有关?
04 骨关节炎的相关干预措施
饮食 | 益生菌 | 益生元| 天然活性物质 |
后生元和菌群代谢物 | FMT |
下一代微生态治疗 | 运动 | 睡眠和压力管理
05 结语
骨关节炎是最常见的慢性关节疾病之一,也是导致中老年人关节疼痛、活动受限和生活质量下降的重要原因。
2020年全球疾病负担相关数据估计,全球约有5.95亿人受到骨关节炎影响,约占全球人口的7.6%。
骨关节炎可以发生在多个关节,其中以膝、髋、手部关节较为常见。
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骨关节炎通常是什么感觉?
疼痛,是骨关节炎最常见也最困扰患者的症状。
–有些人平时感觉不明显,一走多了就疼。
逛街时间长一点、出去旅行走一天,或者连续做了一些家务,膝盖开始酸痛,休息后又会缓解一些。
–有些人的痛主要出现在上下楼、蹲起或从椅子上站起来的时候。
平地走路还可以,但一遇到需要屈膝和发力的动作,关节就开始不舒服。
–有些人最明显的感觉不是疼,而是关节发紧、不灵活。
比如坐久以后站起来,最开始几步感觉膝盖有些僵,需要活动一会儿才能逐渐顺畅。
随着疾病进展,症状可能从偶尔出现逐渐变得频繁。原本只是走远路不舒服,后来可能变成上下楼困难、蹲不下去,甚至日常行走距离也开始受到限制。
部分人还会出现关节肿胀、发紧、活动时有摩擦感或响声。这也提示,骨关节炎是整个关节内部的结构和组织状态都可能受到影响。
不同关节受累时,日常感受也会有所不同。
如果是膝关节:影响行走、上下楼和蹲起;
如果是髋关节:影响走路和髋部活动;
如果是手部关节,则可能在拿东西、拧瓶盖、做精细动作时感觉疼痛或不方便。
哪些人更容易发生骨关节炎?
骨关节炎通常不是由某一个单独因素造成的。目前比较明确的相关因素包括年龄增长、既往关节损伤、肥胖、遗传易感性以及长期异常机械负荷等;炎症和代谢异常也越来越受到关注。
○ 年龄
年龄增长是骨关节炎最重要的风险背景之一。随年龄增加,软骨修复能力下降、细胞衰老及线粒体功能障碍增加,关节更易受损。
注:年龄增加的是风险,而不是一个必然结果。同样是六七十岁,有的人关节功能保持得很好,有的人则已经出现明显疼痛和活动障碍。
○ 性别与绝经状态
女性患骨关节炎的风险通常高于男性,尤其是膝和手骨关节炎;髋骨关节炎的男女差异较小。
○ 遗传与家族史
骨关节炎具有一定遗传倾向,髋、膝、手和脊柱骨关节炎均可有较高遗传度。与软骨、胶原和骨代谢相关的多个基因可能参与发病。
○ 既往关节损伤
曾经发生过明显的关节创伤,也会增加之后发生骨关节炎的风险。
尤其是膝关节受到损伤后,关节内部原有的结构和受力状态可能发生变化。随着时间推移,这种影响可能逐渐表现出来。
○ 长期异常负荷
关节需要承受负荷,但长期处于异常受力状态,同样可能增加关节组织损伤。
○ 肥胖
最容易理解的一点就是,体重增加意味着关节承受的机械负荷随之增加。
不过,近年来大量研究发现,肥胖常常同时伴随一些全身性的生物学变化(这一部分我们会在后面的章节单独展开)。
○ 遗传因素
即使年龄、体重和生活环境相似,不同人对关节损伤和退变的易感程度仍然可能不同。现有研究将遗传、年龄和环境因素的共同作用视为骨关节炎发生发展的重要背景。
○ 肠道菌群
部分骨关节炎危险因素本身也与肠道菌群变化有关。比如,肥胖、衰老、高脂低纤维饮食、代谢异常以及长期压力,都可能影响肠道菌群组成、肠屏障和微生物代谢功能。
这意味着,一些传统风险因素可能不仅通过机械负荷或局部损伤影响关节,也可能通过“肠道—代谢—免疫”这条路径参与骨关节炎。
注:这部分内容会在后面章节详细展开。
为什么不能只用磨损,来解释骨关节炎?
机械负荷和关节损伤是骨关节炎的重要因素,但关节并不是一块被动磨损的材料。随着疾病进展,变化会同时涉及软骨、滑膜、软骨下骨和关节周围组织。
当关节长期承受异常应力或受到损伤后,软骨细胞的代谢和修复能力会发生变化,细胞外基质的分解逐渐超过合成;同时,滑膜炎症和软骨下骨重塑又会进一步改变局部环境,使损伤持续放大。IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症介质以及氧化应激,也会参与这一过程。
因此,骨关节炎是否持续进展,不仅取决于最初受到多大的机械损伤,也取决于关节长期处在什么样的炎症和代谢环境中。
近年来,研究者开始进一步关注一个可能影响这种环境的远端因素——肠道菌群。
肠道和膝关节相隔很远,一个负责消化吸收,一个负责支撑和运动,看起来似乎没有太大关系。
但随着研究深入,人们发现肠道中的大量微生物,会参与人体的营养代谢、免疫调节、肠道屏障维护,还能产生多种具有生物活性的代谢物。
目前所谓的“肠-关节轴”,更接近一个连续的生物学过程:肠道微生态改变以后,肠屏障、微生物代谢物和免疫调节随之变化,这些信号进入全身循环,再作用于滑膜、软骨、软骨下骨以及疼痛相关的神经系统。
骨关节炎患者的肠道菌群发生了什么变化
多项人体研究发现,骨关节炎患者与健康人之间存在菌群组成和功能上的差异。
Streptococcus:与关节疼痛和炎症相关
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2019年一项发表在 Nature Communications 的人群研究分析了Rotterdam Study III中的 1,427名受试者,并结合独立队列进行验证。研究发现,肠道中链球菌属(Streptococcus)相对丰度越高,膝、髋关节骨关节炎患者的WOMAC疼痛评分越高,而这一关联与局部关节炎症有关。
这项研究的重要意义在于,它把肠道微生物特征与骨关节炎最直观的临床表现之一——关节疼痛联系了起来。
Bilophila、Desulfovibrio 增加, Roseburia 减少
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2021年,发表在 Arthritis & Rheumatology 的研究一项基于1,388 名社区中老年人的研究进一步观察了症状性手骨关节炎与肠道菌群之间的关系。
与无症状手骨关节炎人群相比,症状性手骨关节炎患者肠道中Bilophila和Desulfovibrio相对丰度升高,而Roseburia降低。
其中,Roseburia是肠道中重要的产丁酸菌之一;而Bilophila、Desulfovibrio则常与胆汁酸环境、硫代谢以及炎症状态联系在一起。
在更高的分类层级上,还表现为Desulfovibrionaceae等增加、Lachnospiraceae减少,提示骨关节炎相关菌群变化可能同时涉及促炎环境和有益代谢功能的下降。
其中Roseburia是较典型的产丁酸菌,因此这种变化也提示,骨关节炎相关菌群失衡可能同时伴随短链脂肪酸等微生物功能的变化。
菌群变化还伴随着代谢功能改变
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2023年发表在 EBioMedicine 的另一项研究则进一步把菌群组成与代谢功能结合起来分析。
发现队列共 1,359人,其中70人为症状性手骨关节炎;
宏基因组测序显示,骨关节炎人群中Bilophila wadsworthia、Hungatella hathewayi、Lactobacillus mucosae和Citrobacter koseri增加,Roseburia intestinalis、Bacteroides、Haemophilus属减少。
研究还发现,肠道微生物的色氨酸生物合成功能下降,同时血液中的吲哚类和犬尿氨酸相关代谢物也发生变化。
骨关节炎患者核心肠道菌群变化的临床试验总结
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DOI: 10.3389/fendo.2026.1802845
综合这些较大规模的人群研究,可以看到一个值得关注的方向:骨关节炎伴随的肠道菌群变化,常涉及部分产短链脂肪酸菌减少,以及部分与炎症或条件致病特征相关的菌增加;与此同时,色氨酸等微生物代谢功能也可能发生改变。
值得继续追问的是:这些变化如何被转化成能够影响远端关节的生物学信号?
肠道屏障受损:肠道里炎症信号如何进入循环?
肠道菌群要影响远端关节,首先需要跨过一个非常重要的界面——肠道屏障。
紧密连接受损,肠道通透性升高
正常情况下,肠上皮细胞之间连接得很紧,ZO-1、Occludin、Claudins等紧密连接蛋白负责把这道边界守住。
菌群长期失衡时,这些连接可能变得松散,肠道通透性随之增加。原本应该被限制在肠腔里的细菌成分,就有机会进入血液循环。也就是常说的“肠漏”。
LPS:研究最多的细菌来源炎症信号之一
其中最受关注的是LPS(脂多糖),它主要来自革兰阴性菌的细胞外膜。
LPS进入循环后,可与LBP(脂多糖结合蛋白)、CD14等分子结合,并进一步激活 TLR4–MyD88–NF-κB 等先天免疫通路,同时促进 NLRP3炎症小体 活化。
编辑
doi.org/10.3390/pathogens15010062
这些信号最终可增加IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症介质释放,使机体长期处在较低水平但持续存在的炎症环境中,也就是常说的慢性低度炎症。
对于骨关节炎来说,这一点尤其重要,因为肥胖、代谢综合征、衰老等常见骨关节炎危险因素,本身也经常伴随低度炎症。
骨关节炎人群中也发现了屏障异常的线索
骨关节炎患者血液和滑液中的LPS、LBP水平,与疼痛、结构损伤以及滑膜巨噬细胞活化有关;
在410名手骨关节炎患者组成的DIGICOD队列中,研究者还发现,LBP和Zonulin相关蛋白升高,提示部分患者的肠道屏障确实可能存在异常。
不过,细菌成分并不是肠道菌群影响宿主的唯一方式。事实上,大量微生物并不需要离开肠道,它们每天产生的各种代谢物,本身就能够进入循环并影响免疫和代谢系统。
短链脂肪酸、胆汁酸、色氨酸代谢物,接下来才是肠-关节轴里真正有意思的部分。
菌群代谢物:进入全身循环的化学信号
我们吃进去的食物,有一部分自己消化不了,只能交给肠道菌群继续加工。菌群一边吃,一边不断产生新的小分子,这些分子可以进入循环,参与免疫、代谢、神经调节甚至关节组织。菌群结构一旦改变,身体接收到的这套化学信号也会跟着变。
在骨关节炎研究里,目前最受关注的主要有三类:短链脂肪酸、胆汁酸、色氨酸代谢物。
短链脂肪酸:肠屏障、免疫平衡、软骨保护
前面提到的Roseburia、Faecalibacterium等菌之所以经常出现在骨关节炎研究里,一个重要原因就是它们参与产生短链脂肪酸(SCFAs),其中最常见的是乙酸、丙酸、丁酸。
这些小分子一头连着肠道,一头连着免疫系统。它们可以通过GPR41、GPR43、GPR109A 等受体传递信号,也可以通过抑制HDAC影响基因表达,因此既能帮助维持肠屏障,也会影响巨噬细胞和T细胞的状态。
骨关节炎研究中也出现了越来越直接的证据。
2026年一项动物和细胞研究,给骨关节炎大鼠补充丙酸后,发现疼痛、炎症和软骨损伤都有所减轻,肠屏障也得到改善;
在来源于人骨关节炎患者的软骨细胞中,丙酸还能够调节炎症和细胞外基质相关基因,增强自噬,并减少部分分解代谢和炎症性细胞死亡信号。
注:这类结果目前主要来自动物实验和细胞实验,还不能等同于“补充丙酸能够治疗人类骨关节炎”。它更重要的价值,是证明短链脂肪酸可能真正参与肠-关节轴的调节。
这提示,肠道菌群对关节的影响未必依赖细菌本身进入关节,菌群产生的代谢物和由此引发的免疫变化,就可能改变关节所处的微环境。
胆汁酸:菌群加工、参与免疫调节
胆汁酸最早被认识,是因为它能够帮助消化和吸收脂肪。
但进入肠道以后,初级胆汁酸还会被肠道菌群继续加工,生成一系列次级胆汁酸。
这些胆汁酸不仅参与消化,还可以通过FXR、TGR5等受体影响炎症、葡萄糖代谢、能量代谢以及GLP-1分泌。
因此,菌群结构变化也可能重新塑造胆汁酸谱。
菌群变化 → 胆汁酸组成改变 → 免疫细胞状态改变 → 关节炎症发生变化
2026年一项骨关节炎动物研究提供了一个很有代表性的例子。
研究发现,桑椹水提取物可以增加约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii),这种菌又能促进HDCA生成,随后巨噬细胞极化发生改变,滑膜炎和软骨损伤减轻。
更进一步的菌株定植实验表明,单独给大鼠定植约氏乳杆菌,也能复制一部分效果。
注:HDCA(Hydroxy Desoxycholic Acid)是次级胆汁酸,由肠道微生物产生,参与脂肪消化和胆固醇代谢,实验显示,它能够影响巨噬细胞的炎症状态,减少促炎型巨噬细胞,并促进偏修复状态的巨噬细胞,从而减轻滑膜炎和软骨损伤。
编辑
doi.org/10.1016/j.phymed.2025.157679
色氨酸代谢:吲哚类物质、肠道屏障、免疫调节
色氨酸是我们从食物中获得的一种氨基酸,但进入肠道以后,它并不会只有一种去路。部分色氨酸会被肠道菌转化成吲哚及其衍生物,比如吲哚-3-丙酸(IPA)和吲哚-3-甲醛(IAld)。
菌群变化 – 代谢改变 – 宿主炎症
这些分子可以激活 AhR(芳香烃受体),进而影响肠屏障和免疫调节。在软骨细胞实验中,部分吲哚类代谢物能够抑制NF-κB相关炎症反应,同时减少基质降解酶,并维持聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原等软骨成分。
前面那项2023年的大样本人群研究也发现,症状性手骨关节炎人群的菌群色氨酸生物合成功能下降,同时血浆中的多种色氨酸代谢物发生改变。
还有哪些代谢物值得关注?
其他菌群代谢物:GABA、硫化氢、TMAO等
部分研究正在关注GABA、硫化氢(H₂S)、TMAO、多胺以及尿石素等代谢物。
其中,动物和细胞实验提示,某些益生菌产生的 GABA可能具有软骨保护和抗炎作用;孟德尔随机化研究也发现,与微生物硫代谢和H₂S相关的部分代谢通路可能与骨关节炎风险有关。
注:这些研究目前的证据成熟度低于短链脂肪酸等领域,而且同一种代谢物的作用往往与产生部位、浓度和宿主状态有关。最好是看整个菌群代谢网络是否仍然处于稳定状态。
讲到这里,肠-关节轴其实已经走到了一个关键节点:无论是LPS、短链脂肪酸、胆汁酸还是色氨酸代谢物,最后都绕不开一个更核心的调节系统——免疫系统。
免疫系统:菌群信号如何放大炎症
LPS、短链脂肪酸、胆汁酸等微生物相关信号进入循环后,往往需要通过免疫系统,进一步影响关节局部的炎症状态。其中,巨噬细胞和T细胞是目前研究较多的两类免疫细胞。
巨噬细胞:炎症状态发生偏移
巨噬细胞广泛存在于滑膜等关节组织中,也是连接全身炎症与局部关节反应的重要细胞。
在实验研究中,LPS可通过 TLR4–NF-κB、NLRP3炎症小体等通路促进巨噬细胞释放IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子,使其更偏向促炎状态;而丁酸等短链脂肪酸以及部分次级胆汁酸,则可能通过调节受体信号、表观遗传和细胞代谢,限制过度炎症反应。
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研究中常用“M1型”和“M2型”描述巨噬细胞的促炎和修复倾向。虽然真实组织中的巨噬细胞状态远比这种二分法复杂,但在骨关节炎研究中,促炎型巨噬细胞增加、炎症消退和组织修复能力不足,被认为是滑膜炎持续存在的重要原因之一。
前面提到的HDCA就是一个例子。动物实验显示,肠道菌群产生的胆汁酸变化可以影响巨噬细胞极化,从而减轻滑膜炎和软骨损伤。这说明,菌群代谢变化与关节炎症之间,免疫细胞可能是重要的连接环节。
T细胞:Th17与Treg的平衡
T细胞同样参与骨关节炎相关炎症调节。其中研究较多的是 Th17细胞和调节性T细胞(Treg)。
Th17细胞可分泌IL-17等促炎因子,促进滑膜炎症和组织分解;Treg则通过IL-10等机制抑制过度免疫反应,帮助维持免疫耐受。肠道菌群及其代谢物能够影响这两类细胞的分化,因此菌群失衡有可能推动 Th17/Treg平衡向促炎方向偏移。
编辑
doi: 10.3389/fimmu.2023.1168818
2025年的一项孟德尔随机化研究进一步发现,部分肠道菌群与膝骨关节炎之间的关联,可能由特定CD4+ T细胞和活化Treg相关免疫特征介导。
注:这类结果仍需要更多研究验证,但它提示,菌群对骨关节炎的影响并不只停留在“炎症因子升高”这一层面,还可能涉及更具体的免疫细胞调节。
整体来看,肠道菌群更像是在改变机体的免疫背景:当促炎信号持续存在,而炎症消退和免疫调节能力下降时,原本局限于关节的损伤更容易被放大和维持。
关节组织:炎症最终作用在哪里?
经过肠屏障、循环和免疫系统之后,肠道来源的影响最终仍要落到关节本身。骨关节炎涉及的主要组织包括滑膜、关节软骨和软骨下骨,而且三者之间会相互影响。
滑膜:局部炎症的重要来源
骨关节炎并不是典型的自身免疫性关节炎,但不少患者同样存在不同程度的滑膜炎。
当滑膜中的巨噬细胞等免疫细胞被持续激活后,可释放IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症介质,引起滑膜增厚、血管改变和炎症细胞浸润,并进一步加重疼痛和关节肿胀。
这些炎症因子还会作用于软骨细胞,因此滑膜炎并不只是一个伴随现象,而可能持续推动软骨退变。
软骨:合成减少,分解增加
正常情况下,软骨细胞负责维持Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖等细胞外基质。骨关节炎发生后,这种平衡逐渐被打破。
炎症信号可促进 MMP-13、ADAMTS-5 等分解酶表达。其中,MMP-13主要参与Ⅱ型胶原降解,ADAMTS-5则可分解聚集蛋白聚糖。与此同时,氧化应激、线粒体功能异常和自噬障碍也会影响软骨细胞的生存和修复能力。
近年来,细胞焦亡、铁死亡等程序性细胞死亡机制也被纳入骨关节炎研究,但目前更多仍属于机制研究领域。
软骨下骨:异常重塑改变关节环境
软骨下骨并不是静止的支撑结构。骨关节炎过程中,它会经历持续的骨重塑,涉及破骨细胞、成骨细胞以及 RANK/RANKL/OPG、Wnt 等信号通路。
异常骨重塑不仅会改变骨密度和微结构,还会重新分配关节受到的机械应力,并通过血管、炎症因子和细胞信号继续影响上方软骨。
因此,肠-关节轴最终影响的并不是某一个单独组织,而是进入了骨关节炎本身已有的病理网络:滑膜炎症、软骨分解和软骨下骨重塑彼此促进,使关节逐渐失去原有稳态。
疼痛:为什么“片子不严重,却很疼”?
骨关节炎疼痛与影像学损伤并不总是完全一致。有的人X线改变明显,但疼痛并不突出;也有人影像学改变有限,却长期存在明显疼痛。原因之一,就是骨关节炎疼痛不仅取决于结构损伤,还受到神经系统敏感性的影响。
外周敏化:关节里的痛觉神经变得更敏感
软骨本身几乎没有神经,但滑膜、关节囊、韧带和软骨下骨都存在丰富的感觉神经。
当IL-1β、IL-6、TNF-α、NGF、PGE2等炎症和疼痛相关信号长期升高时,可降低感觉神经末梢的激活阈值,并影响 TRPV1、CGRP 等疼痛相关通路,使原本正常或轻微的刺激更容易被感知为疼痛,这被称为外周敏化。
因此,持续的滑膜炎和局部炎症不仅造成组织损伤,也会直接改变痛觉系统。
中枢敏化:疼痛系统本身发生改变
如果疼痛信号长期、反复进入脊髓和大脑,中枢神经系统也可能逐渐发生适应性改变。
脊髓小胶质细胞活化、p38/MAPK以及CX3CL1/CX3CR1等神经免疫通路,都被认为与骨关节炎慢性疼痛和中枢敏化有关。此时,即使关节局部刺激并没有同步加重,患者仍可能表现出疼痛阈值下降、疼痛范围扩大,甚至对轻微刺激产生明显不适。
肠道菌群可能通过全身炎症、微生物代谢物和神经免疫信号参与这一过程,但目前这部分证据仍以动物和机制研究为主,人体中的直接因果关系尚未完全建立。
这也解释了为什么骨关节炎疼痛不能只看软骨“磨损了多少”。结构损伤、炎症状态和神经敏化共同决定了一个人最终感受到的疼痛程度。
细菌细胞外囊泡:正被关注的新型信号载体
除了LPS和可溶性代谢物,近年来研究者还开始关注另一类微生物来源信号——细菌细胞外囊泡(bacterial extracellular vesicles,BEVs)。
细菌细胞外囊泡是什么?
细菌细胞外囊泡(BEVs) 是细菌释放的纳米级膜性小囊泡,通常由脂质膜包裹,其中可以携带蛋白质、脂质、核酸、代谢物,以及LPS、肽聚糖等细菌成分。
它们的重要特点在于:细菌本身不需要进入关节,部分细菌来源的分子仍可能通过囊泡被运输到远端组织。
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DOI: 10.1080/19490976.2025.2489069
已有研究提示,部分BEVs能够跨越肠屏障进入循环,并影响免疫细胞、炎症通路和远端器官。因此,它们被认为可能是肠道菌群与宿主组织之间一种新的信息传递方式。
不同来源的BEVs,作用可能完全不同
BEVs并不是一种性质单一的物质。
来自革兰阴性菌的囊泡可能携带LPS等促炎成分,激活TLR4等先天免疫通路;
而某些共生菌或益生菌来源的BEVs,则可能具有调节屏障、免疫和代谢的作用。
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DOI: 10.1080/19490976.2025.2489069
近年来,还有研究尝试利用工程化细菌囊泡进行药物或生物活性分子的靶向递送。
注:与LPS、短链脂肪酸等研究相比,BEVs在骨关节炎中的证据仍处于较早阶段。目前更适合把它看作一个值得关注的新机制,而不是已经得到临床证实的骨关节炎致病因素。
到这里,肠-关节轴的基本路径已经比较清楚:肠道菌群可以通过屏障功能、微生物代谢物和免疫调节,影响滑膜、软骨、软骨下骨以及疼痛相关通路。
但这些机制并不会在每个人身上以同样的方式出现。有人更突出的是肥胖和代谢异常,有人以滑膜炎症为主,也有人结构损伤并不严重,却表现出明显的疼痛敏化。也正因为如此,同样是骨关节炎,不同人的症状、进展速度和治疗反应往往差别很大。
在临床和人群研究中,骨关节炎经常与肥胖、糖尿病、心血管代谢异常、肌少症、睡眠障碍以及焦虑、抑郁等问题同时出现。它们有些共享年龄、体重和生活方式等风险因素,有些则可能通过慢性炎症、代谢异常和疼痛形成更复杂的相互影响。
肥胖与代谢综合征:不仅是膝盖承受得更多
|瘦素/脂肪因子;IL-6、TNF-α;胰岛素抵抗;丙酸、吲哚
肥胖与膝骨关节炎之间的关系最容易理解——体重越大,行走、上下楼时膝关节承受的机械负荷越高。
但有意思的是,肥胖与手骨关节炎同样存在关联。手指显然不会因为体重增加而多承受几十公斤重量,这提示肥胖对骨关节炎的影响还有机械负荷之外的部分。
脂肪组织本身具有活跃的内分泌和免疫功能。肥胖时,脂肪组织可释放更多IL-6、TNF-α、瘦素等信号,并伴随胰岛素抵抗、血脂异常和慢性低度炎症。
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DOI 10.3389/fimmu.2026.1892592
瘦素等信号还可以作用于滑膜和软骨细胞,通过JAK/STAT、NF-κB等通路促进炎症和基质分解;游离脂肪酸和脂质代谢异常也可能增加氧化应激,进一步改变关节局部环境。
肠道菌群也可能参与其中。
一项针对肥胖并伴有手、膝骨关节炎人群的粪便代谢组研究发现,与肥胖但无骨关节炎的对照相比,骨关节炎组的丙酸水平降低,二肽和三肽增加,同时吲哚及其他色氨酸代谢物发生改变,并伴有氨基酸代谢、脂肪酸利用和白三烯代谢异常。
因此,高血压、腹型肥胖、高血糖和血脂异常聚集形成的代谢综合征,与骨关节炎之间的联系并不只是体重增加。对这部分患者来说,减重的意义也不仅是给膝盖减负,同时还可能改善全身代谢和炎症环境。
糖尿病:高血糖也会影响关节
|AGEs–RAGE;SCFA、色氨酸;胆汁酸–FXR/TGR5–GLP-1
糖尿病与骨关节炎经常出现在同一个人身上,一部分原因当然来自肥胖、年龄和运动不足等共同因素,但高血糖本身也可能影响关节组织。
长期血糖升高会促进晚期糖基化终产物(AGEs)形成。AGEs可在胶原等长寿命蛋白中积累,使组织弹性下降,并通过其受体RAGE促进氧化应激和炎症反应。与此同时,胰岛素抵抗和糖脂代谢紊乱也可能改变软骨细胞和滑膜细胞的代谢状态。
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doi: 10.1017/erm.2024.7
肠道菌群可能进一步参与这种过程。代谢性骨关节炎研究特别关注短链脂肪酸、色氨酸代谢物以及胆汁酸—FXR/TGR5—GLP-1通路:这些微生物相关代谢信号既参与葡萄糖和脂质代谢,也会影响肠屏障、免疫和关节炎症。
反过来,骨关节炎带来的疼痛和活动减少,又可能使体重、血糖控制进一步恶化。所以在实际生活中,骨关节炎和糖尿病常常不是两个互不相关的问题,而可能形成“疼痛—少动—代谢变差—关节负担进一步增加”的循环。
衰老与肌少症:年龄增加的不只是关节磨损
|SASP、炎症、免疫衰老;Th17/Treg
骨关节炎随年龄增加而明显增多,但衰老带来的变化远不止软骨变薄。
随着年龄增长,软骨细胞的线粒体功能、自噬和修复能力逐渐下降;部分细胞进入衰老状态后,会持续释放IL-6、基质降解酶等炎症和分解信号,这类现象被称为 SASP(衰老相关分泌表型)。
与此同时,免疫系统也会出现免疫衰老(immunosenescence)和 炎症性衰老(inflammaging)。
现有研究提出,肠道菌群失衡和屏障功能下降可能持续提供低水平炎症刺激,进一步放大这种“代谢炎症-免疫衰老”状态,并影响Th17/Treg平衡和巨噬细胞功能。
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很多老年人还存在肌少症(肌肉量和肌力下降)。股四头肌等关节周围肌肉力量不足,会降低关节稳定性,使行走和站立时的负荷分配更加不利;疼痛又会让人更少活动,进一步加快肌肉流失。
睡眠、压力、焦虑、抑郁:越疼越睡不好
|HPA轴;LPS–TLR4–NLRP3;IL-1β/TNF-α/IL-6
慢性骨关节炎患者中,睡眠问题非常常见。
疼痛可以让人难以入睡、夜间频繁醒来;而睡眠不足又会降低疼痛阈值,使第二天对疼痛更加敏感。时间一长,很容易形成“疼痛增加-睡眠变差-痛觉敏感-疼痛进一步增加” 的循环。
长期压力则可持续激活 HPA轴和交感神经系统,改变皮质醇和儿茶酚胺水平,并影响肠道运动、屏障功能和菌群组成。
在动物慢性应激模型中,还观察到 Alloprevotella增加,而Parasutterella、Parabacteroides等减少。这些结果还不能直接套用到骨关节炎患者身上,但说明心理压力确实可能伴随具体的微生态变化。
功能变化:压力导致肠屏障受损后,LPS入血增加,可进一步激活TLR4和NLRP3炎症小体,促进IL-1β、TNF-α、IL-6等炎症因子释放,并参与滑膜炎和疼痛敏化。
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doi: 10.3389/fmicb.2026.1851267
焦虑和抑郁也有类似的双向关系。长期疼痛会影响情绪和生活质量,而持续的压力、焦虑和睡眠不足又可能通过神经、内分泌和免疫系统增强痛觉敏化。
慢性疼痛本身就是关节、免疫系统和神经系统共同参与的生理过程。也因此,有些人的影像学改变并不严重,却可能感受到非常明显的疼痛。
肝脏和肾脏:远离关节,也参与代谢网络
| C. bolteae–GUDCA–FXR–GLP-1;
| 吲哚硫酸、FGF23、维生素D、MMP-13/9
肝脏和肾脏虽然离关节很远,却决定着人体大量代谢物和炎症信号的水平。
肝脏首先连接着脂质、铁和胆汁酸代谢。
研究发现,骨关节炎患者肠道中Clostridium bolteae 相对丰度降低,并与血浆 GUDCA(甘氨熊去氧胆酸) 水平呈正相关;在小鼠实验中补充该菌,可提高UDCA/GUDCA相关胆汁酸和GLP-1水平,并减缓骨关节炎进展。
这说明肝脏产生的胆汁酸可能通过 菌群—胆汁酸—FXR/GLP-1等信号共同影响代谢和关节环境。
另一条值得关注的是铁代谢。肝脏调节的铁调素—铁输出蛋白轴(hepcidin–ferroportin)异常可能增加铁蓄积和脂质过氧化,而 GPX4 等抗氧化系统失衡又与软骨细胞铁死亡有关。不过,这部分目前仍主要属于机制和动物研究。
肾脏则与骨矿物质和尿毒素代谢密切相关。慢性肾病时,FGF23升高、维生素D代谢异常可能影响Wnt/β-catenin等通路,并促进MMP-13、MMP-9等软骨基质降解酶表达;另一方面,肠道菌群参与产生的吲哚硫酸等尿毒素无法及时清除,也会增加氧化应激和炎症。
注:目前肝肾疾病与骨关节炎之间的很多联系仍以相关性和机制研究为主。
口腔健康:牙周炎也可能和骨关节炎有关
|Bacteroidota、Fusobacteriota、LPS生物合成;MAPK11
除了肠道,口腔也是人体重要的微生态系统。
牙周炎是一种慢性炎症性疾病。牙周组织长期发炎时,局部细菌成分和炎症介质可能进入循环,增加全身炎症负荷;与此同时,大量口腔微生物还会随着吞咽进入胃肠道。
近年来,研究人员开始关注“口腔-肠道-关节轴”。
2026年的一项多组学病例对照研究同时分析了骨关节炎患者的口咽菌群、肠道菌群和软骨组织。
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结果显示,骨关节炎组口腔中拟杆菌门和梭杆菌门等相对富集;肠道中观察到瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)和Subdoligranulum 等增加。部分肠道微生物还与软骨中的炎症相关基因及细胞外基质重塑蛋白存在相关性。
此外,一些口腔致病菌也提供了机制线索。例如牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis) 的成分可进入循环或影响肠道免疫环境;具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum) 产生的细胞外囊泡,也被研究发现能够影响肠道免疫稳态。这些结果为“口腔-肠道-关节轴”提供了一定的生物学依据。
注:这类研究目前样本量仍较小,而且主要属于横断面观察,因此说明口腔菌群和骨关节炎存在关联。它更重要的意义在于提醒我们:影响关节的微生态环境,可能并不只来自肠道。
目前证据最可靠的,仍然是饮食、减重、运动、睡眠和代谢管理;益生元、益生菌以及部分天然活性物已经积累了一定的人体或动物证据;而短链脂肪酸、胆汁酸、FMT、工程菌、噬菌体和细菌细胞外囊泡等,则更多处在机制验证和转化研究阶段。
饮食
最基础,也最容易长期影响菌群
如果要长期改变肠道菌群,饮食几乎是最需要考虑的因素。对大多数人来说,决定菌群每天吃什么的,是一日三餐。
饮食干预总体有效,限能量饮食证据明确
【随机试验Meta分析】
2025年一项系统综述和Meta分析进一步汇总了9项随机对照试验,共纳入898名骨关节炎患者,涉及限能量饮食、地中海饮食、低脂饮食、抗炎饮食、低碳水饮食和植物性饮食等多种模式。总体来看,饮食干预能够改善骨关节炎患者的疼痛和身体功能,并降低体重;其中证据最明确的是限能量饮食,在疼痛、功能和减重方面均表现出显著改善。
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doi.org/10.3390/nu17111872
地中海饮食依从性高的人,疼痛更轻、功能更好
富含蔬菜、水果、全谷物、豆类、坚果、鱼类和橄榄油的地中海式饮食,长期以来被认为有利于心血管和代谢健康。
从肠道菌群角度看,这类饮食同时提供较丰富的膳食纤维、多酚和不饱和脂肪酸,因此也更有利于形成较多样的微生物代谢环境。
【观察性研究】
2026年一项横断面研究纳入了103名原发性膝骨关节炎患者,采用MEDAS评分评估地中海饮食依从性。结果发现,地中海饮食依从性越高,患者的疼痛程度越低,关节功能也越好;在校正部分临床和生活方式因素后,这种关联仍然存在。
饮食的影响可能还与其整体炎症潜力有关
【使用RCT的基线数据】
一项研究发表于2025年,分析了FEAST试验中 144名有症状膝骨关节炎患者的基线数据,用膳食炎症指数(DII)和能量校正后的E-DII评估饮食整体偏促炎还是抗炎。
结果发现,在男性患者中,饮食越偏促炎,能量/活力水平越低,而且校正年龄和BMI后仍存在关联。
少一点高脂、高糖和高度加工食品
长期高脂、高糖、低纤维的饮食模式,在动物和人体研究中都与菌群失衡、肠屏障异常和代谢性炎症有关。减少含糖饮料、精制碳水、反复油炸食品和高度加工食品,不仅是为了体重,也可能减少促炎代谢环境对关节的持续影响。
益生菌
有人体试验,但效果高度依赖菌株
益生菌可以通过竞争性抑制潜在致病菌、改善肠屏障、降低LPS负荷,并调节短链脂肪酸和免疫反应来影响骨关节炎。
人体试验:部分益生菌可改善疼痛和炎症指标
【随机试验Meta分析】
2026年一项Meta分析汇总了8项膝骨关节炎随机对照试验。总体来看,益生菌在VAS疼痛、WOMAC疼痛和僵硬以及血清CRP方面表现出一定改善,但身体功能结果并不完全一致,而且不同菌株、干预时间和患者基础炎症状态造成了较大的研究异质性。
其中比较有代表性的研究包括:
干酪乳杆菌代田株(Lactobacillus casei Shirota)
2017年一项双盲安慰剂对照试验纳入537名膝OA患者,持续6个月,益生菌组WOMAC、VAS疼痛和hs-CRP均优于安慰剂组。
多菌株益生菌
【随机对照试验】
2024年一项纳入147名膝OA患者的双盲试验,使用含 8株乳酸菌和双歧杆菌的Vivomix多菌株益生菌,持续12周。结果显示,益生菌组的行走时疼痛、WOMAC评分和OA严重程度下降,步行速度、握力和平衡能力改善;同时血浆 Zonulin和CRP降低,提示肠屏障通透性和全身炎症可能参与其中。
多菌株益生菌Vivomix (8 strains)包括:
Streptococcus thermophilus DSM 24731,
Bifidobacterium longumDSM 24736,
B. breve DSM 24732/24737,
Lactobacillus spp. DSM 24735/24730/24733,
L. delbrueckii subsp. bulgaricus DSM 24734
【动物实验+人软骨细胞】
研究发现,嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)和戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)处理后,小鼠体内GABA水平升高,关节软骨分解和炎症减轻;GABA在人骨关节炎软骨细胞中也表现出一定软骨保护作用。
谷禾搜索多篇相关文献,整理的一些与骨关节炎干预相关的证据较充分的益生菌如下:
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益生元
改变菌群的“营养环境”
益生元是利用饮食底物,让原有菌群中的某些成员获得生长优势。常见的有菊粉、低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖以及抗性淀粉等。
低聚果糖:增加双歧杆菌,炎症和软骨损伤减轻
【动物实验】
2018年的研究发现,高脂饮食肥胖小鼠中有益的双歧杆菌减少,而补充低聚果糖后,尤其是 Bifidobacterium pseudolongum明显增加。
与此同时,结肠炎症、循环炎症和滑膜巨噬细胞浸润下降,OA软骨损伤也明显减轻。
注:低聚果糖并没有明显降低这些小鼠的体重,提示它的保护作用不能完全用“减重”解释。
菊粉和低聚果糖:改善功能,影响丁酸和GLP-1
【随机对照试验】
2024年一项研究纳入54名同时患有肥胖和膝OA的成年人,每天补充16 g低聚果糖强化菊粉,持续6个月。与安慰剂相比,益生元组在起立行走、40米快速步行和握力等身体功能指标上表现更好,躯干脂肪量也下降;膝痛呈改善趋势。
【随机对照试验】
一项117名膝OA患者的试验中,每天补充 20g 菊粉6 周后,疼痛较安慰剂下降,同时压力痛阈和时间总和等疼痛敏化指标有所改善。研究还发现菊粉组的丁酸和GLP-1升高。
注意:高剂量可发酵纤维也容易造成腹胀、排气增多等问题,通常需要逐渐增加,而不是突然大量补充。
天然活性物质
可能先经过肠道,再到关节
姜黄素、白藜芦醇、维生素D等天然活性物质,过去更多是从抗炎、抗氧化角度讨论。
一个很有意思的问题:很多植物活性成分口服后的全身生物利用度并不高,大量成分反而会停留在肠道,并接受肠道菌群进一步代谢。因此,它们的部分作用可能首先发生在微生态层面。
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DOI 10.3389/fimmu.2023.1323233
★姜黄素:保护软骨,减轻炎症并改善关节症状
姜黄素在动物研究中可改善肠屏障相关蛋白,并抑制 LPS–TLR4–MyD88–NF-κB 信号以及IL-1β、TNF-α等炎症因子。
【临床研究】
临床研究发现,姜黄素制剂可改善膝骨关节炎患者的疼痛和功能。尤其是一项为期 6周的研究显示,姜黄素纳米胶束可显著改善膝OA相关症状。
姜黄素治疗膝骨性关节炎:一系列临床干预措施
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DOI 10.3389/fimmu.2023.1323233
★白藜芦醇:调节肠道菌群,减轻炎症反应
白藜芦醇则可能同时影响菌群、氧化应激和软骨细胞 Nrf2、NF-κB 等通路。
【动物实验】
研究发现,补充白藜芦醇可改变肠道菌群组成,增加Akkermansia、Ruminococcaceae等有益菌群,并改善肠屏障功能。与此同时,全身炎症、脂肪堆积和高脂饮食引起的肠道菌群失衡均有所减轻。
★辣椒素:缓解关节疼痛,抑制炎症反应
多项临床研究发现,局部外用或关节腔内给予辣椒素,可减轻骨关节炎相关疼痛。其镇痛作用主要与调节痛觉受体 TRPV1 有关,因此辣椒素被认为具有改善骨关节炎疼痛症状的潜力。
辣椒素除直接缓解疼痛外,还可能通过抑制炎症反应减轻骨关节炎相关症状。
【细胞与动物研究】
实验研究显示,辣椒素可下调 COX-2、NF-κB等炎症相关信号,并减少 TNF-α、IL-1β和IL-6 等促炎因子的表达;动物实验中,辣椒素制剂也表现出一定的抗炎和镇痛作用。
★桑葚水提物:提高次级胆汁酸,减轻滑膜炎
我们前面章节已经讲过,一项研究发现,桑葚水提物可选择性增加约氏乳杆菌,进而提高次级胆汁酸 HDCA。
HDCA可以抑制促炎型巨噬细胞状态、促进偏修复型巨噬细胞,从而减轻滑膜炎和软骨退变。
★维生素D:缺乏与OA严重程度相关,补充改善
较低的维生素D水平与更严重的膝骨关节炎症状和结构异常相关。
【临床观察】
2025年的一项研究纳入 171名40–75岁的膝骨关节炎患者,其中63.7%的患者维生素D水平低于30 ng/mL。与维生素D水平正常者相比,维生素D不足或缺乏患者的VAS疼痛评分和WOMAC评分更高、KOOS评分更差,同时更常出现滑膜炎、软骨厚度减少及骨炎等表现。
研究显示,部分研究观察到维生素D补充对膝OA患者具有一定的症状改善作用。
【维生素D2】
例如,一项纳入 175名维生素D不足的膝OA患者的研究中,每周补充40,000 IU维生素D2、持续6个月后,患者的VAS疼痛评分、生活质量和多项身体活动能力均得到改善。
【维生素D3】
维生素D3可能通过调节炎症反应改善OA症状。
一项纳入80名膝骨关节炎患者的研究中,每日补充 4000 IU维生素D3、持续3个月 后,患者的VAS疼痛评分及WOMAC疼痛、僵硬和功能评分均显著改善,同时部分促炎因子水平下降。
维生素D3长期随机对照研究结果并不一致。
一项纳入413名患者、持续2年的研究发现,每月补充 50,000 IU维生素D3 虽显著提高血清维生素D水平,但未显著改善膝关节疼痛或减少软骨体积丢失。
★维生素K:维持软骨矿化稳态
维生素K的潜在获益可能主要体现在原本维生素K不足的人群。
【维生素K1:随机对照试验】
一项纳入378名60–80岁成年人、持续3年 的随机双盲试验中,每日补充 500 μg维生素K1,整体上并未显著降低手部OA、骨赘或关节间隙狭窄的发生。但在基线维生素K不足、随后恢复至充足水平的人群中,关节间隙狭窄的发生率降低约47%。
口服K2可能有助于维持软骨基质完整性。
【维生素K2:动物实验】
2026年的研究发现,在MIA诱导的膝OA大鼠中,每日口服 8 μg维生素K2、持续28天 后,治疗组的软骨组织学损伤明显减轻,Mankin评分由对照组的 11.10降至4.25,同时Ⅱ型胶原保存增加、MMP-13表达降低。
谷禾搜索多篇相关文献,整理的其他和OA干预相关的生物活性物质/天然提取物如下:
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后生元和菌群代谢物
不一定要补活菌
严格来说,现代“后生元”的定义更偏向失活微生物及其组分,短链脂肪酸、胆汁酸等更准确地说属于微生物代谢物。
但在骨关节炎干预中,两者的逻辑非常接近:不一定依赖活菌长期定植,而是直接利用微生物功能。
前文已经详细介绍了丙酸、胆汁酸、GABA、色氨酸代谢物等菌群代谢物在骨关节炎中的作用机制,这里不再展开。 从干预角度看,它们更重要的意义在于:未来可能针对特定代谢物及其受体进行更精准的调节。
FMT
粪菌移植,重建整个菌群
粪菌移植(FMT)是彻底的菌群干预方式之一,把一个完整的微生物群落转移给受体。
【人体供体+动物实验】
2020年的一项研究将健康人、单纯膝OA患者,以及OA合并代谢综合征患者的粪便菌群分别移植给无菌小鼠。
结果发现,接受OA合并代谢综合征人群菌群的小鼠,在关节损伤后出现了更严重的OA,同时肠道通透性和 IL-1β、IL-6、MIP-1α 等全身炎症指标升高。
其中,Fusobacterium、Faecalibacterium增加以及Ruminococcaceae减少,还与OA严重程度和炎症指标存在相关性。
2024年的另一项动物研究则从相反方向证明了这一点:将相对抗骨关节炎的MRL小鼠菌群移植到普通小鼠后,在特定时间窗口内可明显降低OA组织学损伤、滑膜炎和骨赘形成。
注:FMT远比补充某一种益生菌复杂,目前还需要更多人体临床证据支持用FMT治疗OA。
下一代微生态治疗
更精准的设计
下一代益生菌:寻找与功能相关的菌株
2025年一项OA人群研究发现,OA患者中普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)和Bacteroides plebeius减少。普拉梭菌是典型的产丁酸菌,也被视为潜在的“下一代益生菌”候选。
工程菌:让细菌在肠道里定向生产药物
合成生物学还可以对细菌进行改造,使其在肠道中持续产生短链脂肪酸、抗炎分子或屏障保护因子。
相比直接反复服药,这种思路理论上可以在肠道局部持续工作。但对于OA来说,目前仍然属于概念和前临床阶段。
噬菌体:精准“删菌”
噬菌体能够感染特定细菌,因此理论上可以针对某些有害菌株进行更精准的清除,而不像抗生素那样大范围破坏整个菌群。但对于OA,目前处于长远方向。
细菌细胞外囊泡
细菌细胞外囊泡(BEVs)可以携带蛋白质、脂质、核酸和代谢物,而且体积只有几十到几百纳米。未来可以筛选有益菌来源BEVs,或者进行工程化改造,用它们递送抗炎或软骨保护分子。
运动
作用肌肉和关节,也可能是肠道
运动本身就是OA管理中证据成熟的一部分:它能够增强关节周围肌力、改善稳定性和功能,并帮助控制体重。
运动可以降低肠源性LPS
【动物实验】
在高脂饮食诱导的肥胖型OA小鼠中,中等程度的自主跑轮运动提高了菌群多样性,并部分逆转高脂饮食造成的菌群变化。
例如运动后Prevotellaceae、Bifidobacteriaceae等增加,而与高脂饮食和内毒素环境相关的部分菌群下降。
更关键的是,运动后血液和滑液中的 LPS下降,同时TLR4和MMP-13表达降低,软骨损伤也减轻。
力量训练:运动干预中证据充分的方法之一
【Meta分析】
2024年一项系统综述和Meta分析显示,力量/抗阻训练能够显著改善膝OA患者的疼痛、关节僵硬和身体功能。
另一项涵盖27项研究、1712名OA患者的Meta分析也发现,抗阻训练可同时改善疼痛、肌力和功能。
对膝OA来说,重点通常是加强股四头肌、臀肌和其他下肢稳定肌群。肌力提高后,可以改善膝关节稳定性和负荷分配,从而减轻活动时的不适。
八段锦:改善疼痛、僵硬、身体功能和总评分
【Meta分析】
2025年一项Meta分析纳入12项随机对照试验、共846名膝OA患者,结果显示,八段锦可改善 WOMAC疼痛、僵硬、身体功能和总评分。
不过,纳入研究之间异质性较高,部分研究方法学质量有限,因此更适合作为OA的辅助运动方式,而不是替代常规治疗。
八段锦同时结合缓慢动作、呼吸调节和注意力训练,因此除了改善关节功能,也具有一定的身心调节特点。
太极:疼痛、僵硬和身体功能改善
【临床RCT证据】
太极也有较多临床证据。 2025年一项纳入13项随机对照试验、701名膝OA患者的Meta分析发现,太极可改善疼痛、关节僵硬和身体功能。太极同时包含低冲击运动、重心转移、平衡训练和呼吸调节,因此既属于运动干预,也兼具一定的身心调节特点。
针对太极、瑜伽和八段锦等身心运动的Meta分析显示,这类干预除改善疼痛和功能外,还可改善心理健康和抑郁症状。
睡眠和压力管理
切断疼痛循环
失眠认知行为疗法:睡眠改善
【随机对照试验】
一项100名同时患有膝OA和失眠患者的随机试验发现,经过8次失眠认知行为治疗(CBT-I)后,夜间清醒时间明显改善;而睡眠改善程度还能够预测之后疼痛的下降。
疼痛应对技能训练:学习放松,疼痛改善
【随机对照试验】
一项纳入256名膝或髋OA慢性疼痛患者的研究发现,经过10次疼痛应对技能训练(PCST)后,患者的疼痛强度、身体功能、心理困扰和自我效能均有所改善。PCST主要训练患者识别灾难化思维、调整活动节奏,并学习放松和疼痛应对策略。
正念:有一定的长期疼痛获益
【试点随机试验】
2022年一项40名膝或髋OA患者的研究评估了8周正念减压(MBSR)。3个月时WOMAC疼痛和功能并未显示明显优势,但6个月时VAS疼痛下降更多,提示正念可能有一定长期疼痛获益,不过目前证据仍较初步。
压力管理并不是简单地保持心情好。
对于长期疼痛、压力大或疼痛灾难化明显的人,CBT/PCST、正念练习、呼吸和放松训练等结构化方法,更有证据基础。
关于肠道菌群与骨关节炎,科学界已经从最初的发现两者有关,逐渐走到了肠屏障、LPS、短链脂肪酸、胆汁酸、色氨酸代谢、免疫调节乃至细菌细胞外囊泡等更具体的机制层面。
机械负荷、衰老、肥胖、代谢异常、炎症、肌力和疼痛敏化仍然共同决定着疾病的发展,而肠道菌群更可能是其中一个可以调节的环节。
下一代益生菌、定义菌群、工程菌、微生物代谢物和BEVs,也可能让基于菌群的调节从宽泛概念逐渐走向精准治疗。
未来值得期待的,是逐渐走向“菌群—代谢物—免疫—临床表型”联合分析,并通过更大规模的人体研究和随机试验,找出哪些骨关节炎患者更适合微生态干预,以及应该干预哪一个环节。
肠道菌群检测在其中,可以与代谢组、炎症指标、体重和血糖血脂等临床信息结合起来看,帮助我们观察功能潜力及干预前后的变化趋势。
与其把关节当成一件会磨损的零件,不如把它看作处在全身炎症与代谢网络中的一个器官,而这张网,有一部分可以由你的饮食、菌群、运动和作息去改变。
注:本账号内容仅作交流参考,不作为诊断及医疗依据。
主要参考文献
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谷禾健康
人类口腔微生物组是一个微生物密集、化学信号持续变化的生态系统。每天刷牙、漱口,背后都有数以百亿计的微生物在牙面、舌背和牙龈沟“分工协作”。它们争夺营养、彼此发送信号,也共同搭建生物膜。不同微生物之间的竞争与协作共同塑造群落结构,并影响宿主健康。
当长期高糖饮食、清洁不足或反复炎症,改变的不仅是单一细菌的数量,更是整个微生物群落的关系网络:多样性下降,变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌等潜在致病菌占据优势,而维持稳态的共生链球菌、Rothia 和 Actinomyces 则受到竞争减少。龋齿、牙周炎和牙龈炎等疾病已影响至少数十亿人,口腔微生物群还可能与心血管疾病和神经退行性疾病相关。
究竟是什么让口腔微生物群落从“相安无事”转向“持续失衡”?答案可能不只藏在单一菌群里,也藏在微生物制造的天然产物中。宏基因组研究显示,口腔微生物携带丰富的生物合成基因簇(BGCs),具有生产多样天然产物的巨大潜力。
这些代谢物正被逐渐视为介导微生物相互作用的关键媒介,许多口腔 BGC 与健康或疾病状态相关。它们能够调节细菌附着、生物膜、竞争、铁获取、氧化应激和宿主免疫。研究已在口腔中发现数千至上万个 BGC,且部分基因簇在健康、龋齿和牙周炎状态之间存在差异。
本文将聚焦结构复杂、合成代价较高的非核糖体肽(NRP)和多聚酮(PK),从 mutanofactin、mutanocyclin、mutanobactin、salivabactin 和 enterobactin 出发,追踪它们如何塑造口腔群落,再转向尚未揭示的 BGC 及其调控机制。我们也将进一步追问:口腔菌群检测能否从“检测到哪些菌”,走向“哪些功能正在表达、哪些化学变化正在发生”?
口腔微生物的基因中存在大量能够生产这些化学物质的“基因生产线”,所以研究这些基因簇,有助于理解口腔疾病是如何发生和持续的,也可能帮助发现新的药物或治疗线索。
口腔微生物群是一个持续通过化学互作进行适应的动态共同体,维系着口腔健康与疾病之间的微妙平衡。龋齿、牙周炎与牙龈炎等口腔疾病在全球极为常见,估计至少影响着数十亿人。
近年来,口腔微生物群组成还与心血管及神经退行性疾病等系统性疾病相关,这进一步突显了理解其生化影响的必要性。
口腔疾病通常与局部菌群失衡相关
口腔疾病通常与局部菌群失衡相关:微生物多样性降低,而变形链球菌(Streptococcus mutans)和牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)等潜在致病类群占优势。
相较之下,健康口腔往往具有更丰富且更稳定的共生链球菌群,以及罗氏菌(Rothia)和放线菌(Actinomyces)等。它们分别定植于牙齿表面、舌背与龈沟等不同生态位,并通过形成结构化生物膜而发挥保护或致病作用。高糖饮食、宿主炎症反应及遗传易感性等因素都可能打破这种平衡。
口腔天然产物是致病的关键因子
尽管已广泛研究疾病过程中菌群组成的变化,但群落如何在生化层面转向致病性优势状态的机制仍未明晰。天然产物或特定代谢物是细菌用来调控生长、行为与群落结构的关键小分子。这些分子可为阐明微生物失衡的化学驱动因素以及疾病进展中的关键环节提供路径。
按生物合成来源,天然产物通常包括:多聚酮(PK)、非核糖体肽(NRP)、核糖体合成并经翻译后修饰的肽(RiPP)、萜类、糖类、生物碱、杂合分子等,另外还有一些由基础代谢“衍生出来”的小分子。
要合成某一类天然产物,细菌通常需要一整套相关基因协同工作:这些基因常常会和调控、运输和自我保护(避免被自己产物伤害)等基因一起聚在染色体上的某个区域,形成生物合成基因簇(BGCs)。
注:之所以能用计算方法去找这些“基因包”,是因为在 BGC 中常能观察到一些典型“合成机器”——例如PKS(多聚酮合成酶)、NRPS(非核糖体肽合成酶)和萜烯合酶等线索;把这些信息和 DNA 序列一起分析,就能预测可能存在的 BGC。
★ 健康、龋齿与牙周炎状态下的BGC差异显著
研究者已经在大量口腔细菌基因组与宏基因组数据中系统挖掘到了 BGC 的化学潜力。比如,对461个口腔细菌基因组进行绘图,发现近 5000 个 BGC,并且健康、龋齿和牙周炎三种状态下的 BGC 存在明显差异。
口腔微生物群中包含着多种多样的细菌基因簇
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doi: 10.1128/mBio.00321-19.
进一步在唾液和牙菌斑宏基因组中,对牙周炎患者与健康对照进行比较,识别出超过10700个 BGC。从健康与龋齿来源的宏基因组中识别约 4500 个 BGC,其中将近一半在健康与龋齿的宏转录组数据中呈现显著差异表达。
总体而言,这些结果提示:BGC 编码的“化学工具”很可能不仅参与维持口腔生态稳态,也可能在疾病发生发展过程中起到推动作用。
口腔代谢物也能通过多种方式影响宿主和菌群
至于口腔代谢物,已有研究较清楚地描述了一些“典型分子”,例如短链脂肪酸、氨基酸分解产物、挥发性硫化物和细菌素等。
它们可能通过多种方式影响宿主与菌群:例如刺激炎症、削弱组织结构;同时也能改变局部环境,让某些细菌更容易生存。部分代谢物还能像“窄谱抗菌剂”一样,只针对特定竞争者,帮助优势菌更稳地占据生态位。
相比之下,结构更复杂、合成成本更高的 NRP 和 PK 类天然产物,目前仍缺少像“常见代谢物”那样的系统整合研究。原因之一是它们通常需要更庞大的基因组装(对应更大的 BGC),代谢负担也更高,因此这些分子往往更可能承载更突出、更关键的进化与生态功能。
口腔天然产物和口腔代谢物有什么区别?
口腔产生的天然产物和口腔代谢物都可以是细菌分泌/产生的“小分子”,但在研究上侧重点不同:
1)侧重点不同
口腔代谢物:更偏“代谢产物/末端分子”的概念,通常指在口腔环境中实际被检测到的代谢小分子(例如通过代谢组学识别到的酸类、挥发性硫化物、氨基酸分解产物等)。
口腔天然产物:更偏“生物合成来源”的概念,通常指由微生物(或共生体)通过专门的生物合成通路(常见为 BGC)产出的次级代谢类小分子,常结构更复杂、更具“化学武器/信号分子”属性。
2)生成机制通常不同
天然产物往往对应明确的合成体系:例如 PK、NRP、RiPP、萜类等,背后常有成簇的基因(BGC)与关键酶(如 PKS、NRPS、萜烯合酶)。
代谢物更多反映“基础代谢+环境适应”的结果:糖酵解、氨基酸代谢、脂代谢以及厌氧发酵等都会产生大量代谢终产物,不一定需要典型 BGC。
简单比喻:代谢物更像“日常加工后的产物清单”;天然产物更像“特定工厂按配方定制的功能性化学品”。
3)结构复杂度与功能定位
天然产物通常结构更复杂、合成代价更高,常与竞争/协作、生态位塑造、抗性或抑菌等功能相关(当然也有例外)。
代谢物结构相对更“基础”,功能可能同样重要,但更常体现为改变pH、引发炎症、影响营养环境、产生气味/刺激性等。
4)是否有重叠?
有
现实中一些天然产物也会在代谢物检测中出现;但许多代谢物可能不被归类为“天然产物”,因为它们并非来自典型 BGC 的次级代谢体系,或结构/机制不满足“天然产物”研究框架。
目前得到充分表征的口腔多聚酮(PK)、非核糖体肽(NRP)及其杂合代谢物,绝大多数来自革兰阳性兼性厌氧菌——变形链球菌(Streptococcus mutans)。它虽以形成致龋生物膜著称,却也是 NRP、PK 与 RiPP 等生物活性天然产物的丰富来源。
非核糖体肽类物质以及多聚酮化合物
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doi: 10.1146/annurev-biochem-051024-050248.
下表概览本节的六类代表性分子;随后将沿“分子如何改变群落”的顺序展开。
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Mutanofactin —促进口腔早期定植的天然产物
2021 年,研究人员发现mutanofactins——一类由少数变形链球菌临床分离株产生、能促进生物膜形成的脂肽。
该家族包含五种两亲性脂肽,由 N-酰基脂肪酸部分连接短肽骨架。主要代谢物 Muf-697 的末端 PK 部分含噻唑取代基;Muf-458、-539、-541 与 -607 则具有不同末端基团。机制研究表明,Muf-697 可非特异性结合于变形链球菌细胞表面,提高表面疏水性,并通过物理化学作用促进附着和后续生物膜形成。
其生物合成呈典型装配线模式:先以十碳-2,4,6,8-四烯酰链起始修饰 L-苯丙氨酸,再经两个 NRPS 模块与两个 PKS 模块延伸;新生链最终在缩合域介导的罕见末端酯化中引入 L-乳酸并释放,形成 Muf-697。装配线不同步骤的水解会产生多种旁路产物。
mutanofactin的生物合成及促进生物膜形成的能力
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doi: 10.1146/annurev-biochem-051024-050248.
★ mutanofactins能促进链球菌等形成生物膜并定植与口腔
在完成 mutanofactins 全合成并开展微生物学分析后发现,Muf-697 能促进变形链球菌及戈登链球菌、口腔链球菌等早期定植者形成生物膜,对具核梭杆菌与不动杆菌的影响则很小,提示它对早期群落构建具有选择性。
尤为关键的是,该分子能够使黏蛋白包被表面发生膨胀,从而帮助变形链球菌附着于原本难以定植的黏蛋白层。muf BGC 在早期指数生长期表达达到峰值,恰好对应初始附着的关键窗口,也支持其在多微生物生物膜建立中的作用。
Mutanocyclin与Reutericyclin —抗菌前体到功能再利用的天然产物
含四元酸(tetramic acid)的天然产物以 2,4-吡咯烷二酮核心为特征,在多种生态位中可表现抗菌、抗真菌和细胞毒性。
★ Reutericyclins具有抗菌性,还能减轻体重增长
Reutericyclins 就是一种此类化合物,最初发现于肠道微生物罗伊氏乳杆菌,由混合型 NRPS–PKS 基因簇编码,包含 A–C 三种 N 连接脂肪酰侧链长度不同的同系物。它们是强效质子离子载体,可在纳摩尔浓度破坏广谱革兰阳性菌的跨膜 pH 梯度;在小鼠中还被报道可减轻利培酮相关体重增加并引起与瘦型相关的微生物组变化。
mutanocyclin的生物合成及其生物活性
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doi: 10.1146/annurev-biochem-051024-050248.
★ mutanocyclin影响免疫反应、降低变形链球菌丰度
同源 muc 基因簇在一些(约14%)已测序的变形链球菌里能找到。研究显示,带有 muc 的菌株通常不主要产出 reutericyclin,而是生成缺少脂酰侧链的 mutanocyclin。
这条脂酰侧链很关键:当它缺失时,mutanocyclin 的抑菌/杀菌能力会明显减弱——它往往只对少数口腔细菌表现出较弱作用;而 reutericyclin 则更“强势”,能在实验性的合成生物膜里显著降低接近 40 个口腔细菌类群的丰度,从而明显改变群落结构。少数仍携带 muc 的菌株也能产生 reutericyclin,但其产生量通常比 mutanocyclin 低约一个数量级。
mutanocyclin 可能被“再利用”于不同生态功能:它不仅可能影响免疫反应或屏障环境(如在 Matrigel 栓实验中降低白细胞浸润),还可能通过影响信号通路(例如调节 PKA 亚基 Tpk2 及下游 SFL1)来抑制白色念珠菌的菌丝形成。但它对生态的作用并非单向:近期多物种生物膜研究表明,mutanocyclin 可能会降低变形链球菌丰度,同时也能增强戈登链球菌、血链球菌等对变形链球菌的拮抗效应。也就是说,它更像是在塑造“群落博弈”的规则,而不是单纯地只杀一种细菌。
在机制上,reutericyclin 和 mutanocyclin都来自同一条“混合装配线”:NRPS–PKS共同参与合成,先形成带有吡咯烷-2,4-二酮核心的骨架。接着,reutericyclin的前体会先被氨基酸酰化加上特定修饰;然后由 mucF 编码的脱酰化酶把脂酰基等部分“去掉”,生成 mutanocyclin。
Mutanobactin —结构多样、功能多面的天然产物
在已表征的变形链球菌特殊代谢物中,mutanobactin 是功能谱最广的一类。对应 mub BGC 在超过 30% 的变形链球菌基因组中存在,显示出潜在的进化优势。此前研究已关注其结构、对白色念珠菌菌丝形成的抑制,以及与氧化应激耐受相关的性质。
注:迄今已发现逾 50 种同系物。Mub-A 至 Mub-D 最丰富且结构已解析。Mub-A 至 Mub-C 含有罕见的 1,4-噻氮杂环庚烷环;Mub-D 不具该结构,而有 7-甲基取代。其大环结构源于具有一定“宽容性”的 NRPS–PKS 装配线:末端还原域释放高反应性线性醛中间体,后者自发进行非酶促大环化,产生所观察到的化学多样性。
★ Mutanobactin高浓度下能抑制戈登链球菌、不动杆菌等
Mutanobactin的作用不仅限于抗氧化耐受。Mub-A、Mub-B 和 Mub-D 可抑制白色念珠菌的菌丝形成,并下调与毒力相关的 ECE1 和 SAP2;其中半数最大抑制浓度约为 5.3 μM。去除脂质侧链的截短类似物活性显著降低,说明脂质结构域至关重要。
较高浓度(通常 >50 μM)下,它们还可对戈登链球菌、不动杆菌及口腔放线菌产生抗菌作用。
★ Mutanobactin 也可能调节宿主反应
Mub-B 被报道可改变多种促炎细胞因子的水平;Mub-D 在约 5 μM 时可促进人牙髓干细胞与人骨髓干细胞的增殖和分化。
综合来看,这类分子可能同时参与变形链球菌毒力与宿主互作。但其在天然多物种口腔群落以及真实生理浓度下的具体作用仍需进一步研究。
Mutanoclumpin —协同驱动生物膜与龋齿的天然产物
最新表征的变形链球菌 NRP–PK 杂合 BGC 编码 mutanoclumpins。该途径产生两种结构不同的代谢物 MC-584 与 MC-586;二者在可能由末端还原酶域催化的最终大环化步骤分叉。
★ mutanoclumpins可能是变形链球菌致龋关键
人牙菌斑的宏基因组与宏转录组分析显示,mutanoclumpin BGC(mcg)与龋齿相关;更值得注意的是,mcg 表达与龋齿相关样本的关联强于变形链球菌自身的 16S 丰度。这一发现强调,功能活性有时比物种是否存在更能反映疾病状态。
MC-584 与 MC-586 需要共同存在,才能恢复 mcg 敲除突变体的生物膜形成,显示出双代谢物协同机制。两种化合物分别与变形链球菌细胞表面结合,并诱导不同的多细胞形态,共同构成生物膜结构。
该研究进一步提示:理解口腔致病性,不能只追踪单一菌或单一代谢物,也应解析由 NRPS/PKS 产生的生物膜代谢物之间的协调作用。
Salivabactin:—源自口腔益生菌产生的天然产物
Salivabactin 由人源口腔益生菌唾液链球菌 K12(Streptococcus salivarius K12)产生,与其知名的抗菌 RiPP 类 salivaricins 一同构成抗菌武器库;相关 BGC 均位于 pSsK12 巨型质粒上。
★ Salivabactin对多种革兰阳性病原菌具有活性
该分子在体内外对多种革兰阳性病原体表现强效活性,尤其针对化脓性链球菌(A 组链球菌,GAS)。体外对 GAS 的 MIC 约为 2 μg/mL,杀菌效力可与青霉素 G相当;它还抑制肺炎链球菌、变形链球菌和金黄色葡萄球菌。
唾液分泌素的生物合成、调控机制
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doi: 10.1146/annurev-biochem-051024-050248.
在 GAS 坏死性肌炎小鼠肌内感染模型中,纯化 salivabactin 的保护效应与同剂量青霉素 G对照相当。尽管其体外对革兰阴性菌无活性,在大肠杆菌异源生产时却显示明显细胞毒性,提示跨膜转运可能限制了其对革兰阴性菌的抗生素活性。
注:salivabactin 由 sar 基因簇编码的 trans-酰基转移酶型 PKS–NRPS 杂合装配线合成,核心酶包括 SarD、SarE、SarF、SarG、SarH 和 SarJ。异源表达及纯化酶体外重构证明,这六种酶构成合成所需的最小机器。其末端硫酯酶域属于新亚家族,可连续催化水解、脱羧和 β-羟基消除,生成决定其独特结构的末端二烯部分。复杂的合成机制体现了唾液链球菌 K12 作为多功能抗生素生产者的潜力。
Enterobactin —一种可作为高效铁载体的天然产物
黏液罗氏菌(Rothia mucilaginosa)是常见口腔成员,近年被证实为首个产生儿茶酚型铁载体 enterobactin 的口腔共生菌;此前,人们认为该分子主要局限于致病性肠道细菌。Enterobactin是自然界已知铁亲和力最高的分子之一。这种超高亲和力使细菌即使在宿主以封存铁为防御策略时也能获取铁,因此与微生物竞争和宿主营养免疫调节密切相关。
★ 罗氏菌产生的enterobactin特异性影响不同链球菌
基因组学、代谢组学和核磁共振分析共同证实:黏液罗氏菌 ATCC25296 可在营养受限条件下通过 NRPS 途径合成 enterobactin。尽管其 BGC 与大肠杆菌同源性很低,仅 NRPS 基因与大肠杆菌 EntE–EntB 融合蛋白有约 41% 相似性,但 NMR 显示口腔来源产物保留典型结构——由2,3-二羟基苯甲酰-L-丝氨酸构成的环状三聚酯。
类似 BGC 还存在于龋齿罗氏菌(Rothia dentocariosa)与空气罗氏菌(Rothia aeria),提示该途径在口腔罗氏菌属中较广泛。初步研究显示,黏液罗氏菌来源 enterobactin 可间接对抗致龋变形链球菌与致病金黄色葡萄球菌,同时又对共生菌产生高度物种特异性作用:唾液链球菌与戈登链球菌受益,口腔链球菌生长降低,而血链球菌不受影响。
小编的话
本节围绕变形链球菌及口腔共生菌的 NRPS–PKS 杂合代谢物展开:mutanofactins 用于“早期粘附与生物膜形成”,mutanocyclin/reutericyclin 则在“抗菌与免疫调节”之间切换,而 mutanobactin、mutanoclumpin 进一步指向更复杂的功能协同。
值得注意的是,许多现象并不完全由单一菌种决定,反而更受关键代谢物的表达水平牵引:当 BGC 活性与龋齿相关性强于 16S 丰度时,疾病更像是被代谢网络驱动而非单纯被物种“占领”。小编认为,未来口腔致病机制研究不应只追踪“谁来了”,还要追问“它在什么营养与生态压力下,用了哪些物质”。这样才能真正理解天然产物如何把共生转化为致病。
目前我们已经弄清并能“点名”的口腔 NRP/PK 天然产物其实只是很小的一部分。原因在于:口腔里很多微生物的基因组体量不大,通常只有约2–3 Mbp;而一些天然产物“生产能手”(如链霉菌、伯克霍尔德菌)常见基因组能达到约 7 Mbp。基因组更小,往往意味着潜在的 BGC(生物合成基因簇) 可能也相对更少。
不过,即便在这种“基因空间更紧”的情况下,NRP/PK 的基因簇仍然占了不小的比重,这说明它们很可能并不是多余的装饰品,而是对生存与适应很重要、也很有进化价值。
基于下面对变形链球菌、罗氏菌属、具核梭杆菌这三类口腔关键菌群的梳理,我们可以得到一个更清晰的认识:口腔天然产物并不只是由少数“已经被命名的致龋分子”构成,而更像是一套由许多仍在等待解析的 NRPS/PKS 基因簇 共同组成的化学工具箱;这些产物会在不同的生态位、不同的时间节点被“启动”,从而一起塑造口腔群落的状态。
变形链球菌:未表征的调控潜能
除前述已知代谢物外,变形链球菌还携带多个未表征的 NRPS/PKS BGC。代表性例子包括 mutantioxidin BGC(mao)和 BGC2。
★ mao有助于变性链球菌的氧化应激耐受
2010 年对 UA140 和 MT4653 菌株的研究发现,mao 编码一种与氧化应激耐受相关的黄色色素。
mao 约存在于20% 的变形链球菌分离株,并在植物相关乳酸乳球菌及鼻腔定植表皮葡萄球菌中发现同源 BGC。破坏 mao 的变形链球菌突变株暴露于 O2 或 H2O2 时滞后期延长、倍增变慢,提示 mutantioxidin 与氧化应激耐受有关;乳酸乳球菌 KF147 同源 BGC 中 4′-磷酸泛酰巯基乙胺转移酶基因缺失也会显著降低细胞在氧化压力下的存活能力。
★ BGC2可能参与生物膜形成后的功能调控
BGC2 也是一套“基因配方”,由18个基因协作组成,属于 NRPS–PKS 这种混合型合成系统,且常常和 mutanofactin 的 BGC1 同时存在。两者的启动时间不一样:BGC1 更偏向于在细菌刚开始“贴上去”形成附着时就表达;而 BGC2 往往在生物膜逐步建立、进入后期时表达明显增强。
不过,研究者通过敲除 BGC2 发现,生物膜的总体结构和稳定性并没有明显改变。这提示 BGC2 可能并不只是“搭建生物膜本身”的关键零件,而更可能参与生物膜形成后的某些调控或功能细节。
代表性未表征的非核糖体肽类及聚酮类化合物BGCs
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doi: 10.1146/annurev-biochem-051024-050248.
下一步就是弄清 BGC2 主要产物是什么,从而更好理解它究竟在发挥什么作用,以及为什么在同一菌株里 BGC1 与 BGC2 会一起共存?
Rothia:与健康相关、蕴藏着丰富的天然产物潜能
罗氏菌属(Rothia)是人类口腔与呼吸道常见的非运动性、不产孢、革兰阳性球杆菌,以兼性厌氧方式生长。口腔中较常见的三种为空气罗氏菌(R.aeria)、龋齿罗氏菌(R.dentocariosa)和黏液罗氏菌(R.mucilaginosa):前两者多见于牙菌斑,黏液罗氏菌则是舌背微生物群的重要成员,可形成广泛斑块。
尽管 Rothia 可在临床感染中作为机会性病原体出现,但它通常是健康口腔的关键组成,丰度往往与牙周病负相关;黏液罗氏菌和空气罗氏菌常见于低龋人群,而龋齿罗氏菌则检出于高龋人群。空气罗氏菌还被提出可作为还原硝酸盐的益生菌,与硝酸盐益生元组合用于牙周炎干预。
★ Rothia 潜在天然产物助力口腔稳态
基因组挖掘揭示其天然产物能力远比预期丰富。对 155 个 Rothia 基因组的比较研究发现,80% 至少携带一个 BGC,并将 NRP BGC 分为四个家族。其中一个主要家族是缬氨霉素抗生素 BGC;另一类为见于人源黏液、龋齿和空气罗氏菌的 enterobactin BGC。
研究还发现一种在 Rothia nasisuis与Rothia nasimurium 中常见的新型 enterobactin-like NRP BGC:它虽与 enterobactin BGC 共享保守基因,却编码不同 NRPS 核心,因而被推测产生结构不同的金属结合代谢物以促进定植。
此外,一株来自人类口咽的龋齿罗氏菌对致病奈瑟菌具有明确抗菌活性,其基因组包含六个 BGC,包括 enterobactin BGC 与一个 II 型 PKS BGC。这些线索表明,NRPS/PKS 可能是 Rothia 适应口腔微环境的重要组成;其编码代谢物的结构解析,有望阐明微生物—微生物与微生物—宿主互作的分子基础。
具核梭杆菌:生物膜“桥梁菌”的新兴合成潜力
具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)既是人类口腔常见成员,也与牙周疾病相关,是一种革兰阴性、长杆状厌氧菌。它在口腔生物膜中扮演“桥梁菌”:连接早期和晚期定植者,促进生物膜成熟与稳定。
★ 健康相关梭杆菌亚种的NRPS产物潜能
它可与链球菌、放线菌等早期定植者,与韦荣菌、放线杆菌、拟杆菌、二氧化碳嗜纤维菌(Capnocytophaga)、卟啉单胞菌等晚期定植者,以及白色念珠菌共聚集。不同亚种与健康/疾病的关联也不相同:虽然F.nuclearum的亚种集中在牙周病的部位,但F.polymorphum和F.vincentii的亚种通常存在于健康的口腔中。
其遗传与代谢多样性仍刚开始被解析。泛基因组研究显示,天然产物 BGC,尤其 NRPS 编码簇,存在亚种特异性分布:NRPS 簇 1 在各亚种中高度保守,而另一个 NRPS 簇 2 则同时存在于多形亚种与文森特亚种。鉴于这两种亚种在健康口腔中的常见性,解析其 NRPS 产物及功能,可能为理解其潜在健康贡献带来帮助。
小编提醒
现有研究表明,口腔微生物虽因基因组较小而携带的 BGC 数量有限,但 NRPS/PKS 基因簇仍在多个关键菌群中稳定存在,说明其产物可能具有重要的生态价值。
变形链球菌的 mao 与 BGC2 分别可能参与氧化应激耐受和生物膜后期调控;罗氏菌的相关基因簇可能通过金属获取、抑制竞争菌等方式促进定植并维持口腔稳态;具核梭杆菌中呈亚种特异性分布的 NRPS 簇,则可能与健康或疾病相关生态位的分化有关。
由此推测,口腔天然产物的作用并非局限于“抗菌”,而可能涉及应激防御、营养竞争、群落交流及宿主互作。未来应结合代谢组学、空间转录组学和基因敲除实验,明确这些基因簇在特定时间与微环境中的产物及功能,从而将“基因组潜力”真正转化为对口腔生态机制的理解。
与口腔菌群检测的潜在衔接:从“群落图谱”走向“功能假设”
这篇文章最重要的一点在于,把关注点从“哪些菌变多或变少”推进到“哪些功能正在被表达、哪些化学分子正在改变生态位”。因此,若将谷禾口腔菌群检测作为观察口腔微生态的入口,其结果可在不越过检测能力边界的前提下,被组织为以下逐层递进的解释框架。
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具体而言,若检测结果提示变形链球菌相关生态位发生改变,可在研究层面提出与 mutanofactin、mutanocyclin、mutanobactin 或 mutanoclumpin 相关的生物膜形成、应激适应和跨物种互作假设;若罗氏菌相关类群处于值得关注的变化状态,则可进一步追问其铁获取与共生竞争的功能背景;而具核梭杆菌的亚种与功能簇分布,则可为“桥梁菌”如何参与群落成熟提供探索线索。这里的关键词是“提出假设”,而不是从物种丰度直接推断某一种代谢物的存在或疾病结论。
对检测解读而言,最有价值的实践并非把某一菌简单标记为“好”或“坏”,而是把样本置回生态网络:采样部位、龋齿/牙周状态、饮食与口腔环境、群落多样性、潜在功能、以及必要时的复测趋势,都应共同进入判断。与本文强调的多组学方向相一致,口腔菌群检测可作为一个初始“群落地图”;当研究或健康管理问题需要更强的功能证据时,再由宏基因组、宏转录组、靶向代谢组或空间成像逐层验证。
本文所呈现的并不是一张简单的“有益菌—有害菌”名单,而是一幅由分子互作编织而成的口腔生态图景。变形链球菌产生的 mutanofactin、mutanocyclin、mutanobactin 和 mutanoclumpins,可参与附着、生物膜构建、抗氧化与跨物种竞争;口腔益生菌唾液链球菌 K12产生的 salivabactin,展示了抗菌分子与 pH 环境、群体感应之间的精细配合;Rothia 产生的 enterobactin,则说明共生菌也能通过铁获取和物种特异性互作影响群落。NRP/PK 代谢物因此连接起生物膜、营养、竞争、宿主免疫与疾病表型,并可能借助 BGC 的水平转移和代谢“串话”跨越物种边界。
这也改变了我们理解口腔菌群检测的方式。一次检测看到的菌群丰度,更像是一张“群落地图”,它告诉我们哪些菌群可能在,却未必能说明谁正在表达功能、谁正在释放代谢物。对谷禾口腔菌群检测结果的解读,也应沿着这一思路推进:在物种组成之外,结合样本部位、临床表型与复测趋势;在检测能力允许时,再进一步关注 BGC、代谢组等功能证据。
当口腔健康被看作一个动态生态过程,成为连接群落结构、化学功能和时间变化的观察窗口。谷禾健康关注的,不只是“有哪些菌”,更是这些菌共同构成了怎样的微生态,以及它们可能参与哪些重要功能。依托长期积累的中国人群口腔与肠道菌群数据库,16S检测基础上,结合菌群结构和潜在功能代谢进行综合解读,帮助用户避免只盯着单个“有益菌”或“有害菌”,而是从整体生态和动态变化的角度理解检测结果。
从口腔到肠道,菌群检测的意义正在从“看丰度”走向“看生态、看功能、看趋势”。未来,随着代谢组学、BGC分析、转录组和蛋白等技术的发展,我们将能够更深入地回答“谁在场、谁在发挥作用、产生了什么、如何影响健康”等问题。现阶段,谷禾希望通过更丰富的人群数据库、更规范的检测技术和更清晰的报告解读,为用户建立一扇认识自身微生态的窗口,让检测结果真正服务于长期、科学、个体化的健康管理。
注:本账号内容仅供学习和交流,不构成任何形式的医疗建议。
主要参考文献
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谷禾健康
随着口腔微生物组研究的深入,牙周炎的病因认识已由“单一优势病原菌致病”逐渐转向“多菌种协同与菌群失调”模式。传统上,牙龈卟啉单胞菌、齿垢密螺旋体和福赛斯坦纳菌组成的“红色复合体”被认为是牙周炎的重要相关菌,但越来越多的测序研究发现,一些难培养、低丰度且长期被忽视的微生物同样可能参与牙周组织破坏。其中,龈沟产线菌(Filifactor alocis)是近年来受到广泛关注的新兴牙周相关菌。
Filifactor alocis于1985年首次从人类牙龈沟中分离,现通常归类于厚壁菌门、消化链球菌科。该菌为革兰氏阳性、无糖发酵型专性厌氧杆菌。其主要定植于龈下菌斑、深牙周袋及炎症明显的牙龈沟环境。与健康牙周部位相比,其在慢性牙周炎、侵袭性牙周炎、活动性病变及临床附着丧失部位中的检出率和相对丰度通常明显升高。一项研究发现,其在广泛性侵袭性牙周炎患者检出率约为 77.8%;在慢性牙周炎患者检出率约为 76.7%。
龈沟产线菌能够适应牙周炎牙周袋内低氧、富含血液、龈沟液、组织降解产物及宿主蛋白的环境。尽管免疫细胞浸润、活性氧和活性氮增加,以及pH、营养和氧化还原状态波动会对多数专性厌氧菌形成压力,其却凭借较强的氧化应激耐受能力持续生存。其超氧化物还原酶FA796、Rubrerythrin和AhpC等防御系统可清除过氧化氢、减轻氧化损伤,是其适应炎症性牙周袋并实现扩增的重要基础。
本文将从分类与形态、生长与定植生态、流行病学、代谢与耐药、菌群—宿主互作、牙周炎机制及口腔外关联等方面,系统梳理龈沟产线菌的研究进展,以全面呈现其作为新兴协同型牙周相关菌的研究意义。
龈沟产线菌(Filifactor alocis)(简称 F. alocis)于1985年首次从人类牙龈沟中分离获得,最初被命名为 Fusobacterium alocis。1999年,研究者依据16S rRNA基因序列及系统发育分析,发现其与梭杆菌属并无足够近的亲缘关系,因而将其重新归入 Filifactor 属。
目前,F. alocis通常被归类为厚壁菌门(Firmicutes;现亦称 Bacillota)下梭菌目(Clostridiales)消化链球菌科(Peptostreptococcaceae)中的Filifactor 属。从系统发育角度看,它与梭菌类群、部分梭杆菌相关类群以及其他晚期牙周定植菌存在一定亲缘联系,但在细胞形态和分类学地位上,F. alocis 是一种革兰氏阳性专性厌氧杆菌,并不属于典型的革兰氏阴性梭杆菌。
随着口腔微生物组和分子检测技术的发展,F.alocis 被认为是牙周炎相关菌群中的重要新兴成员。
1
细胞形态
F. alocis表面形态
doi: 10.1177/0022034514538283.
2
适宜生长环境
3
主要定植部位
龈沟产线菌(Filifactor alocis)最主要的天然栖息部位是牙龈沟和龈下牙周袋。尤其容易出现在:
▸ 牙周袋中的有利条件
这些条件对普通专性厌氧菌可能具有抑制作用,但对 F. alocis 反而可形成选择优势。
▸ 氧化应激环境中的选择优势
F. alocis 的突出特征是:
这种特性可能解释其在严重牙周炎病灶中丰度较高,而在健康部位丰度很低。
▸ 其他部位
除牙周袋外,还可在以下部位检出:
4
人群中的流行率和影响因素
▸ 健康人群中丰度极低
多数研究显示:
影响健康人群检出结果的因素包括:
部分研究和综述指出,吸烟者即使临床上没有明显牙周炎,也可能检出较高水平的 F. alocis。这可能与吸烟造成的局部缺氧、免疫改变和菌群失调有关。
▸ 牙周炎患者中丰度显著升高
已有研究观察到:
•F. alocis在慢性牙周炎和广泛性侵袭性牙周炎中明显增加;
•在深牙周袋、活动性病变和附着丧失部位更常见;
•与牙周探诊深度和临床附着丧失呈正相关;
•治疗后菌量下降通常与临床改善相伴。
一项常被引用的研究报道:
注:这些数字来自特定研究队列,并非全球统一流行率,不能直接代表所有国家和人群。
▸ 与疾病严重程度的关系
F. alocis 丰度与以下临床指标呈正相关:
▸ 糖尿病牙周炎患者F. alocis水平更高
多项研究显示,糖尿病伴牙周炎患者的 F. alocis 水平通常高于无糖尿病牙周炎患者,但并非所有研究结果一致。
目前较合理的解释是:糖尿病可能为 F. alocis 的定植和持续生存提供更适宜的环境,并放大其与牙周组织破坏之间的联系。
▸ 吸烟和妊娠人群中也可见F. alocis水平升高
F. alocis 在部分研究中与吸烟者的龈下菌群改变相关。
妊娠期糖尿病和牙龈炎患者中也曾观察到其增加。
这些结果提示其可能受宿主代谢、激素、炎症和生活方式共同影响。
5
代谢能力
▸ 无糖发酵和蛋白质依赖
F. alocis 属于无糖酵解型或无糖发酵型厌氧菌。与依赖葡萄糖发酵的细菌不同,它主要通过降解:蛋白质、多肽、氨基酸、唾液和龈沟液中的糖蛋白。
这使它特别适应牙周袋中“蛋白质丰富、可发酵糖有限”的环境。
▸ 可利用多种氨基酸
研究显示,F. alocis 可利用多种氨基酸,包括:
-精氨酸;
-赖氨酸;
-半胱氨酸;
-缬氨酸;
-苏氨酸;
-异亮氨酸;
-甘氨酸。
其中精氨酸、赖氨酸和半胱氨酸对其生长较为重要。
精氨酸代谢可产生NH₃中和牙周袋酸性、缓冲混合菌群产酸;提高局部 pH 利于自身及 P. gingivalis 存活;提供氮源。
▸ 蛋白酶和肽酶
基因组中预测存在约15种蛋白酶或肽酶,包括:
这些酶可能参与:
▸ 唾液酸酶
多个 F. alocis 菌株具有唾液酸酶活性。其作用可能包括:
游离唾液酸具有一定的活性氧清除作用,因此该代谢过程可能兼顾营养获取和氧化应激缓冲。
6
抗生素敏感性
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影响因子:3.893
Filifactor alocis 临床分离株对多数常用抗菌药物仍表现出较高敏感性。该研究分析了来自牙周炎、种植体周围黏膜炎或种植体周围炎患者的Filifactor alocis临床分离株,并检测了以下9种药物:阿莫西林、阿莫西林-克拉维酸、阿奇霉素、克林霉素、环丙沙星、多西环素、米诺环素、甲硝唑、四环素。
F.alocis的抗生素特征可以总结为:
在复杂的口腔微生态中,龈沟产线菌(Filifactor alocis)并非孤立存在,而是能与其他细菌及宿主细胞持续进行“协同或博弈”。这种菌群之间相互促进、细菌与宿主相互塑造的动态关系,使龈沟产线菌逐渐成为理解牙周炎持续感染和组织破坏的重要切入点。
与 Porphyromonas gingivalis 的协同
这是目前研究较为充分的一种菌间协同关系,主要涉及 F. alocis 与 P. gingivalis 的相互作用。
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影响因子:3.201
▸ 能形成更强生物膜,显著增强黏附和侵袭能力
共培养实验表明,与单独培养相比,F.alocis与 P.gingivalis共同生长时可形成更丰富、更稳定的混合生物膜,总生物膜量也会增加。
同时,细菌对牙龈上皮细胞的黏附能力和侵袭能力明显增强,其中 P. gingivalis 的细胞侵入能力尤为突出。
▸ 改变氧化应激状态、增强牙周炎中的致病能力
研究还发现,两种细菌可以共同进入同一个由宿主细胞形成的内吞囊泡中。此外,共培养还会改变F.alocis 中与氧化应激防御和细胞黏附相关蛋白的表达。并且F. alocis 对过氧化氢诱导的氧化应激比P.gingivalis更耐受,且氧化应激可促进其生长。
总体而言,F. alocis 与 P. gingivalis 之间可能存在相互促进的协同作用,使二者更容易形成生物膜、黏附并侵入牙龈上皮细胞,从而增强其在牙周炎病灶中的持续定植和致病潜力。
注:另一方面,P. gingivalis 的Mfa1小菌毛也可能对F.alocis的积累产生抑制,因此二者关系不是简单的“互相促进”,而是包含竞争、协同和生态位调节。
与A. actinomycetemcomitans的共存
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影响因子:4.123
现有证据表明,龈沟产线菌(Filifactor alocis)与伴放线聚集杆菌(Aggregatibacter actinomycetemcomitans)之间可能存在阶段性、协同性的生态关系,尤其与局限性侵袭性牙周炎及牙周附着丧失有关。
▸ 两者具有较明显的共存关系
一项针对156例牙周炎患者的研究发现:
A. actinomycetemcomitans 检出率为 23.1%;
在检出 A. actinomycetemcomitans 的患者中,94.4%同时检出 F. alocis;其中 77.8% 的患者携带高水平 F. alocis。
▸ 可能共同参与牙周组织破坏
早期纵向研究发现,A. actinomycetemcomitans、Streptococcus parasanguinis 和 F. alocis 可共同出现在未来发生骨丧失的部位,提示这一菌群组合可能是局限性侵袭性牙周炎相关的微生物群落。
此外,研究显示,F. alocis 高丰度、ftxA 基因阳性以及 A. actinomycetemcomitans 同时存在时,临床附着丧失进展更为明显。尤其是 F. alocis 与非JP2型 A. actinomycetemcomitans 同时存在时,可能进一步促进临床附着丧失。
A.actinomycetemcomitans与F.alocis的相互作用
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doi: 10.3389/froh.2022.981343.
这说明两种细菌可能通过不同但互补的毒力作用,共同推动牙周组织破坏。
▸ 可能存在“先协同、后替代”的动态变化
值得注意的是,A. actinomycetemcomitans 在临床附着丧失较轻的患者中更常见,而随着附着丧失加重,其检出率逐渐下降。相反,F. alocis 可能在更深的牙周袋中逐渐占据优势,并在一定程度上“竞争性替代”A. actinomycetemcomitans。
注:临床附着丧失(clinical attachment loss,CAL)是牙周检查中的重要指标,指牙周支持组织被破坏后,牙龈附着位置相对于牙骨质—釉质界(CEJ)发生的丧失程度,通常以毫米(mm)计。
因此,两者的关系可能不是始终稳定的共存,而是具有疾病阶段特征:
疾病早期或局部病变阶段:二者共同出现,可能协同启动炎症和骨组织破坏;
牙周袋加深后:F. alocis 更适应深部、缺氧且氧化应激增强的环境,逐渐占据优势;
疾病持续进展阶段:即使A.actinomycetemcomitans 数量减少,F.alocis 仍可能维持炎症和组织破坏。
F. nucleatum可能促进F. alocis生长
研究发现,F. nucleatum可能作为桥接菌,促进不同细菌进入成熟生物膜;F. alocis 更倾向于在富含 F. nucleatum 的微环境中积累。但在存在 Streptococcus gordonii 时,这种协同作用可能被抵消。
与Streptococcus gordonii的拮抗
Streptococcus gordonii 与 F. alocis 之间通常表现为拮抗:
这提示牙周炎可能伴随由链球菌优势菌群向厌氧蛋白分解菌优势菌群的生态转变。
与其他牙周菌
F. alocis 常与下列菌共同出现:
因此,疾病中的关键可能不是某一个菌的绝对数量,而是由 F. alocis 参与构成的致病性菌群网络。
与人体细胞和免疫系统的相互作用
① 侵入牙龈上皮细胞并诱导炎症
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研究发现,Filifactor alocis 与牙龈上皮细胞主要存在以下相互作用:
总体而言,F. alocis 既能与牙龈上皮细胞结合,可能进入细胞,又能诱导炎症和细胞凋亡,从而削弱牙龈上皮屏障、加重局部炎症,并可能参与牙周组织破坏。不过,相关机制仍需进一步研究。
② F. alocis可影响人类中性粒细胞的功能寿命
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影响因子:3.418
Filifactor alocis 与中性粒细胞的相互作用主要表现为:
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简单来说,F. alocis 并不是单纯逃避免疫清除,而是让中性粒细胞“活得更久、保持炎症功能更久”,最终可能导致炎症持续和牙周组织破坏。
③ F.alocis可削弱TNF-α诱导的p38 MAPK通路
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影响因子:5.085
同时又有研究发现,Filifactor alocis 会“重编程”中性粒细胞的功能。活的 F. alocis 可削弱 TNF-α 诱导的 p38 MAPK 通路,进而减少部分炎症因子的产生。
这种调控可能帮助 F. alocis 逃避免疫清除,同时维持局部炎症,促进牙周炎持续发展。
③ 影响牙龈成纤维细胞
F. alocis 的PrtFAC等蛋白酶可:
此外,它可刺激牙龈成纤维细胞和单核细胞产生MMP-1。MMP-1升高会促进:
当与牙龈卟啉单胞菌等细菌共同存在时,可能进一步增强牙龈成纤维细胞的炎症反应和组织破坏反应。
龈沟产线菌(Filifactor alocis)并不是传统“红色复合体”成员,但目前的研究证据表明,它可能是参与牙周炎病程的辅助病原体、病原共生菌或生态失调促进者。
▸ 牙周炎中Fa的丰度和检出率变化
▸ 健康部位较少,牙周病变部位明显增加
多数研究显示,Fa在健康牙龈沟中检出较少,而在以下部位明显增加:
这说明龈沟产线菌(Filifactor alocis)与牙周袋的低氧、炎症和菌群失调环境具有较强适应性。
▸ 与牙周炎和附着丧失相关
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2025年一项针对3期和4期牙周炎的研究显示:
114份龈下生物膜样本中,龈沟产线菌(Filifactor alocis)阳性率为 78.9%,Fa约占总细菌负荷的 6.3%。
4期牙周炎中Fa丰度明显高于3期,接近后者的两倍;探诊深度(PPD)大于6 mm的牙周袋中,Fa比例明显高于较浅部位;临床附着丧失(CAL)≥5 mm的部位Fa负荷更高;PPD每增加一个单位,Fa浓度约增加23.9%;CAL每增加一个单位,Fa浓度约增加14.9%。
这些结果表明,Fa水平总体上随牙周组织破坏加重而升高。需要注意的是,以上数据来自特定人群和研究设计,不能直接代表所有患者。
▸ 在侵袭性、难治性和重度牙周炎中更常见
早期研究报道,Fa在广泛型侵袭性牙周炎和慢性牙周炎患者中的检出率分别约为77.8%和76.7%,而在牙周健康者中较低。
在一些牙周状况恶化的部位,Fa的发生率甚至高于部分传统牙周病原菌。非手术牙周治疗后,Fa数量通常随临床指标改善而下降,因此,Fa可能具有作为活动性疾病、牙周组织破坏及牙周治疗反应监测标志物的潜在价值。
▸ F. alocis促进牙周炎的主要机制
龈沟产线菌(Filifactor alocis)对牙周炎的影响可概括为:促进失调性生物膜形成,增强氧化应激适应和免疫逃逸,扰乱中性粒细胞与单核/巨噬细胞功能,并通过炎症因子、MMP和RANKL等通路促进软组织破坏和牙槽骨吸收。
▸ 多菌种协同生物膜并促进菌群失调
Filifactor alocis可参与牙周袋内复杂的多菌种生物膜,并与牙龈卟啉单胞菌、伴放线聚集杆菌等形成共现或协同关系,增强生物膜形成、细菌定植与侵袭,并提高Pg在氧化应激下的存活能力。
以Fa为中心的共现菌群还包括P. endodontalis、T. forsythia、E. nodatum及部分Fretibacterium、Lachnospiraceae和Peptostreptococcaceae成员,且在龈下菌斑中更为丰富。由此可见,Fa更可能是牙周病原菌网络中的重要协同节点,而非单独发挥作用。
▸ 影响牙周生态环境
Filifactor alocis还可改变口腔菌群组成,减少与稳态相关的细菌,并增加与牙周炎相关的菌群。2025年动物研究表明,Fa即使在低丰度定植,也能明显改变口腔微生物群。
▸ 破坏牙龈上皮屏障并促进细菌侵入
Fa能够黏附并侵入牙龈上皮细胞。与Pg共同感染时,这种作用更明显。其结果可能包括:
-牙龈上皮屏障完整性下降;
-细菌进入上皮下组织;
-上皮细胞释放IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-8;
–中性粒细胞及其他免疫细胞持续募集;
–牙周袋炎症进一步加重。
Fa的胶原酶和其他蛋白酶还可以作用于口腔角质形成细胞,诱导与组织屏障破坏相关的细胞死亡。
▸ 促进RANKL相关骨吸收
Filifactor alocis可通过炎症因子、RANKL/OPG失衡和MMP-9增加,促进破骨细胞生成及牙槽骨吸收。
更重要的是,Fa诱导的炎症和骨丧失依赖TLR2信号和完整的口腔共生菌群。这说明Fa的致病性不是简单的细菌数量效应,而是依赖其与宿主受体和其他口腔细菌的共同作用。
▸ 抑制成骨和骨修复
Fa释放的细胞外囊泡可通过TLR2抑制成骨过程,并在动物模型中诱导全身性骨吸收。由此,Fa可能同时:
-促进破骨;
-抑制成骨;
-延缓牙周组织修复;
-加重牙槽骨结构破坏。
▸ F.alocis作为牙周炎生物标志物的潜力
因此,龈沟产线菌(Filifactor alocis)具有一定的诊断和预后价值:
但Fa检测不能替代:
因此,Filifactor alocis更适合作为辅助诊断、严重度评估和疗效监测指标。
▸ F.alocis可能相关的其他口腔疾病
① 种植体周围炎
龈沟产线菌(Filifactor alocis)可存在于种植体周围炎病变的种植体沟和龈下生物膜中,并适应其中低氧、富含蛋白质和氨基酸的环境以及厌氧多菌种生物膜。
它可能参与:
目前主要证据来自检出和相关性研究,尚不能证明Filifactor alocis是种植体周围炎的独立首要病原菌。
② 根管感染和根尖周炎
Filifactor alocis已在以下情况中被检测到:
其严格厌氧、无糖发酵和蛋白质利用能力,使其适合在根管深部的低氧、营养受限环境中生存。
③ 牙周-牙髓联合病变
Filifactor alocis同时可存在于深牙周袋和感染根管中,因此可能参与牙周-牙髓联合感染,但目前证据主要是共检出和相关性。
④ 侵袭性或快速进展型牙周炎
Filifactor alocis在侵袭性牙周炎和快速附着丧失部位中较常见。部分纵向研究发现,Filifactor alocis可与Aa、S. parasanguinis组成菌群组合,并在骨丧失出现前出现。
这提示Filifactor alocis可能参与疾病发生早期,但目前更谨慎的表述是:Fa是快速进展型牙周炎的风险相关菌或协同病原体。
⑤ 口腔鳞状细胞癌等疾病
有研究在部分口腔黏膜病变及肿瘤相关菌群中检出Filifactor alocis,包括口腔鳞状细胞癌(OSCC)相关菌群。理论上,Fa引起的长期炎症、氧化应激、免疫调节和组织损伤,可能通过持续改变口腔微环境,间接影响肿瘤发生发展。
总体而言,Filifactor alocis是一种与牙周炎严重程度密切相关的新兴、协同型牙周病原体。其丰度通常在牙周炎病变、深牙周袋、临床附着丧失明显及部分糖尿病患者中升高。
龈沟产线菌(Filifactor alocis)不仅可能参与牙周组织破坏,还可能借助菌血症、炎症介质和免疫失调,将局部牙周生态失衡的影响延伸至口腔外。
但需要强调的是:目前关于Filifactor alocis与口腔外疾病的证据,主要来自动物实验、体外研究、病例报告和横断面微生物组研究。
1
类风湿关节炎 ↑↑↑
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影响因子:4.152
▸ 早发类风湿关节炎患者口腔中F. alocis升高
在一项通过口腔微生物群识别早发性类风湿性关节炎(eRA)患者的研究中发现,患者唾液中的Filifactor alocis丰度高于健康对照。
即使排除明显牙周袋加深者,eRA患者仍表现出不同的口腔微生物组成及较高Fa水平。Fa与Prevotella pleuritidis、Treponema denticola和Porphyromonas endodontalis等菌共同构成与eRA相关的微生物特征。这些结果提示,Fa可能作为早期RA相关口腔微生态改变的候选标志菌。
▸ 可能的作用机制
诱导持续性全身炎症:Filifactor alocis可刺激牙龈上皮细胞、单核细胞和巨噬细胞产生IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-8、COX-2及MMP-1等炎症和组织降解相关分子。这些因子可能进入循环,扩大系统性炎症反应,并影响RA易感个体的免疫平衡。
影响中性粒细胞功能:Fa可通过TLR2等途径:增强中性粒细胞趋化;诱导部分脱颗粒;抑制氧化爆发;延迟吞噬体成熟;抑制NETs形成;延长中性粒细胞的功能寿命。结果可能是:细菌未被有效清除,但中性粒细胞持续释放炎症介质和组织损伤分子,从而形成“清除不足—炎症持续—组织损伤”的状态。
可能参与自身免疫启动,但证据仍有限:部分早期研究推测,Fa具有精氨酸代谢和精氨酸脱亚胺相关潜能,理论上可能影响蛋白质瓜氨酸化,从而与抗瓜氨酸化蛋白抗体(ACPA)形成有关。
•小结:龈沟产线菌(Filifactor alocis)更可能是早发类风湿关节炎患者相关口腔微生态失调和慢性炎症网络中的一个参与者,而不是独立致病菌。其作用可能依赖于宿主遗传易感性、牙周炎、吸烟以及与其他病原菌的协同作用。
2
全身性骨丢失和骨代谢异常 ↑↑↑
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影响因子:14.976
这是目前龈沟产线菌(Filifactor alocis)口腔外作用中机制证据相对明确的方向之一。研究显示,Filifactor alocis的胞外囊泡(EVs)可由局部感染或外源方式进入循环,并在远处骨组织中产生影响。
▸ F.alocis胞外囊泡激活破骨细胞形成
Fa来源的胞外囊泡(EVs)含有脂蛋白等免疫刺激成分,可通过TLR2激活骨髓来源的破骨细胞前体,促进破骨细胞分化和活性增强,进而加剧骨吸收及全身性骨丢失。
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doi: 10.3389/froh.2022.981343.
此外,Fa EVs还可通过TLR2信号抑制骨源性间充质基质细胞向成骨细胞分化,降低骨矿化水平并下调成骨相关基因表达,同时提高RANKL/OPG比值。RANKL/OPG比值升高可进一步促进破骨细胞形成,使骨形成减少、骨吸收增加。
3
远处器官感染与急性肾损伤
▸ Filifactor alocis感染可导致肾损伤
小鼠感染模型显示,Filifactor alocis可从局部感染灶播散至:脾脏、肝脏、肺、肾脏。这些器官可出现短暂性细菌检出和炎症细胞浸润,其中肾脏可见上皮损伤。后续口服感染模型还提示,牙周感染可能引起急性肾损伤相关表现。
但动物模型中的器官播散并不等同于人类慢性器官感染。目前在人类远处病灶中检出的Filifactor alocis,部分依赖16S rRNA测序,仍缺乏从多数病灶中培养出活菌的证据。因此,Filifactor alocis更可能被认为是潜在的炎症或感染参与者,而非已证实的常见器官致病菌。
4
银屑病患者 ↓↓↓
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▸ 银屑病患者口腔中F. alocis相对健康人减少
一项研究比较了银屑病患者、牙周炎患者和口腔健康对照者的唾液微生物组组成。
该研究显示,银屑病患者唾液中 Filifactor alocis 的相对丰度为0.0124%,检出率为15.4%(4/27),低于牙周炎患者的0.1357%和63.8%(37/58),也略低于口腔健康对照的0.0153%和21.2%(11/52)。
5
牙周炎伴良性前列腺增生 ↑↑↑
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影响因子:5.465
▸ F. alocis与前列腺症状评分和体积呈正相关
还有一项研究发现,龈沟产线菌(Filifactor alocis)在同时患有良性前列腺增生(BPH)和牙周炎的患者中显著增加,且其丰度与前列腺症状评分(IPSS)和前列腺体积呈正相关。
因此,Filifactor alocis可能与良性前列腺增生进展有关,但这种关联可能受到牙周炎的影响,尚不能证明因果关系。
6
糖尿病牙周炎患者 ↑↑↑
▸ 糖尿病牙周炎患者中F. alocis进一步升高
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关于F. alocis与糖尿病的关系,目前主要表现为以下趋势:
•在糖尿病合并牙周炎患者中,F. alocis通常比无糖尿病的牙周炎患者更丰富;
•F. alocis在糖尿病患者的龈下微生物群中可能成为优势或高频菌;
•F. alocis丰度与血糖控制水平呈一定相关性:血糖控制较差者往往更容易检出或具有更高Fa水平;
•F. alocis丰度还与牙周袋深度增加和临床附着丧失相关。
龈沟产线菌(Filifactor alocis)本身具有较强的氧化应激抵抗能力,因此可能更容易在糖尿病患者的牙周袋中定植和持续存在。
7
脑脓肿、胸腔积脓等
▸ 脑脓肿
病例报告通过16S rRNA测序在脑脓肿样本中检出Filifactor alocis,提示其可能通过牙源性感染播散、菌血症、与其他厌氧菌共感染,或在免疫功能受损时发生机会性感染,参与脑脓肿形成。
▸ 胸腔积脓
还有研究在混合厌氧性胸腔积脓的胸腔积液中检出Filifactor alocis。
▸ 其他感染部位
个案报道还在深颈部脓肿、面部或颌面部感染中检出Filifactor alocis;此外,有研究在肺癌患者的支气管肺泡灌洗液中发现。
健康牙周位点中龈沟产线菌(Filifactor alocis)通常含量较低,而在慢性牙周炎、出血明显和炎症活跃的龈下生物膜中,其检出率及相对丰度明显升高,并与临床附着丧失及治疗反应不佳的相关,提示其可能可以作为识别牙周炎等牙周病的标志物和干预的靶标。
龈沟产线菌可被视为牙周炎生态失调中的重要协同节点,而非能够脱离宿主和菌群背景被单独定义的“唯一病原体”。在致病过程中,龈沟产线菌通常不是单独发挥作用,而是与牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌、齿垢密螺旋体及其他牙周相关菌共同参与多菌种生物膜形成。菌间协同可增强细菌黏附、定植、上皮侵袭和持续感染能力;与此同时,龈沟产线菌还可能诱导牙龈上皮细胞及免疫细胞释放促炎因子,影响中性粒细胞功能,并参与细胞外基质降解、炎症维持和破骨细胞活化。
因此,龈沟产线菌可能是连接龈下微生态失调、宿主免疫异常与牙周组织破坏的重要功能节点。糖尿病、吸烟、妊娠等因素造成的代谢或免疫改变,也可能进一步影响其定植和扩增。
从干预角度看,龈沟产线菌(F. alocis)可利用蛋白质、多肽和氨基酸等营养物,因此应注意减少口腔内、特别是牙缝和龈沟附近滞留的食物蛋白残渣,如肉丝、肉纤维、奶制品和蛋类残留等。餐后可及时漱口,食用纤维较多的肉类后更应使用牙线、牙缝刷或冲牙器清洁后牙邻面及牙龈边缘,避免残渣长时间滞留并被菌斑利用。
但需要指出,牙周袋内该菌更重要的营养来源往往是炎症时增加的龈沟液、组织渗出物、唾液糖蛋白及宿主蛋白降解产物。因此,预防重点仍是彻底控制牙菌斑和牙龈炎症:每日早晚刷牙、清洁牙缝、定期洁牙;如有刷牙出血、口臭、牙周袋或牙齿松动,应及时接受牙周检查和龈下清洁。
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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Aruni AW, Roy F, Fletcher HM. Filifactor alocis has virulence attributes that can enhance its persistence under oxidative stress conditions and mediate invasion of epithelial cells by porphyromonas gingivalis. Infect Immun. 2011 Oct;79(10):3872-86.
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Razooqi Z, Khzam N, L’Hostis M, Belibasakis GN, Johansson A, Oscarsson J. Prevalence of the oral pathogen Filifactor alocis and its FtxA toxin related to clinical parameters and presence of Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Front Cell Infect Microbiol. 2025 Jan 22;14:1501028.
谷禾健康
刷牙时牙龈反复出血、口臭迟迟难以改善、明明认真刷牙却仍频繁发生龋齿,或是血糖、体重出现异常——这些看似彼此无关的健康问题,背后都可能与口腔微生态有关。
月形单胞菌属(Selenomonas)正是这样一类值得关注、却并不为大众熟悉的微生物。它们属于韦荣氏菌科(Veillonellaceae),是一类革兰氏阴性厌氧菌,细胞多呈弯曲杆状、新月形或肾形,能够运动。主要分布于人体口腔、胃肠道等低氧环境。尤其在龈下牙菌斑和牙周袋这类氧气稀少、营养丰富的微环境中。
月形单胞菌属(Selenomonas)不能被简单地定义为“有害菌”或“益生菌”。它在健康人群中可以是复杂微生物群落的普通成员;但当口腔卫生状况下降、菌斑生物膜逐渐成熟、局部炎症持续,或宿主本身存在易感因素时,某些种类可能成为推动疾病表型的条件致病菌。例如,Selenomonas noxia 在牙周炎人群中更易检出,并因能够产生硫化氢等代谢产物而可能与口臭、局部屏障损伤和炎症维持有关;Selenomonas sputigena 在儿童龋齿菌斑中增多,可与变异链球菌(Streptococcus mutans)协同构建更致密的生物膜,增强局部产酸和耐酸能力,促进牙釉质脱矿。
并且Selenomonas的影响不止于口腔,研究发现,Selenomonas noxia 与超重、肥胖相关;在类风湿关节炎和系统性红斑狼疮等慢性炎症性疾病中,也可观察到包括Selenomonas在内的疾病相关菌群富集。与此同时,在哮喘患者和自闭症谱系障碍患者中,观察到Selenomonas的相对丰度出现减少。
但是注意关联并不等于因果,本文将从月形单胞菌属(Selenomonas)的分类与形态、生长条件、人体定植特点、代谢能力及其与牙周炎、儿童龋齿等健康问题的关系出发,认识这类既普通又具有情境依赖性的微生物。
月形单胞菌属(Selenomonas)属于厚壁菌门下的Veillonellaceae(韦荣氏菌科)。是一类以严格厌氧、革兰阴性染色、弯曲/新月形、凹面丛生鞭毛和运动性为突出特征的细菌。它们可定植于动物瘤胃及人体口腔、胃肠道和呼吸道相关部位。
现有文献显示,该属并非可简单定义为“有害菌”或“益生菌”。其效应具有明显的:
✔ 物种特异性:如 S. noxia 与牙周炎、肥胖相关;S. sputigena 与儿童龋齿生物膜协同相关;
✔ 生态位特异性:龈下牙周袋、龈上牙菌斑、唾液、肠道和痰液中的作用可能不同;
✔ 群落依赖性:常作为条件致病菌,在单独存在时未必致病,但可在失衡微生态或与特定菌种协同时增强疾病表型;
1
分类与遗传信息
月形单胞菌属(Selenomonas)在分类学上属于厚壁菌门(Firmicutes)下的Veillonellaceae(韦荣氏菌科)。
注:有研究将Selenomonas等移至新建的 Selenomonadaceae 科下。但目前 NCBI Taxonomy 等数据库仍有沿用 Veillonellaceae 的情况,两版分类均在文献中被引用。
主要种包括:
Selenomonas noxia;
Selenomonas sputigena;
Selenomonas felix;
以及S. dianae、S. flueggei、S. infelix、S. artemidis等。
模式种:Selenomonas sputigena。
DNA G+C (mol%): 40–61。
2
细胞形态
•形态结构:细胞呈弯曲杆状、新月形或肾形,尺寸约 0.9–1.1 × 3.0–6.0 μm,两端圆润;不产生荚膜与芽孢。
doi: 10.1016/j.nmni.2019.100567.
•运动方式:在细胞凹面中央着生一束鞭毛(可达 16 根),呈线性排列,表现为典型的翻滚式运动。鞭毛驱动的运动可能有助于其在液体环境、龈沟液或生物膜表面迁移。
在龋齿模型中,S. sputigena 单独附着于牙面时保持运动性;与 S. mutans 共培养后,其可被后者产生的胞外α-葡聚糖基质捕获而失去运动性。葡聚糖水解酶降解该基质后,运动性恢复,表明这种限制是可逆的,并由生物膜基质介导。
•染色:革兰氏阴性。
3
生长环境
•专性厌氧
月形单胞菌属(Selenomonas)总体为专性厌氧菌,氧暴露会严重限制其生长和存活。因此,其主要生态位通常是氧分压较低的区域。
•温度
其最适生长温度为35–40℃,实验室常规培养通常设定在 37℃。最低生长温度约 20–30℃,最高生长温度约 45℃。
这一温度区间与其主要栖息环境(哺乳动物胃肠道、口腔等体温环境)相吻合。
•pH
月形单胞菌属的最适pH通常接近中性,为6.0–7.0;并且其具有一定耐酸性,可在pH 4.5–5.0的酸性环境中存活或生长,这可能有利于其在龋齿微环境和瘤胃等酸性生态位定植。
•不同来源菌株的营养生态差异
该属的代谢类型具有种间差异:
因此,不能将某一物种的培养条件或代谢能力直接推广至全属。
4
人群分布与定植特征
•口腔中的分布
月形单胞菌属(Selenomonas)可检出于:
来源:谷禾肠道菌群检测数据库
月形单胞菌属(Selenomonas)在牙周健康人群及谷禾口腔检测中通常检出量低或不可检出;随着牙龈炎症和牙周袋形成,其检出率及丰度增加。值得注意的是,即便在牙周炎位点,S. noxia 平均相对丰度通常仍较低,提示其可能不是“数量上占优势”的病原体,而可能通过特定代谢、生物膜或炎症效应参与疾病。
•年龄相关分布
影响因子:2.849
一项针对87名、7–17岁儿童和青少年的唾液qPCR研究发现S.noxia阳性率在不同年龄段间存在区别:
7–10岁——13.3%;
11–13岁——34.6%;
14–17岁——54.8%。
总体阳性率为34.4%(30/87),年龄组差异显著。这提示青春期阶段的激素变化、口腔卫生行为、饮食习惯、正畸治疗或牙周微环境变化,可能影响其获得和定植。
•牙周炎人群丰度高于牙周健康人群
在另一项成人研究中,III期重度牙周炎患者龈下S.noxia的检出率为53.4%(110/206),显著高于牙周健康者的20.8%(10/48)。其中,重度定植(每份样本≥106个细胞)的比例在重度牙周炎组为16.0%,而在牙周健康组仅为2.1%。总体而言,重度牙周炎组的 S. noxia 检出率约为健康组的2.6倍,重度定植比例约为7.6倍。
•胃肠道、呼吸道等其他部位
胃肠道:在人粪便宏基因组中检出率极低,但在部分肥胖人群中 S. noxia 可能随口腔-肠轴定植并参与纤维发酵。
呼吸道:健康人气道中低频存在;重度哮喘患者痰液中丰度显著下降,是非严重性哮喘与健康对照的潜在差异菌属。
5
代谢能力及影响
•发酵与短链脂肪酸产生
月形单胞菌属(Selenomonas)为化能有机营养型厌氧发酵菌,可发酵葡萄糖,并产生较高水平的乙酸、丙酸;可伴生少量乳酸、琥珀酸、H₂;是肠道/瘤胃重要的丙酸产生菌之一。
这些短链脂肪酸在肠道环境可能参与宿主—微生物代谢交流;但在牙周袋等局部高浓度、封闭性炎症环境中,可能具有细胞毒性或促进组织损伤的作用。
•产生硫化氢
S.noxia可产生较高水平的硫化氢(H₂S)。该代谢物具有:
•底物谱
Selenomonas可利用葡萄糖、甘露醇、蔗糖、乳酸、谷氨酸/天冬氨酸等。
注:部分研究提出 S. noxia 可能参与纤维素、膳食纤维或“难消化”碳水化合物的代谢,从而增加可获得能量,并与超重或肥胖相关。
6
抗菌药物敏感性
对S.noxia ATCC 43541的体外最低抑菌浓度(MIC)检测显示:
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•解读与局限性
Selenomonas 在成熟生物膜中可能因基质屏障、低代谢状态和与其他菌共存而表现出较高“耐受性”;这与获得性遗传耐药并不完全相同。
临床牙周治疗不能仅根据单一菌种检出结果决定抗菌药物使用,应以机械清创、牙周临床评估和规范指南为基础。
7
与人体及其他菌群的互作
•与牙周组织和宿主炎症的关系
在牙周炎环境中,S. noxia 可在其他牙周相关厌氧菌释放的细胞因子、毒素及炎症产物存在的条件下生存。其可能通过以下途径参与病变:
然而,现有证据更支持其为牙周生态失衡中的候选参与者,而非已被单独证明的充分致病因子。
•与 Streptococcus mutans 的协同:儿童龋齿中的代表性机制
这是目前证据最完整的跨菌种互作之一。
互作过程:
互作后果:
•与其他菌群的关系
月形单胞菌属(Selenomonas)是一类主要定植于人体口腔、胃肠道等厌氧微环境的革兰阴性厌氧菌,其在健康状态下可作为复杂微生物群落的组成部分参与生态平衡。
然而,当局部微生态失衡、菌斑生物膜成熟或宿主易感性增加时,部分菌种可由共生成员转变为促进疾病发生的条件致病菌。例如,S. noxia 与牙周炎及肥胖相关表型存在关联;S. sputigena 则可与变异链球菌协同形成高致龋性生物膜,增强局部酸化和牙釉质脱矿。
月形单胞菌属在人体健康与疾病中的作用具有明显的情境依赖性,其致病潜能不仅取决于自身丰度,更与其所在生态位、微生物互作及宿主环境密切相关。下面让我们一起来了解,Selenomonas可能与哪些疾病的发生和发展存在相关性?
1
牙周炎
水平和相对丰度明显升高 ↑↑↑
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影响因子:3.998
• Selenomonas在牙周炎中丰度明显增加
月形单胞菌属(Selenomonas)在牙周炎中升高是最一致的发现之一。Selenomonas sputigena是口腔厌氧菌,通常可见于唾液和龈下菌斑。在牙周健康状态下,其丰度相对较低;而在牙周炎,尤其是深牙周袋的龈下生物膜中,其检出水平和相对丰度明显升高。
既往研究也表明,S.noxia在牙周炎活动初期增多,并与进行性附着丧失相关。治疗后其水平仍较高者,可能更易出现疗效不佳或附着丧失继续进展。
严重牙周炎及牙周健康中Selenomonas的丰度水平
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doi: 10.7759/cureus.83171.
•可能的作用机制
2
儿童龋齿
在龋齿儿童的牙菌斑中丰度显著升高 ↑↑↑
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影响因子: 12.121
•S. sputigena 在龋齿儿童中丰度和转录活性均显著升高
在一项纳入416名学龄前儿童的研究中,研究者对龈上牙菌斑进行了宏基因组和宏转录组分析:发现队列300人、独立验证队列116人。Selenomonas sputigena在龋齿儿童的牙菌斑中丰度和转录活性均显著升高,并且这一关联在发现与验证队列中均得到支持。
•S.sputigena并非独立致龋菌,而是协同增强菌
S.sputigena 单独存在时,虽然能够在牙面定植、利用糖并产酸,却难以高效形成成熟的牙面生物膜;动物实验中,单独接种该菌也未明显增加龋损。其更准确的定位是条件致病共生菌:在变异链球菌存在的条件下,通过协同作用显著放大生物膜的致龋能力。
口腔微生物物种与龋齿的关联
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doi: 10.1038/s41467-023-38346-3.
•增强糖代谢、产酸和耐酸性
龋齿相关菌斑的转录组显示,糖酵解等与产酸有关的通路上调,S. sputigena 是相关功能菌之一。体外实验进一步表明:
–S. sputigena 能利用蔗糖或葡萄糖产酸,也能在酸性环境中生长;
-与 S. mutans 共培养时,混合菌群的平均质子产生速率最高,且pH下降最快;
-两菌混合培养能在初始pH 5.2条件下生长,48小时后终末pH可降至约 3.9,低于 S. mutans 单独培养或其他混合菌组合;
-混合生物膜—牙釉质界面可形成pH<5.5的局部强酸区,达到促进牙釉质脱矿的条件。
混合培养中的代谢峰值仍主要由 S. mutans 驱动。因此,S. sputigena 的关键贡献并不只是自身产酸,更在于增强整体生物膜的局部酸化能力和耐酸性。
•加重牙釉质脱矿与龋损
在离体人牙釉质模型中,S. sputigena—S. mutans 混合生物膜造成的牙釉质表面粗糙度、矿物质丢失和酸蚀深度均显著高于S. mutans 单菌生物膜。若敲除 S. mutans 的 gtfB/gtfC 基因、阻断α-葡聚糖合成,或使用葡聚糖水解酶破坏胞外基质,则蜂窝状混合结构无法建立,局部强酸区也随之消失。
在啮齿动物模型中,S. sputigena 单独感染不能显著诱发龋齿;但与 S. mutans联合感染会显著增加总龋损和重度龋损,出现更广泛的牙釉质破坏和龋洞。
// 小结
儿童龋齿患者龈上牙菌斑中,Selenomonas sputigena 的丰度和活性升高。它本身不是充分致龋菌,却能借助 S. mutans 产生的α-葡聚糖基质实现牙面富集、运动性固定和局部增殖,进而形成包绕链球菌微菌落的蜂窝状三维结构。该结构促进糖代谢、增强产酸和耐酸能力,形成持续的低pH微环境,最终加重牙釉质脱矿及儿童龋齿严重程度。
3
超重与肥胖
•Selenomonas在超重和肥胖人群中检出率更高
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影响因子:3.018
该研究通过qPCR检测122份儿童与成人唾液样本,发现牙周病原体(Selenomonas noxia)在超重和肥胖者中的检出率显著高于正常BMI者,提示其与体重异常存在关联。
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S. noxia 在超重和肥胖者中更常检出:43例阳性者中,37例(86%)来自超重或肥胖组。
• 增加膳食能量获取的潜力
文献提出,S. noxia 可能具有降解纤维素及其他人体通常难以消化的膳食纤维的能力。若这种代谢功能在体内发挥作用,可能将原本难以利用的复杂碳水化合物转化为可吸收的代谢产物,从而提高单位食物摄入的能量回收效率,并可能促进长期体重增加。
•与牙周炎及低度炎症的共同关联
S. noxia 被视为牙周炎相关菌。超重和肥胖本身与牙周炎风险及慢性低度炎症有关;局部牙周炎症可能改变龈下或唾液微生态,反过来使 S. noxia 更易定植。因此,二者可能存在双向关系:肥胖相关代谢/炎症环境促进该菌富集,而该菌及相关牙周微生态失衡又可能参与炎症负担。
4
自身免疫相关疾病与炎症
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影响因子:4.914
•持续炎症可使类风湿关节炎患者中S. noxia丰度升高
研究显示,在类风湿关节炎(RA)动物模型中,S.noxia、Parvimonas micra和Veillonella parvula水平升高。另有人体研究报告,即使RA患者没有临床牙周炎,其口腔菌群中仍可见S. noxia和S. sputigena等牙周相关菌富集。
RA相关的持续炎症可使牙周组织中TNF-α、IL-1、IL-6和IL-17升高,改变局部营养供给与低氧环境,进而有利于厌氧、疾病相关菌的定植。RA抗炎治疗后,口腔菌群失调可部分逆转,支持“宿主炎症驱动菌群变化”的解释。
全身健康状况对牙周组织和相关微生物群的影响
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doi: 10.1177/0022034518805739.
•系统性红斑狼疮患者龈下S. noxia升高 ↑↑↑
系统性红斑狼疮(SLE)患者龈下菌群中S. noxia升高,且可见于牙周临床健康位点;同时,健康相关菌如Capnocytophaga、Rothia和Streptococcus减少。SLE患者通常还表现为更高的细菌负荷、更低的微生物多样性,以及疾病相关菌比例升高。
SLE的持续炎症、IL-6、IL-17和IL-33升高,以及口干或唾液减少等口腔环境改变,可能共同促进S.noxia等厌氧菌富集。炎症造成组织降解后释放的营养底物也可进一步支持这些菌的生长,形成“炎症促进菌群失调—失调菌群放大牙周炎症”的循环。
5
糖尿病相关
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影响因子:3.742
•糖尿病患者中与S.noxia相关的牙周免疫反应增强
该研究未直接测定口腔中S. noxia的丰度,而是分析了8,153名≥40岁成人血清中针对S. noxia及另外6种牙周微生物的IgG抗体(“红—绿簇”)。最长27年随访显示,红—绿簇抗体水平较高者的糖尿病相关死亡风险增加86%。
因此,该结果提示长期牙周微生物暴露或增强的宿主免疫反应与风险升高相关,并不代表糖尿病患者口腔中S. noxia菌量增加,也不能证明该菌单独导致风险升高。
6
哮喘
在哮喘患者中丰度降低 ↓↓↓
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影响因子:8.706
•Selenomonas随哮喘的严重程度出现递减趋势
研究通过对155名受试者(31名非哮喘对照、47名非重度哮喘、77名重度哮喘)的气道菌群分析,发现 Selenomonas 的丰度呈现出与疾病状态密切相关的递减趋势:
哮喘患者总体Selenomonas低于健康人:与非哮喘对照组相比,哮喘组气道中 Selenomonas 的丰度显著降低(ANCOM 方法分析显示显著差异)。
随哮喘严重程度加重而递减:在按严重程度分层比较中,重度哮喘患者气道中 Selenomonas 的相对丰度显著低于非重度哮喘患者及非哮喘对照组(ANOVA 及 OMiAT 方法均证实,校正后 p=0.011)。疾病越严重,其缺失越明显。
与菌群多样性正相关:在哮喘患者体内,Selenomonas 的丰度与 Alpha 多样性指数(Chao1 指数、Shannon 指数)呈显著正相关,但在非哮喘对照组中无此关联,提示其在维持哮喘气道微生态稳定中可能具有特定地位。
•可能通过调节TH2免疫来缓解哮喘炎症反应
减轻气道高反应性(AHR)与炎症细胞浸润:在小鼠哮喘模型中,致敏期经鼻给予Selenomonas sputigena(人痰液中占主导的 OTU,占比48%)处理后可:
-显著降低气道高反应性;
-减少支气管肺泡灌洗液(BALF)中的炎性细胞总数。
抑制2型炎症反应:流式细胞术分析显示,Selenomonas 处理显著降低了肺组织中分泌 IL-5 和 IL-13 的 TH2 细胞群比例。IL-5 与嗜酸性粒细胞活化、IL-13 与黏液高分泌及气道重塑密切相关,说明该菌可能通过调节 TH2 免疫偏向来缓解哮喘的 2 型炎症表型。
复杂的菌群互作作用:哮喘组(尤其是重度组)中存在以 Selenomonas 为中心的更复杂微生物关联;重度哮喘中显著负相关(竞争/抑制)的菌对数量增加。
这些提示 Selenomonas 可能在气道微生态网络中处于关键节点,其减少可能破坏菌群稳态,间接促进炎症环境。
7
自闭症谱系障碍 ↓↓↓
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影响因子:3.998
•自闭症谱系障碍中Selenomonas丰度降低 ↓↓↓
该研究采用16S rRNA测序,比较了32名ASD儿童与27名年龄、性别和BMI匹配健康儿童的唾液及龈上牙菌斑,共111份样本。
ASD儿童牙菌斑中的 Selenomonas 相对丰度显著降低。并且 Selenomonas 的降低并非孤立现象,而是ASD儿童口腔菌群失调的一部分:
•ASD组的牙菌斑多样性、丰富度和均匀度降低;
•健康对照中相对富集的 Prevotella、Selenomonas、Actinomyces、Porphyromonas 和 Fusobacterium 在ASD中减少;
•牙菌斑中的 Streptococcus 增加,唾液中的 Haemophilus 增加;
因此,可以将 Selenomonas 视为ASD相关口腔生态失衡中减少的共生菌成员之一,但不能说Selenomonas减少是ASD的病因、后果或症状严重度的直接决定因素。
现有证据显示,Selenomonas. noxia在牙周炎、超重与肥胖及部分慢性炎症相关状态中更常被检出;Selenomonas. sputigena 则可与变异链球菌协同形成高致龋性生物膜,放大局部酸化和牙釉质脱矿造成龋齿。
另一方面,在重度哮喘气道和自闭症儿童牙菌斑中,Selenomonas 的减少又与菌群多样性下降或生态失衡并存。这些看似不同的结果恰恰说明:丰度升高或降低本身并不等于致病或保护,关键在于它处于怎样的生态环境、与哪些微生物互作,以及宿主身体处于何种状态。
因此,面对与Selenomonas有关的研究,更合理的态度不是“消灭某一种菌”,而是重视整体口腔和微生态健康:坚持有效刷牙与清洁牙缝、定期进行口腔菌群检测、口腔健康检查和牙周评估、减少高糖饮食,并同步管理体重、血糖及慢性炎症等问题。对于已经存在牙周病或反复龋齿的人群,规范的机械清创和个体化临床治疗仍是基础,不宜仅凭口腔菌种检测结果自行使用抗菌药物。
未来,还需要更大规模的纵向人群研究,以及物种和功能层面的实验,进一步厘清Selenomonas究竟是疾病进程的参与者、微生态失衡的标志,还是在特定条件下具有调节作用的关键节点。认识这类“小众菌”的价值,正在于帮助我们从一颗牙、一个菌斑,看到口腔微生态与全身健康之间更复杂也更值得重视的联系。
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谷禾健康
近年来,肠道菌群检测越来越受到关注。无论是个性化营养管理、益生菌补充、慢病风险管理、体重管理,还是肠道功能改善和微生态干预,很多服务都会把肠道菌群检测作为重要参考。
肠道菌群检测也正在从科研工具逐步进入健康管理、慢病风险评估、营养干预、药物反应研究及部分临床辅助场景。
因此肠道菌群检测也越来越常见。然而,公众对肠道菌群检测的理解常常存在两个极端。
从目前的研究和应用现状来看,肠道菌群检测的意义需要放在具体场景中评估。过度放大其预测和干预能力并不科学,而因其仍在发展中就完全否定其价值也不正确。更准确地说,肠道菌群检测是一种具有参考价值的微生态评估工具,其可靠性和应用价值取决于检测目的、技术路径、质量控制、数据库基础、算法模型和解读水平。
很多消费者会觉得:不就是取一点粪便样本,送到实验室测一测,然后出一份报告吗?
从表面看,流程似乎并不复杂,甚至有些机构的报告形式也很相似:列出有哪些菌、哪些菌多了、哪些菌少了,再给出一些饮食或益生菌建议…
今天,谷禾君想结合多年肠道菌群高通量测序检测与分析的实际经验,尤其是在 CNAS 认可和质量体系管理要求下形成的质量控制实践,和大家一起客观聊聊肠道菌群检测的科学价值、应用边界与合理解读。
菌群谱是报告的底层基础,基础不稳,后面的解释就会偏
一份肠道菌群检测报告,通常可以分为几个重要板块。第一大板块就是菌群谱,也就是回答几个最基础的问题:
这一部分相当于一座大楼的水泥、钢筋和砖块,是所有后续分析的基础。后面无论是多样性分析、功能预测、营养代谢评估、炎症风险判断,还是个性化干预建议,都建立在菌群谱是否准确的前提上。
但也正是在这个最基础的环节,最容易引入技术偏差。
样本采集与保存:结果偏差可能从第一步开始
粪便样本并不是普通样本,其中含有大量微生物、宿主细胞、食物残渣、代谢产物以及可能影响后续检测的抑制性物质。
从采样完成到实验室检测之间,样本仍可能受到时间、温度、氧气暴露和运输条件等因素影响。一些对环境变化较为敏感的菌群成分,可能在保存或运输过程中发生比例变化,从而影响最终检测结果对原始肠道状态的反映。
因此,在实际检测中,通常会结合检测目标和技术路线,选择经过验证的样本保存方案,并配套明确的采样说明、运输要求和样本接收标准。需要强调的是,任何保存方式都不是对样本原始状态的“绝对锁定”,但规范化的保存和质控流程,可以尽可能减少样本在采集后到检测前发生的非目标性变化,从而提高检测结果的可靠性。
DNA提取:不同细菌被看见的机会并不一样
肠道菌群由大量不同类型的微生物组成,不同细菌在细胞壁结构、细胞膜特性以及对裂解条件的敏感性上存在差异。有些细菌较容易被裂解并释放 DNA,而有些细菌结构较为坚韧,如果裂解不充分,其 DNA 可能无法被充分提取出来。
因此,DNA 提取并不是一个简单的“把 DNA 提出来”的过程。对于粪便这类成分复杂的样本,如果提取方法没有结合肠道菌群特点进行优化和验证,就可能造成不同菌群 DNA 回收效率不一致:某些菌更容易被检测到,某些菌则可能被低估。
也就是说,检测报告中呈现的菌群比例,不仅受到样本本身组成的影响,也可能受到 DNA 提取方法、裂解强度和纯化效率等实验环节的影响。专业检测通常会通过标准化提取流程、适当的裂解策略、质控指标和方法学验证,尽量减少这类技术偏差,使检测结果更稳定、更具有可比性。
建库和测序:流程参数会影响最终读数
建库和测序是将样本中提取到的微生物DNA 转化为可被测序仪识别和读取的数据的过程。
不同技术路线对应的实验流程并不完全相同。
此外,实验室环境中的微量污染、试剂中的背景 DNA,或不同批次操作带来的细微差异,也可能在某些情况下影响检测结果,尤其是在低生物量样本或样本质量不佳时更需要关注。
因此,专业检测通常不会只依赖单一实验步骤,而是会通过阴性对照、阳性对照、标准菌群样本、重复检测、批次质控和流程验证等方式,对建库和测序过程中的潜在偏差进行识别、监测和控制,从而尽量提高检测结果的稳定性、可比性和可解释性。
原始数据到可用数据,中间不是自动生成那么简单
测序仪下机后得到的通常是FASTQ原始数据。FASTQ文件中不仅包含序列信息,也包含每个碱基的质量值。一般可能认为以为测序完成就等于结果出来。事实上,原始数据距离真正可用于分析的clean data,还有一整套质量控制流程。
质控流程决定哪些数据可以进入后续分析
这些流程包括去除低质量序列、去除接头污染、过滤过短或异常序列、识别嵌合体、合并双端序列、去除宿主污染序列、评估测序深度和样本有效数据量等。
对于宏基因组测序,还涉及更复杂的拼接、基因预测、物种注释、功能注释和丰度计算。
参数设置过松或过严,都会影响结果
如果质控参数设置过松,低质量数据会进入后续分析,带来假阳性;如果设置过严,又可能损失有效信息,导致某些低丰度但重要的菌被过滤掉。
因此,生物信息分析并不是简单套用软件流程,而是需要根据样本类型、测序技术、研究目的和验证结果不断优化。
更关键的是,同一份原始数据,使用不同的分析流程、不同的参数、不同的数据库,最终得到的物种组成可能不完全相同。这也是为什么不同检测机构之间有时会出现结果差异的原因之一。其中参考注释数据库的带来的差异是最大的,这也是我们后面会重点讲的。
数据库和注释方法是影响结果解读的重要环节
测到的这段序列,到底对应哪一种菌?
这是肠道菌群检测不可忽略的问题之一。
目前很多实验室会使用公开数据库,例如16S领域常用的Greengenes、SILVA、RDP等,宏基因组领域则可能使用NCBI、GTDB、UHGG、MetaPhlAn相关数据库等。
这些公共数据库为科学研究和方法开发提供了重要基础,但在实际检测和报告解读中,数据库是否适配人体肠道样本、是否持续更新、是否经过标准样本和真实样本验证,都会影响最终注释结果的准确性和稳定性。
这些问题在数据分析阶段看似只是“注释差异”,但进入报告解读后,可能会进一步影响菌群特征判断、功能推测、风险提示以及个性化建议。因此,肠道菌群检测的可靠性不仅取决于是否使用了某个数据库,更取决于数据库与检测场景的匹配程度、算法流程的验证情况,以及实验室对注释结果进行评估和校正的能力。
谷禾更倾向于采用一种相对稳妥的分析思路:在公共数据库的基础上,结合长期积累的人体肠道样本数据、标准菌群验证结果、算法优化经验以及注释准确性评估体系,对检测结果进行多维度综合判断。
这样既能充分利用公共数据库的开放资源和学术基础,也能根据人体肠道菌群检测的实际场景,对数据库覆盖不足、分类体系差异或算法适配性问题进行识别和校正,从而尽量减少由数据库和注释方法带来的系统性偏差。
正常参考范围决定异常判断可靠性
超标和缺乏,背后依赖的是参考范围
在肠道菌群检测报告中,最容易影响用户判断和后续决策的内容,往往是“某某菌偏高”“某某菌偏低”“某类风险相关菌增加”等提示。而这些判断并不是单纯由检测数值本身决定的,背后还依赖于一个非常重要的基础——参考范围。
所谓“超标”或“缺乏”,本质上是将个体检测结果与某一参考人群或参考数据库进行比较后得到的相对判断。因此,参考范围如何建立,直接影响异常提示的稳定性和解释价值。
参考范围并不应是简单设定的固定边界
需要建立在足够规模、来源清晰、信息完整的人群数据基础上。理想情况下,参考人群应根据年龄、地区、饮食结构、生活方式、健康状态等因素进行合理分层,并结合检测技术路线和统计方法持续优化。否则,如果参考样本量不足,或人群结构与受检者差异较大,所谓“正常范围”就可能不够稳健。
这也意味着,不同实验室、不同数据库或不同算法模型给出的异常提示,可能存在差异。例如,某个菌被提示偏高,既可能确实反映个体菌群特征的改变,也可能与参考队列样本量、分层方式、边界设定或地区饮食差异有关。反过来,某个菌被提示偏低,也可能受到数据库分辨率、注释准确性或参考范围设定方式的影响。
尤其是在涉及潜在致病菌、条件致病菌、炎症相关菌、产毒素相关菌等信息时,更需要避免把报告提示直接等同于疾病诊断。菌群检测中的“检出”不等于感染,“相对丰度偏高”也不等于一定需要药物干预。
谷禾更建议以审慎、综合的方式理解菌群检测结果:检测报告提供的是微生态层面的参考信息,而不是单独用于诊断或干预决策的依据。报告中的风险提示,需要结合个体的症状表现、既往病史、用药情况、饮食结构、免疫状态、其他实验室检查结果,以及医生或专业人员的评估进行综合判断。只有将检测结果放回到具体个体的实际背景中,才能更准确、合理地理解其意义。
CNAS 认可与实验室质量体系:检测可靠性的基础
通过上面的描述,已经了解肠道菌群检测涉及样本采集、保存运输、DNA 提取、建库测序、数据分析和报告解读等多个环节。任何一个环节控制不充分,都可能影响最终结果的稳定性和可解释性。
CNAS 认可并不意味着检测结果可以直接等同于临床诊断,也不代表所有模型解释都天然成立。但它说明实验室在认可范围内,已围绕人员、设备、方法、样本流转、质量控制、记录追溯和报告签发等方面建立了较为规范的管理体系,并接受第三方官方评审。
对于肠道菌群检测而言,这种体系化管理尤为重要。作为 CNAS 认可的肠道菌群检测实验室,在检测过程中更强调全流程质控,包括阴性/阳性对照、空白对照、批次质控、污染监测、测序质量评估和异常样本复核等环节,尽量减少批次差异、背景污染和流程波动对结果的影响。
因此,选择肠道菌群检测机构时,除了关注报告内容,也应关注其实验室资质、质控体系、方法验证和结果解释边界。对于复杂的微生态检测来说,规范的实验室体系,是结果值得被认真参考的重要基础。
编辑
如果说肠道菌群检测报告的第一层壁垒
是把菌群谱测准、注释准、解释准;
那么第二层壁垒,
就是如何基于菌群数据
进行健康状态或疾病风险评估。
疾病风险评估不是“列几个特征菌”那么简单
疾病风险评估的基础,是菌群差异是否具有参考意义
目前许多肠道菌群报告中都会设置疾病风险或健康风险评估板块。其基础逻辑是:既然某些疾病人群与健康人群存在菌群差异,那么是否可以通过一个人的菌群特征,推测其更接近健康状态,还是更接近某类疾病相关状态?
这一部分往往也是消费者最关注、同时最容易被误解的内容。很多人拿到报告后,最先看的不是有哪些菌,而是自己有没有炎症风险、代谢风险、神经系统系统风险、肠易激风险、肥胖风险、糖尿病风险等。某种意义上,这也是肠道菌群检测最具应用价值的方向之一。
科研相关性,不等于个体预测能力
尽管大量研究已经证明,过去十多年,国内外已经发表了大量关于肠道菌群与结直肠癌、炎症性肠病、肠易激综合征、肥胖、2型糖尿病、脂肪肝、痛风、抑郁、阿尔茨海默病、自闭症谱系障碍等疾病相关性的研究。这些研究为菌群风险评估提供了重要的科学基础。
但是不同疾病人群、不同疾病阶段、干预前后、治疗响应与不响应人群,往往会呈现出不同的菌群结构和功能特征。
文献差异菌不能直接等同于个体健康风险判断
科研队列和真实检测人群,并不是同一回事
这是行业中一个非常关键、但常被忽略的问题。
科研研究通常会有严格的入组标准。例如,研究者会尽量控制年龄、性别、地区、饮食、BMI、用药史、抗生素使用、基础疾病、采样时间等因素。有些研究会要求受试者在一定时间内不能使用抗生素、益生菌、泻药或特殊药物;有些研究会限制饮食;有些研究会排除合并多种疾病的人群。这样做的目的是尽量减少干扰因素,突出某个疾病与菌群之间的关系。
真实世界中的菌群影响因素更加复杂
真实检测人群:
每一个因素都可能影响肠道菌群。
文献中的差异菌,不能简单搬进报告
在严格科研队列中得到的差异菌,未必能稳定适用于现实世界中的普通检测人群。把文献中的几个特征菌简单搬进报告,用它们来判断疾病高低风险,往往是不可靠,甚至可能完全错误误导后端干预。
★ 好的风险评估模型——核心不仅是算法,更需要高质量的样本数据
很多人在谈疾病预测模型时,容易把重点放在算法上,比如机器学习、随机森林、支持向量机、神经网络、深度学习等。算法当然重要,但在肠道菌群风险评估中,更基础、更关键的因素其实是:模型训练所使用的样本质量和样本代表性。
一个模型能不能识别真实世界中的疾病相关菌群特征,首先取决于它“见过”多少真实、准确、复杂且有代表性的样本。
这里至少包括几个核心问题。
第一,样本是否涵盖了各类人群
肠道菌群受到饮食习惯、地域环境、生活方式、遗传背景、医疗体系、药物使用习惯等多种因素影响。
不同地区和生活方式的人群肠道菌群基线并不完全相同。因此,如果一个模型应尽可能涵盖足够多样的人群,否则可能会出现适配性不足的问题。
第二,样本信息是否准确
疾病状态必须有明确依据,不能只靠用户自述。比如结直肠癌样本最好有病理、肠镜或临床诊断信息支持;糖尿病样本应有血糖、糖化血红蛋白等指标;炎症性肠病应有内镜、病理、临床诊断和疾病活动度信息。
如果标签本身不准确,模型学到的就可能是噪音,而不是真实疾病特征。
第三,样本量是否足够
肠道菌群个体差异极大,同一种疾病在不同阶段、不同用药、不同饮食、不同年龄人群中可能表现出不同菌群特征。
如果样本量太小,模型容易只学到某个小队列的偶然差异,而不是疾病本身在真实世界中的稳定信号。
第四,样本是否覆盖疾病发生、发展、治疗和干预过程
很多疾病不是单一状态。例如:
一个有应用价值的模型,应尽量覆盖这些复杂状态,而不是只比较“健康人”和“典型患者”。
第五,是否有严格的验证
模型不能只在训练数据上表现好,还要在独立测试集、外部队列、不同批次样本、不同时间段样本中验证。否则就可能存在过拟合:在原始研究数据里准确率很高,一到真实用户样本中就失效。
所以,尽管现在有 AI 的出现,如果没有足够大、具有代表性、并且样本数据清晰规范的本土人群数据库,那么疾病预测仍然会面临明显局限。
因此疾病的预测疾病风险评估板块真正的壁垒,不是报告上能不能写出“风险高、中、低”,而是背后有没有足够优质、真实、可追溯、经过验证的人群样本库和模型体系。
除了样本数据本身,风险评估模型还要解决另一个关键问题:它究竟在识别什么。
★ 好的风险评估模型——不是盯着几个菌,而是理解整体微生态特征
模型要识别的是整体,不是单个菌
很多人理解菌群风险评估时,会以为模型就是看某几个菌:会把它想象成一个简单的对应关系:某个“有害菌”升高,风险就升高;某个“有益菌”降低,风险就升高。这样的理解直观,但并不准确。
编辑
肠道微生态是一个复杂网络。疾病相关信号是由多种菌之间的组合关系、相对丰度变化、低丰度关键菌、菌群多样性、生态位变化、代谢功能、炎症相关通路、毒力因子、胆汁酸代谢、短链脂肪酸生成能力等共同构成。
因此,一个成熟模型不应只依赖少数几个肉眼可见的“明星菌”。它需要从整体菌群结构中学习复杂模式。
有些风险信号,甚至高于菌群丰度和关系
某些样本看起来有害菌并不高,多样性也不错,常规菌群构成似乎比较理想,但仍可能隐藏着与特定疾病相关的微生态模式。
这些信号可能来自低丰度菌群,也可能来自菌群之间的组合关系,甚至来自报告正文中没有逐一展示的菌种或功能特征。
以结直肠癌风险评估为例
已有大量研究显示,结直肠癌患者的肠道菌群中可能存在一些相对稳定的特征变化,例如部分具核梭杆菌、脆弱拟杆菌相关毒素型菌株、消化链球菌、微小单胞菌、产毒或促炎相关菌群变化等。
但在真实人群中,不能简单用某一个菌是否升高来判断风险。因为不同个体、不同阶段、不同治疗状态下,菌群表现可能并不一致。
有些人可能某个典型菌升高明显,有些人则可能表现为多个菌群组合的轻度偏移,或者表现为功能通路层面的异常。
如果一个模型基于足够大的真实世界队列,例如大量经临床确认的结直肠癌样本,并结合健康对照、肠道疾病对照、不同年龄和不同干扰因素样本进行训练与验证,它就更有机会学习到疾病相关的综合微生态模式,而不只是机械地识别几个特征菌。
这样更有利它在实战中去判别,比如整体结构是否更接近经临床确认的疾病相关样本。这类模型在实际应用中,才更可能对复杂样本保持较好的敏感性和特异性。
风险提示不能替代临床诊断
当然,即使模型表现较好,也应坚持一个边界:菌群风险评估结果只能提示“需要关注”或“建议进一步检查”,不能直接等同于诊断。比如结直肠癌中高风险提示,应建议结合年龄、家族史、症状、粪便隐血、肠镜等医学检查进行确认,而不是仅凭菌群报告下结论。
为什么“什么疾病都能预测”的报告反而要谨慎看待?
风险评估项目越多,不一定代表报告越成熟
消费者需要特别注意一个现象:有些菌群检测报告看起来功能非常丰富,几乎什么疾病都能评估,几十种甚至上百种风险都能给出结论。表面上看,这样的报告似乎更全面,但从专业角度看,反而需要谨慎。
原因很简单:不是所有疾病都已经具备成熟、稳定、可用于真实人群评估的菌群模型基础。
不同疾病的菌群证据基础并不相同
有些疾病与肠道菌群之间的关联证据较强,样本积累较多,模型开发和验证相对更有基础。
但有些疾病目前仍处于早期研究阶段,文献结果不一致,队列样本较少,混杂因素很多,尚不足以支持面向消费者的风险预测。
明确的风险结论,需要透明的模型依据
如果一个报告对很多疾病都给出非常明确的高低风险判断,但没有说明模型来源、样本量、适用人群、验证结果和解释边界,那么它很可能不是基于真实世界大样本模型,而只是引用了文献中报道过的一些差异菌或相关菌。
这种做法的问题在于:文献中的差异菌通常来自特定研究条件下的特定队列。它们可以作为科学线索,但不一定能直接作为个体风险判断依据。
如果把多个疾病文献中的特征菌简单叠加,就可能导致很多用户在报告中同时出现多种疾病高风险。这样的结果看似敏感,实际上特异性可能很差,容易造成不必要的焦虑,也可能误导后续干预方向。
专业,是对边界的克制
专业的做法应该是:
消费者应该如何理解这一板块
对于消费者而言,看到菌群报告中的疾病风险评估,既不必恐慌,也不能完全忽视。
比较合理的态度是:把它作为一种基于肠道微生态数据的健康风险提示。
如果某项风险偏高:
低风险不等于绝对没有问题,高风险也不等于已经患病。
菌群模型评估的是一种微生态模式与疾病状态的相似性或相关风险,它的意义在于帮助人们更早关注潜在问题,并为进一步检查、生活方式调整和健康管理提供参考。
行业应该比拼证据深度,而不是报告项目数量
肠道菌群检测进入应用阶段后,报告内容越来越丰富是趋势。有价值的竞争,不应该是谁能写出更多疾病名称,而是谁能在每一个评估项目背后建立更扎实的证据链。
一个负责任,科学,公平的检测体系(CNAS认可实验室的准则),应该敢于承认边界:
这样的报告看起来可能没有那么包罗万象,但专业价值反而更高。
从风险评估的实际价值来看,报告项目的数量并不是唯一衡量标准。相比覆盖多少病种,更值得关注的是:每一项提示是否有清晰依据,是否能提供合理的下一步建议,是否有助于减少误判、过度解读或不必要的干预。
总体来看,肠道菌群疾病风险评估是一个很有前景、也很有技术壁垒的方向。更值得关注的是,从科研发现走向真实世界应用,可能需要跨过样本质量、样本规模、模型验证、本土适配、混杂因素控制和临床解释边界等多道门槛。
这才是肠道菌群检测报告第二层壁垒的核心。
在肠道菌群检测报告中,
除了菌群谱和疾病风险评估之外,
第三个越来越重要的板块,
就是营养代谢与功能评估。
肠道菌群报告的第三层壁垒:营养代谢评估=看菌推营养?
很多报告会提示维生素合成能力、氨基酸代谢、短链脂肪酸生成能力、胆汁酸代谢、脂质代谢、膳食纤维利用能力、蛋白质发酵倾向、肠道屏障相关功能等内容。
这一方向是有大量询证依据的,而且这一块菌群有着绝对的优势,会做的越来越好。因为肠道菌群并不是被动存在于肠道里的“微生物名单”,它们本身就是一个活跃的代谢器官。
大量研究已经证明,肠道菌群参与膳食纤维发酵、短链脂肪酸生成、B族维生素合成、氨基酸代谢、胆汁酸转化、色氨酸代谢、胆碱和肉碱代谢、植物多酚转化等过程。这些代谢活动与能量利用、肠道屏障、免疫调节、炎症状态、神经递质前体、血糖血脂代谢等都有密切关系。
因此,通过菌群数据去评估一部分营养代谢能力,是有科学基础的。但这里必须强调一个关键点:菌群报告中的营养代谢评估,更合理的解释评估的是菌群相关代谢潜力或菌群功能倾向。
有价值的营养评估,看三组数据如何互相校准?(谷禾的菌群营养评估结合三组数据开发)
注:谷禾的菌群营养评估结合的三组数据是指:肠道菌群数据、粪便代谢组数据、血浆代谢组数据。
更高质量的肠道菌群营养代谢评估,不应只停留在“某个菌多,所以某种营养代谢好”这种层面,而应该尝试建立菌群、粪便代谢物、血液代谢物和饮食信息之间的对应关系。
这里面至少有三类重要关系。
第一,菌群功能潜力与粪便代谢物是否一致
比如报告提示丁酸产生菌不足,同时粪便中丁酸水平也偏低,那么可以更有信心地判断肠道短链脂肪酸生成环境不足。
反之,如果丁酸产生菌不低,但粪便丁酸低,就要考虑饮食纤维摄入不足、吸收增加、样本时间点或检测差异等因素。
第二,粪便代谢物与血液代谢物是否一致
例如肠道蛋白质腐败发酵增强时,粪便中某些酚类、吲哚类、胺类代谢物可能升高;其中部分代谢物如果进入血液并进一步影响宿主代谢,血液中也可能出现相关变化。但如果只在粪便中高、血液中不高,临床意义就可能不同,更多提示局部肠腔环境变化。
第三,菌群代谢能力与宿主营养状态是否一致
比如菌群提示B族维生素合成潜力较弱,但血液中相关维生素指标正常,可能说明饮食摄入或补充剂足够;如果菌群功能弱、饮食摄入不足、血液指标也偏低,那么营养干预的依据就更充分。
这种多组学和临床营养指标的互相验证,才是营养代谢评估真正走向成熟的方向。
营养代谢评估的专业价值,在于指导方向而不是替代临床营养诊断
肠道菌群营养代谢评估真正有价值的地方,是帮助我们理解一个人的肠道生态更偏向哪种代谢模式。
这些信息对个性化营养干预很有帮助。但它的正确定位应该是:为饮食结构优化、营养补充策略、肠道微生态干预和后续检测提供依据,而不是直接诊断某种营养缺乏或疾病。
第三层壁垒的核心:从“菌有什么功能”走向“功能是否真正影响宿主”
总结来说,肠道菌群报告中的营养代谢评估,是一个有科学依据、也很有应用潜力的方向。
但它的技术门槛并不低。
因此,营养代谢板块不是报告中“锦上添花”的装饰内容,而是检验一个菌群检测体系是否真正理解肠道微生态功能的重要部分。
专业的报告可以告诉用户:你的肠道菌群具备怎样的代谢倾向,这种倾向与饮食、粪便代谢物、血液营养指标之间是否一致,以及下一步应如何更科学地验证和干预。
对消费者而言,最重要的是记住一句话:肠道菌群可以帮助评估营养代谢环境,但不能单独定义人体营养状态。
为什么第一次/基线检测 尤其重要?
第一次基线肠道菌群检测的价值:建立可靠参照系以指导后续干预策略。
很多健康指标可以多次检测后再建立趋势,但肠道菌群的首次检测有特殊意义。因为一旦开始系统干预,原始状态可能很难再被还原。
长期服用益生菌、使用抗生素、改变饮食结构、接受粪菌移植或重大疾病治疗后,菌群生态可能发生持续改变。此时再检测,只能反映干预后的状态,而无法回答“我本来是什么样”。
因此,第一次基线检测,可以为后续观察和比较提供一个重要参照。
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第一次基线检测就像一张干预前照片
它不一定完美,也不代表永久状态,但可以记录个体在某一时间点的肠道菌群结构特征和一定程度的功能潜力,呈现当时的微生态背景。
比如菌群多样性和稳定性如何,优势菌群结构是否与年龄、地域、饮食和健康状态大致匹配,是否存在明显偏离常见健康人群范围的模式,短链脂肪酸产生菌、黏液层相关菌、蛋白发酵相关菌、潜在条件致病菌、炎症相关菌群等是否处于值得关注的水平。
为后续观察、干预和复测提供参照
如果一个人未来出现症状变化、接受抗生素治疗、长期腹泻或便秘、体重快速变化、慢病治疗、营养干预或粪菌相关治疗,基线数据可以帮助判断菌群变化的幅度和方向。
对于科研和临床随访而言,基线更是分析因果链条和干预效果的基础。
在商业场景中,忽视基线会带来明显问题
机构可能先通过报告制造异常,再推荐干预,然后用干预后某些指标变化证明产品有效。但如果没有真实干预前基线、没有对照、没有标准化采样和统计分析,这种“前后对比”很容易受到自然波动、饮食变化、检测误差和选择性展示影响。
科学的基线检测应当先于干预,并尽量独立于产品销售。
为什么后端干预前必须重视基线?
干预越强,越需要先看清原始状态
肠道菌群相关干预包括饮食调整、膳食纤维增加、益生菌补充、益生元补充、合生元、后生元、抗生素使用、药物治疗、运动和睡眠改善,甚至粪菌移植等。
这些干预方式的强度差异很大,潜在影响也不同。一般来说,干预越强,越需要在干预前获得可靠基线。否则,后续干预就像在没有地图的情况下改变一个复杂生态系统:既不知道哪里真正需要调整,也很难判断调整后是否真的变好了。
没有基线,容易把正常差异误判为异常
举例来说,一个人检测前长期高纤维饮食,短链脂肪酸产生菌丰富,菌群多样性较好,Akkermansia、Faecalibacterium、Roseburia 等相关菌群处于适宜范围。
但如果采用了不适配的人群参考值,或者用过于简单的评分体系判断其“菌群低分”“缺乏益生菌”,就可能引导其进行并不必要的补充。几个月后,即使检测指标发生变化,也很难判断这种变化是否真的有益;如果症状没有改善,还可能进一步造成误解甚至过度干预。
警惕“检测—焦虑—购买”的闭环
再如,一个人原本并无明显肠道疾病风险,只是因为看到“菌群年轻化”“提升免疫力”等广告接受检测。
若报告故意调高某些“有益菌”参考阈值,使多数人看起来不达标,再配套推荐产品,就容易形成“检测—焦虑—购买”的闭环。此时检测不是科学评估,而是销售脚本的一部分。
高强度干预尤其不能只凭单次商业检测决定
还有更需要谨慎的例子是粪菌移植。粪菌移植在复发性艰难梭菌感染等特定疾病中已有较明确证据,但在广泛大健康、减重、美容、抗衰、情绪改善等场景中仍需严格限定适应证和风险评估。
如果一个人原本菌群分值不错、没有明确临床适应证,却因为错误参考范围或夸大解读而接受粪菌移植,可能破坏自身已有土著菌群生态,引入不可预测的微生物和代谢风险。粪菌移植不是普通保健项目,更不能成为基于单次商业检测结果的轻率选择。
基线的作用,是为干预设置目标和边界
首次基线检测可以在这些场景中发挥“刹车”和“参照”作用。
它让个体和专业人员知道:
因此,基线检测不是为了让所有人都进入干预流程,而是为了让干预更有依据、更有边界,也更容易被客观评估。
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肠道菌群不是越多越好,也不是某个明星菌越高越好
“好菌越多、坏菌越少”是一种过度简化
市场宣传中常见一种简单化表达:某种菌是“好菌”,越多越好;某种菌是“坏菌”,越少越好。这样的说法便于传播,却容易误导。
肠道菌群是生态系统,不是单一成分表。许多细菌的意义取决于菌株水平、宿主背景、整体生态位置和代谢环境。
“明星菌”也不能脱离整体生态判断
即便是被广泛关注的有益相关菌,也不意味着所有人都需要补充或越多越健康。
以 Akkermansia muciniphila 为例,它常被称为黏蛋白降解菌,与肠黏液层代谢、代谢健康等研究方向相关。
在一些研究中,Akkermansia 的相对丰度与代谢指标改善相关,因此成为商业宣传中的“明星菌”。但这并不代表每个人都需要人为提高它,更不代表它越高越好。
若一个人的 Akkermansia 已经处在较高水平,同时整体菌群多样性良好、肠道症状不明显、炎症相关指标无异常,盲目追求进一步提升并没有充分科学依据。更极端地说,如果只看某一项指标而忽视整体生态,可能对个体产生错误引导。
乳酸菌、双歧杆菌也不是人人都要长期补充
同样,乳酸菌、双歧杆菌等常被公众理解为绝对“好菌”。但成人肠道中双歧杆菌丰度受年龄、饮食、地域和个体差异影响很大。
某些乳酸菌产品也可能并不长期定植,更多是短期代谢或免疫调节作用。对于一个本身菌群结构较好的人,长期、重复、大剂量补充多个益生菌产品,不一定带来额外收益,反而可能造成检测解释混乱、症状波动或经济负担。
条件致病菌也不能简单理解为“检出就是有病”
许多潜在致病菌或机会致病菌可以低丰度存在于健康人群中。判断其意义需要结合丰度、毒力基因、宿主症状、炎症指标、免疫状态和临床背景。将“检出某菌”直接等同于“感染”或“需要治疗”,是不严谨的。
因此,首次基线检测的一个重要作用,是帮助个体认识自己的菌群是在整体生态中呈现怎样的状态,而不是被单一明星菌或单项异常牵着走。
报告解读应坚持科学、克制和个体化
肠道菌群报告的难点不在于列出菌名,而在于解释。解释过少,用户看不懂;解释过度,又容易造成误导。
科学解读应坚持三个原则:基于证据、结合背景、承认不确定性。
基于证据:不能把相关性直接说成诊断结论
基于证据,意味着不能把单篇研究、动物实验或体外实验直接转化为个人诊断。许多菌群与疾病之间是相关关系,不一定是因果关系。即使某菌在某疾病患者中平均升高,也不代表某个健康人该菌升高就会发病。
结合背景:同一个结果,在不同人身上意义不同
结合背景,意味着要询问或记录受检者的年龄、饮食、排便、近期药物、疾病史和干预史。
承认不确定性,意味着报告要说明检测边界
粪便菌群主要反映肠腔和脱落菌群,还有部分肠黏膜菌群;DNA 检测不能区分活菌和死菌;相对丰度受其他菌变化影响,不等同于绝对数量;一次检测不能反映长期趋势;菌群功能潜力不等同于实时功能表达。
合理管理建议
个体化并不等于无限定制产品,而是基于个人基线和背景提出合理建议。
对于大多数人,最基础、证据更稳健的建议仍然是:增加多样化植物性食物,保证足够膳食纤维,减少长期高油高糖高加工食品,规律作息,适量运动,避免不必要抗生素,出现持续症状时及时就医。
肠道菌群检测在大健康领域的合理定位
在大健康领域,肠道菌群检测最适合扮演三个角色:教育工具、风险提示工具、随访比较工具。
作为教育工具,它可以让人更直观地理解饮食、药物、生活方式与肠道生态的关系。很多人在看到自己膳食纤维相关菌群不足后,更容易接受增加植物性食物的建议。
作为风险提示工具,它可以发现一些值得关注的模式,例如多样性明显降低、机会致病菌显著升高、产丁酸菌群不足、蛋白发酵相关特征突出等。但这些提示需要结合临床和生活背景,不应直接转化为疾病诊断。
作为随访比较工具,它可以用于观察干预前后趋势。尤其当同一实验室、同一方法、相似采样条件下多次检测时,纵向比较往往比不同机构之间横向比较更有意义。
行业规范化需要哪些努力?
肠道菌群检测行业要健康发展,需要从多个层面提升规范性。
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实验室层面
应建立标准化采样、运输、DNA 提取、建库测序、生信分析和报告审核流程,持续进行质控和能力验证。对于关键性能指标,如重复性、检出限、批间差、污染控制、注释准确性等,应有内部验证和记录。
数据库层面
应建设大规模、本土化、结构化、可追溯的人群数据库,并对不同年龄、地域、性别、饮食和健康状态进行分层。数据库建设除了追求样本数量外,还应重视元数据质量。
模型层面
应提高透明度和可验证性。健康评分、风险模型和推荐算法应避免黑箱化,至少应在报告或技术说明中解释基本逻辑、适用范围和局限性。
报告层面
应使用审慎语言,区分科研关联、健康参考和临床诊断。报告不应夸大,不应制造焦虑,不应将所有偏离都导向产品购买。
监管和行业共识层面
需要推动术语标准、质控标准、参考数据库建设规范、报告表达规范和商业宣传边界。肠道菌群检测的发展前景不应建立在短期销售上,而应建立在科学可信和长期复测价值上。
肠道菌群检测的价值,既不宜被过度放大,也不应被简单忽视。它不能替代临床诊断,也不能仅凭一次检测就判断一个人的整体健康状况,更不应成为商业干预的唯一依据。不过,如果建立在规范实验室、严格质量控制、较大规模本土数据库以及专业解读的基础上,它仍然可以为个体了解自身微生态状况提供一定参考。
首次基线检测的意义,正在于记录个体在干预前相对原始的微生态状态。无论是后续的饮食调整、药物使用、益生菌补充,还是疾病治疗和健康管理,都需要一个可比较的起点。没有基线,很多个体化建议就缺少参照;没有客观数据库和质量体系,报告中的分数也容易失去实际意义;如果缺少科学边界,检测还可能在无形中增加不必要的健康焦虑。
因此,真正有价值的肠道菌群检测,更应该:
当行业更加重视科学依据、质量控制和长期随访,肠道菌群检测才有可能在大健康和精准健康管理中发挥更稳健的作用。对个体而言,报告上的某个分数并不是最重要的,真正值得保留和关注的,是基于真实基线建立起来的、长期可比较的微生态参考。
新一代肠道菌群检测将不止着眼于肠道菌群的构成和变化,而是和其他组学数据一起绘制全面的人体健康数字画像,借助海量的样本和多维度的高通量数据来揭示纷繁复杂的健康状况。
通过将肠道菌群和粪便代谢组、血浆代谢组、蛋白组、血液检测、临床记录和生活问卷等这些不同维度的数据在隐空间进行对齐,彻底释放肠道菌群中蕴含的丰富健康信息,也将让我们更加了解肠道菌群的真实边界。
也许肠道菌群能告诉我们的比我们自己了解的要多得多,只是这一切都要用真实可靠的海量数据来构建。谷禾正在构建庞大的队列数据集,推动肠道菌群的研究和应用向全新的领域前进,迎来属于肠道菌群的chatGPT时刻。
谷禾健康
你是否想过,一颗普通的红洋葱、一个清脆的苹果,或者一杯温热的绿茶中,究竟藏着怎样的健康密码?答案指向一种被科学家反复研究的天然活性成分——槲皮素。
作为黄酮类化合物家族中分布最广、含量最丰富的成员之一,槲皮素是植物用来抵御紫外线、病菌和氧化损伤的”保护伞”,而当人类将其摄入体内后,它同样展现出令人惊讶的生物学活性。
大量研究表明,槲皮素的核心能力在于抗氧化与抗炎,并由此延伸出多方面的健康益处:它能中和自由基、激活细胞自身的抗氧化系统,守护心血管的通畅与弹性;它能穿越血脑屏障,为神经元撑起保护伞,延缓大脑衰老;它还能调节免疫反应、缓解过敏与哮喘;并在抗肿瘤和改善代谢紊乱方面展现出令人期待的潜力。可以说,槲皮素是一位”多面手”,在心血管、神经、免疫、代谢等多个系统中发挥着保护作用。
然而,槲皮素并非”吃多少就能用多少”。它的口服生物利用度极低,水溶性差、首过代谢广泛,真正进入血液循环的原形槲皮素微乎其微。那么,是什么在决定槲皮素能否真正发挥作用?
答案藏在我们的肠道里。肠道菌群是槲皮素从”吃进去”到”用得上”的关键枢纽——它们分泌的糖苷水解酶将大分子、难吸收的槲皮素糖苷”拆解”为小分子、易吸收的活性苷元和酚酸代谢物,如二羟苯乙酸(DOPAC)等。没有这些微生物的”加工”,大量槲皮素只能作为无效成分随粪便排出。正因如此,个体间肠道菌群组成的差异,导致了槲皮素效果的”天壤之别”。
接下来,本文将带你全面了解槲皮素的健康益处、食物来源、肠道菌群的深层影响,以及如何才能更科学有效地补充槲皮素?让你摄入的每一口槲皮素都发挥出最大的价值。
槲皮素是什么?
槲皮素(Quercetin),又名栎精或槲皮黄素,是一种广泛存在于植物性食物中的天然化合物,属于黄酮类化合物大家族中的黄酮醇子类(这一类还包括山奈酚、杨梅素等),是人类膳食中重要的功能性植物成分之一。
注:槲皮素是植物界分布最广、最常见的黄酮醇类化合物。
槲皮素本身不提供能量,而是一种植物化学物质(植物次生代谢产物)。植物用它来对抗紫外线、病菌和氧化损伤。简单来说,它像是植物的“保护伞”,同时也赋予了果蔬鲜艳的颜色。
当人摄入后,它会在体内发挥多种生物学作用,因此被认为是一种具有潜在健康价值的天然活性成分。
✔ 槲皮素—分子结构
从化学结构上看,槲皮素具有典型的三环“黄酮骨架”(A、B两个芳香环与中间C环相连),并带有多个羟基(-OH),这些基团赋予其清除自由基的活性。
在自然界中,槲皮素多以与糖结合的糖苷形式存在(如槲皮素-3-O-葡萄糖苷),而去糖后的苷元才是纯槲皮素。糖苷形式水溶性更好、便于植物储存,苷元则更易穿透细胞膜但水溶性较差。
槲皮素的作用主要来自两大核心能力:抗氧化和调节炎症反应,并由此延伸至多个健康领域。下面我们整理了文献中较一致的结论,不过要注意:多数属于实验或临床前研究,具体效果强弱因人而异。
槲皮素的潜在应用
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doi: 10.3390/ph16071020.
1
抗氧化作用(最基础、最重要)
我们的身体每天都会产生“自由基”——它们是代谢的副产物,但过多时会破坏细胞里的DNA、蛋白质和脂肪,导致“氧化应激”(和衰老、慢性病密切相关)。
✔ 中和自由基,减少氧化损伤
槲皮素的羟基能直接“中和”自由基(比如超氧阴离子O₂⁻、一氧化氮NO),还能激活身体自身的“抗氧化系统”:通过Nrf2-ARE信号通路(相当于细胞的“抗氧化开关”),让细胞产生更多“内源性抗氧化剂”(比如超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽),从根源减少氧化损伤。
槲皮素的抗氧化、抗炎作用
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doi.org/10.1002/fft2.50
此外,它还能“螯合”多余的铁离子——铁过量会引发自由基爆发,槲皮素能把铁“绑住”,避免细胞被“氧化灼伤”。
2
抗炎作用(几乎所有慢病的核心)
慢性炎症是很多疾病的根源之一,而槲皮素可以:
•抑制炎症通路:NF-κB、NLRP3炎症小体;
•降低炎症因子(如TNF-α、IL-6);
•调节免疫反应。
通俗理解,槲皮素可以把身体里“长期低烧的炎症状态”降下来。
槲皮素的抗炎信号通路
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doi: 10.3390/ph16071020.
✔ 健康意义
槲皮素的这一特性对多种疾病可能具有潜在的辅助改善作用:
•例如慢性炎症性疾病等长期炎症相关问题;
•以及与代谢紊乱相关的代谢综合征;
•还包括涉及中枢或外周神经系统炎症反应的神经炎症等情况。
3
守护心血管,降低“血管硬化”风险
心血管疾病的关键诱因是血管内皮损伤(内皮是血管内壁的“保护膜”)和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇氧化(氧化的LDL会钻进血管壁形成斑块)。
槲皮素的作用包括:
✔ 促进血管舒张:通过增加“一氧化氮(NO)”的释放,让血管平滑肌放松,降低血压(尤其是高血压或前期高血压患者,每天500mg以上剂量效果更明显)。
✔ 调节血脂:激活肝脏里的“胆固醇7α-羟化酶”(把胆固醇转化为胆汁酸排出),还能促进“反向胆固醇转运”(把血管壁的胆固醇运回肝脏代谢)。
✔ 抗血栓:抑制血小板聚集,减少血管堵塞的风险。
通俗理解:可以把槲皮素看作帮助血管维持“通畅、柔软且更有弹性”,从而降低发生堵塞的风险,让血液在血管中流动更加顺畅稳定。
4
保护神经,延缓大脑衰老
阿尔茨海默病、帕金森病等疾病的核心是神经元死亡(和氧化应激、淀粉样蛋白沉积有关)。槲皮素能穿过“血脑屏障”(很多药物进不去的大脑保护膜),通过:
✔ 抗氧化:减少多巴胺代谢产生的自由基(帕金森病患者脑内多巴胺能神经元易受损)。
✔ 抗淀粉样蛋白:阻止β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集形成“老年斑”(阿尔茨海默病的典型病理特征)。
✔ 调节神经信号:激活MAPK/PI3K-Akt通路,保护神经元的结构和功能,改善记忆障碍。
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doi: 10.3390/ijms24076328.
因此,槲皮素可能在一定程度上改善认知功能表现,并可能对延缓神经退行性疾病的发展过程产生帮助,如阿尔茨海默病、帕金森等相关疾病。
5
抗肿瘤潜力(研究较多)
癌症的本质是“细胞失控增殖”,而槲皮素能“精准打击”癌细胞,主要通过以下手段。
槲皮素对癌症主要信号通路的影响
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doi: 10.3390/molecules29051000.
✔ 诱导凋亡:激活“半胱天冬酶(Caspase-3/9)”,让癌细胞“主动自杀”。
✔ 阻断增殖信号:抑制PI3K/AKT通路(癌细胞的“生长油门”),阻止它们无限分裂。
✔ 抗转移:减少“基质金属蛋白酶(MMP)”的分泌,不让癌细胞突破“围墙”转移到其他器官。
✔ 表观遗传调控:通过影响基因表达(比如关闭致癌基因、开启抑癌基因),抑制肿瘤的发生发展。
文献提到,槲皮素对乳腺癌(MCF-7细胞)、前列腺癌(LNCaP细胞)、胃癌(AGS细胞)等多种癌细胞都有抑制作用,甚至能和化疗药物(如SN-38)联用,增强药效并减少副作用。
但必须强调:目前主要是实验和辅助研究,还不能替代癌症正规治疗。
6
缓解过敏与哮喘,减轻呼吸道炎症
哮喘和过敏的核心是免疫系统过度反应:肥大细胞会释放组胺、白三烯等“炎症介质”,导致气道肿胀、黏液增多、呼吸困难。
✔ 槲皮素抑制组胺释放,调节Th1/Th2平衡
槲皮素能“按住”肥大细胞的“兴奋度”——抑制它们释放组胺;还能调节Th1/Th2平衡(免疫系统的两种“作战模式”,过敏时Th2过强),减少炎症因子(比如TNF-α、IL-6)的产生。
动物实验显示,给哮喘模型大鼠喂槲皮素糖苷,能显著降低气道里的炎症细胞(如嗜酸性粒细胞)数量,减轻支气管的高反应性(比如遇到刺激就喘)。
7
调节代谢(肥胖、糖尿病)
肥胖是“能量过剩+慢性炎症”的结果——脂肪细胞会分泌炎症因子(如TNF-α),加重代谢紊乱。槲皮素能:
✔ 抑制“脂肪生成”:下调脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)的基因表达,减少脂肪细胞的“变胖”。
✔ 促进“脂肪分解”:增加脂肪细胞里的“脂解作用”,把储存的脂肪变成能量消耗。
✔ 调节“脂肪因子”:减少炎症因子(如TNF-α),增加“脂联素”(帮助提高胰岛素敏感性的好因子)。
✔ 激活“产热通路”:通过AMPK/PPARγ通路上调“解偶联蛋白UCP1”,让白色脂肪(储能型)变成棕色脂肪(产热型),多燃烧热量。
2型糖尿病的核心是“胰岛素抵抗”(细胞对胰岛素不敏感)和“胰岛β细胞受损”。槲皮素能通过多种途径帮血糖“归位”:
✔ 激活AMPK通路(细胞的“能量传感器”):促进肌肉细胞里的“葡萄糖转运蛋白GLUT4”跑到细胞膜上,把血液里的葡萄糖“搬”进细胞(类似二甲双胍的作用)。
✔ 保护胰岛β细胞:减少氧化应激对β细胞的损伤,促进细胞再生。
✔ 抑制“醛糖还原酶”:糖尿病患者体内葡萄糖会转化为“山梨醇”堆积在眼睛里引发白内障,槲皮素能阻断这个反应。
✔ 改善“晚期糖基化终产物(AGEs)”:减少它们对血管、神经的损伤(比如糖尿病神经病变的麻木疼痛)。
槲皮素的药理疗效
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doi: 10.3390/ph16111631.
小结:槲皮素的“天然优势”
槲皮素不是“神药”,但作为植物中的“天然防御物质”,通过多靶点、多通路的方式,帮身体应对氧化、炎症、代谢紊乱等问题,在多个系统(心血管、神经、代谢、免疫等)中发挥保护作用,因此被认为具有预防慢性疾病的潜力。
并且食物中的槲皮素(比如吃红洋葱、苹果)比补充剂更安全——因为食物里的糖苷形式吸收更高效,且和其他营养成分(如维生素C、膳食纤维)协同作用。
简单来说,槲皮素是“吃出来的健康帮手”——多吃富含它的果蔬,就是在给身体的“抗氧化盾牌”和“炎症刹车”助力。
槲皮素广泛存在于多种植物性食物中,主要来源可以按类别系统整理如下:
槲皮素的主要来源
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doi.org/10.1007/s43450-022-00347-6
1
蔬菜类(含量较高、最主要来源之一)
•洋葱(尤其是红洋葱、紫洋葱,含量最高之一);
•西兰花;
•芦笋;
•菠菜;
•羽衣甘蓝;
•菊苣;
•生菜(深色叶菜更高);
•辣椒(尤其是青椒);
•西红柿(含量中等)。
2
水果类
•沙棘、山楂(含量较高);
•苹果(尤其是果皮中含量较高);
•浆果类:蓝莓、蔓越莓、黑莓;
•葡萄(特别是红葡萄);
•樱桃;
•芒果、李子、葡萄柚;
•柑橘类水果(含量相对较低但普遍存在)。
3
饮品类
•茶(尤其是绿茶、红茶);
•咖啡;
•葡萄汁、柠檬汁、番茄汁;
•红酒(来源于葡萄皮中的槲皮素)。
4
谷物与种子类
•荞麦(非常重要来源,含量较高);
•全谷物(如燕麦等,含量相对较低但稳定)。
5
草本与其他植物来源
•其他洋葱属植物(如大葱、韭菜);
•香菜;
•莳萝;
•其他食用植物叶片和外皮部分(通常富集更多)。
•另外,约有100多种药用植物(如槐米、侧柏叶、高良姜、款冬花、桑寄生、三七、银杏、接骨木等)中均含有此成分。
!
补充说明
总体来看,槲皮素主要来自日常的蔬菜、水果和饮品,是一种典型的“广泛存在但分布不均”的植物活性成分。
补充槲皮素并非简单地“吃进去多少,就能利用多少”,其最终能否被有效吸收并发挥作用,还会受到多种因素的共同影响和限制。
▸ 槲皮素在人体内的吸收与利用
槲皮素在自然界中主要以糖苷形式(如槲皮素-3-O-葡萄糖苷、芦丁等)存在,其吸收过程与葡萄糖苷键密切相关。
这一点非常关键,因为:
•不同糖基 → 决定吸收路径不同;
•生物利用度差异很大。
⑴ 释放与水解(胃肠道阶段)
膳食来源:富含槲皮素的食物如洋葱、苹果等,在胃酸环境下,部分糖苷可能开始解离。
在小肠中发生两条主要路径:
①路径A:刷状缘酶水解(最重要)
酶:乳糖苷酶/β-葡萄糖苷酶(LPH等)
过程:
槲皮素糖苷 → 去糖基 → 变为“游离槲皮素”,
随后通过被动扩散进入肠上皮细胞。
②路径B:转运体介导吸收
典型转运蛋白:
SGLT1(钠依赖葡萄糖转运蛋白)
OATP(有机阴离子转运体)
某些糖苷(如槲皮素-葡萄糖苷)可直接被转运进入细胞
重点:是否带“合适糖基”,直接影响吸收效率
结肠吸收(菌群依赖途径):多糖苷(如芦丁)和未被小肠吸收的糖苷进入结肠,依赖肠道菌群分泌的糖苷水解酶将其转化为苷元(后文将重点分析肠道菌群对槲皮素的影响)。
槲皮素在肠道中的吸收、代谢和运输
编辑
doi.org/10.1002/fft2.50
⑵ 肠上皮内“首过代谢”
刚被吸收后,槲皮素几乎不会以“原形”进入血液,而是迅速被转化:
主要代谢反应:
生成:
进入血液循环的主要是“结合型代谢物”,而非原型槲皮素。
⑶ 肝脏进一步代谢(系统性转化中心)
经门静脉进入肝脏后,再次经历强化的代谢,进一步提高:
随后两条路径:
① 进入体循环 → 分布组织;
② 经胆汁 → 回肠道(肠肝循环)。
意义:
槲皮素在肝脏中吸收、代谢和运输
编辑
doi.org/10.1002/fft2.50
⑷ 分布与排泄
代谢产物进入血液循环,分布至器官:
•肝、肾(最高)
•心、肺;
•脑(可跨血脑屏障)。
槲皮素吸收、代谢和体内消除过程
编辑
doi.org/10.1002/fft2.50
最终通过尿液(约5-10%)和胆汁(大部分)排泄。胆汁排泄的代谢物可能进入肠肝循环,再次被肠道菌群水解,延长作用时间。
▸ 槲皮素吸收利用中存在的主要问题
①极低的水溶性与化学不稳定性:槲皮素苷元脂溶性高但水溶性极差,且在生理pH下易氧化降解,这直接限制了其游离形式的生物利用度。
②广泛的首过代谢:如文献中所述,即使摄入高剂量(如50g洋葱或375mL茶),血浆中几乎检测不到原形槲皮素,全是代谢产物,这降低了其直接生物活性。
③吸收的饱和性:小肠的SGLT1转运体容量有限。当摄入高剂量时,吸收率可能反而下降。
④个体差异巨大:不同个体的肠道菌群组成、代谢酶活性(如COMT)差异导致对同一食物来源的槲皮素响应千差万别。
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▸ 肠道菌群如何影响槲皮素的吸收利用?
肠道菌群对槲皮素的吸收利用并非简单的“辅助”,而是决定其最终生物活性的“重要开关”。这个过程本质上是菌群将大分子、难吸收的槲皮素糖苷“拆解”成小分子、易吸收且具有新活性的代谢产物的过程。
槲皮素在食物中大多以糖苷形式(如芦丁、异槲皮苷)存在。这些糖苷分子量大、极性高,无法直接通过小肠上皮细胞被动扩散吸收。如果肠道菌群缺失,这些物质将作为“无效成分”随粪便排出。菌群的作用就是通过酶切和裂解,将其转化为苷元和酚酸,使其具备跨膜吸收能力。
①第一步:去糖基化(活化)
这是吸收的前提。菌群分泌的糖苷水解酶切掉槲皮素分子上的糖链(如葡萄糖、鼠李糖),释放出活性苷元。
关键菌群包括以下几类:
•拟杆菌属(Bacteroides):如 B.uniformis, B.ovatus,擅长产生广谱糖苷酶。
•乳杆菌属(Lactobacillus)与双歧杆菌属(Bifidobacterium):部分菌株可产生β-葡萄糖苷酶/鼠李糖苷酶。
•大肠杆菌(E.coli)与肠球菌(Enterococcus):部分菌株也具备此功能。
具体作用:将芦丁→ 槲皮素-3-葡萄糖苷 → 槲皮素苷元。
如何影响吸收:苷元的脂溶性远高于糖苷,更易通过被动扩散或转运体进入肠上皮细胞。没有这一步,后续吸收无从谈起。
②第二步:C环裂解(降解)
苷元在结肠深处被特定菌群“拆解”骨架,这是生物利用度差异的最大来源。
关键菌群主要是专性厌氧菌:
•真杆菌属(Eubacterium):尤其是 E. ramulus(细枝真杆菌),这是人类肠道中最主要的槲皮素降解菌之一。它能将槲皮素C环裂解,生成3,4-二羟基苯乙酸(DOPAC)。
•梭菌属(Clostridium):如 C. orbiscindens, C.perfringens(产气荚膜梭菌)。它们能执行类似的裂解反应,生成DOPAC或3-(3,4-二羟基苯基)丙酸等。
•黄酮降解菌(Flavonifractor plautii):专门负责黄酮类化合物的C环裂解。
具体作用:槲皮素苷元 → 查耳酮中间体 → 酚酸(如DOPAC)。
如何影响吸收:苷元虽然能被吸收,但极易被肝脏代谢(首过效应)。而DOPAC等酚酸分子量小、水溶性好,吸收效率极高,且能避开部分首过代谢,直接进入体循环发挥全身作用。
③第三步:次级修饰(再加工)
生成的初级酚酸会被其他菌群进一步修饰,改变其生物活性。
具体作用:
•脱羟基:DOPAC(3,4-二羟基)→ 3-羟基苯乙酸或4-羟基苯乙酸。
•甲基化:生成异香草酸等。
这些修饰改变了代谢物的极性和稳定性,影响了其在体内的半衰期和靶点亲和力。
✔ 菌群协作与代谢产物图谱
肠道菌群是一个生态系统,它们通过“交叉喂养”协作完成代谢。例如,Bacteroides thetaiotaomicron本身不代谢槲皮素,但它能降解淀粉为葡萄糖,为 E.ramulus提供能量,从而促进后者对槲皮素的降解。
槲皮素在肠道内的典型代谢路径与产物:
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✔ 菌群差异如何导致生物利用度“天差地别”
“降解型”菌群 vs “保守型”菌群:若个体肠道内富含 E. ramulus 和 梭菌,槲皮素会被迅速降解为二羟苯乙酸(DOPAC),尿液中酚酸排泄量高,全身可利用的活性代谢物多。
若个体缺乏这些裂解菌,槲皮素可能仅被去糖基化,吸收量有限,且多以原形在肝脏被结合排出。
“菌群-底物”匹配度:摄入芦丁(芸香糖苷)等复杂糖苷,完全依赖菌群的α-鼠李糖苷酶和β-葡萄糖苷酶。缺乏相应酶的菌群(如某些人群),芦丁的生物利用度很低。
摄入洋葱(富含槲皮素-4′-葡萄糖苷),小肠可直接吸收一部分,对菌群依赖较小,故生物利用度相对稳定。
小结:菌群影响的“双刃剑”
正面(增效):菌群将“无效”糖苷转化为高生物利用度的活性酚酸,这是槲皮素发挥抗炎(激活CD8+ T细胞)、神经保护等作用的关键步骤。
负面(失活):过度降解会将槲皮素彻底分解为简单酚酸,丧失其原有的强抗氧化活性(因破坏了共轭结构)。
因此,肠道菌群不仅是槲皮素的“吸收助手”,更是其“活性转化工厂”。个体菌群结构的差异(如普雷沃菌与拟杆菌的比例)直接决定了你吃下去的洋葱或浆果,最终有多少能真正转化为进入血液的“有效槲皮素”。
▸ 槲皮素对肠道菌群的具体影响
槲皮素本质上表现为一种“类益生元调节因子”,其核心作用机制是:选择性促进有益菌生长、抑制致病菌繁殖,同时增强菌群代谢产物(如短链脂肪酸)的生成,从而改善肠屏障功能、降低炎症反应并影响全身代谢过程。
槲皮素对肠道菌群的调节作用主要体现在以下几个方面:
⑴ 促进有益菌的生长
•双歧杆菌(Bifidobacterium)↑:多项研究(包括综述和动物实验)一致发现槲皮素可显著增加双歧杆菌数量。这类菌能产生乙酸和乳酸,抑制致病菌生长,促进肠屏障功能,从而改善肠道稳态。
•乳杆菌(Lactobacillus)↑:作为多酚干预后常见的增加菌属,乳酸杆菌能降低肠道pH值,产生抗菌物质,调节免疫功能。
普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)↑:作为重要的抗炎菌和丁酸主要来源菌,普拉梭菌能抑制NF-κB炎症通路,维持上皮细胞完整性。
•罗斯氏菌(Roseburia)↑:这是一类与代谢健康密切相关的产丁酸菌,其数量增加有助于改善代谢指标。
•Akkermansia muciniphila ↑(部分研究):作为一种黏液降解菌,Akkermansia muciniphila能促进黏液层更新,与肥胖改善和糖代谢改善密切相关。
⑵ 抑制有害菌/条件致病菌
•变形菌门(Proteobacteria)↓:作为肠道菌群失衡的关键标志菌门,变形菌门包含多种致炎菌。研究显示在小鼠中,槲皮素干预可显著降低变形菌门数量。
•大肠杆菌(Escherichia coli)↓:作为典型的内毒素(LPS)来源菌,大肠杆菌数量减少与炎症减轻和肠屏障功能改善相关。
•肠杆菌科(Enterobacteriaceae)↓:这类菌与代谢紊乱密切相关,其数量减少有助于改善代谢指标。
•梭杆菌科(Fusobacteriaceae)(部分下降):与炎症反应和肿瘤发生相关,部分研究显示槲皮素可降低其数量。
⑶ 恢复菌群多样性
菌群多样性是肠道健康的重要指标。文献研究显示,抗生素破坏后肠道菌群多样性显著下降,而槲皮素干预可使α多样性显著恢复。这表明槲皮素的核心作用之一是“把失衡菌群拉回健康结构”。
⑷ 对菌群代谢产物的影响
短链脂肪酸(SCFAs)↑:槲皮素干预可显著增加短链脂肪酸的生成,尤其是丁酸盐↑(最关键)、丙酸盐↑、乙酸盐↑。
动物研究显示,槲皮素干预后粪便丁酸盐水平显著增加。丁酸盐作为肠上皮细胞的主要能量来源,具有多种重要生理功能:增加紧密连接蛋白表达、降低炎症反应、调节免疫Treg细胞等。这是“菌群→宿主”相互作用的关键桥梁。
内毒素(LPS)↓:槲皮素通过减少大肠杆菌和变形菌门等内毒素产生菌的数量,显著降低肠道内毒素(LPS)水平。其结果是:
•降低全身炎症反应
•改善胰岛素抵抗
代谢通路改变:代谢组学研究显示,在小鼠中,槲皮素干预可引起多条代谢通路的改变,这些变化与糖脂代谢改善密切相关。
⑸ 对肠道屏障功能的影响
槲皮素对肠道屏障功能的改善作用主要体现在:
•紧密连接蛋白 ↑:ZO-1、Occludin和Claudin等紧密连接蛋白表达增加;
•肠通透性 ↓:D-乳酸和二胺氧化酶等肠通透性指标显著下降;
•肠道形态改善:绒毛长度增加,黏膜厚度增加。
槲皮素调节肠道微生物组成及肠道屏障保护
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doi.org/10.1002/fft2.50
结果:有效防止”肠漏”发生,减少毒素进入血液循环。
总的来说,槲皮素可以通过促进有益菌、抑制致病菌、增强短链脂肪酸生成并修复肠屏障,将肠道从“炎症型生态”转向“稳态型生态”,进而对代谢、免疫乃至全身健康产生系统性益处。
随着对槲皮素研究的不断深入,人们逐渐发现其与多种药物之间存在较为复杂且多层面的相互作用,这些相互作用可能在一定程度上影响相关药物的疗效发挥,甚至增加不良反应发生的风险。
本章节将围绕槲皮素与不同类别药物之间的相互作用,从其潜在机制入手,结合相关研究结果,对其可能产生的影响及其在临床应用中的意义进行较为全面的介绍。
▸ 槲皮素与药物相互作用的基本机制
槲皮素与药物的相互作用主要通过以下三个途径实现:
⑴ 影响药物代谢酶系统(CYP450酶系)
槲皮素可抑制肝脏和肠道中的细胞色素P450(CYP450)酶系统,尤其是CYP3A4和CYP2C19。这些酶负责许多药物的代谢清除,当它们的活性被抑制时,药物在体内的代谢减慢,导致血药浓度升高,可能增强药效或增加毒性风险。
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⑵ 干扰药物转运蛋白功能
槲皮素可抑制多种药物转运蛋白,包括:
OATP(有机阴离子转运蛋白):如OATP1B1、OATP1B3,主要负责药物从血液进入肝细胞的摄取过程。
P-gp(P-糖蛋白):主要在肠道、肾脏和血脑屏障中表达,负责将药物从细胞内泵出。
BCRP(乳腺癌耐药蛋白):参与多种抗癌药物的外排过程。
MRP2(多药耐药相关蛋白2):参与药物及其代谢物的排泄。
这些转运蛋白被抑制后,会改变药物的吸收、分布和排泄过程,导致血药浓度异常变化。
⑶ 药效学协同或拮抗作用
槲皮素本身具有抗氧化、抗炎、降糖等生物活性,与具有相似或相反作用的药物联用时,可能产生协同或拮抗效应,增强或减弱药物疗效。
简单来说,槲皮素通过“抑制代谢+改变转运+协同药效”这三种方式,影响药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄,从而改变药物的血药浓度(AUC)和最终疗效/毒性。
1
槲皮素与抗癌药物的相互作用
槲皮素与抗癌药物的相互作用具有“双刃剑”特性,既可能增强疗效,也可能增加毒性风险。
✔ 作用机制总结:
槲皮素通过以下途径影响抗癌药物效果:
•抑制P-gp和BCRP表达,逆转肿瘤细胞的多药耐药性。
•增加caspase-3活性和Bax/Bcl-2比值,促进肿瘤细胞凋亡。
•减少ROS相关损伤,发挥抗氧化保护作用。
•抑制NF-κB通路,增强抗炎和抗肿瘤效果。
槲皮素与抗肿瘤药物用于治疗癌症
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doi.org/10.1007/s43450-022-00347-6
2
槲皮素与降糖药物的相互作用
槲皮素本身具有一定的降糖活性,与降糖药物联用时可能产生协同效应,增强降糖效果,但有时也会增加低血糖风险。
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✔ 临床意义:糖尿病患者在服用降糖药物期间,若同时使用槲皮素补充剂,应密切监测血糖变化,警惕低血糖发生,必要时调整药物剂量。
3
槲皮素与抗生素的相互作用
槲皮素与抗生素的相互作用较为复杂,可能增强或减弱药效,或影响药物代谢。
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特别提示:槲皮素还可通过改变肠道菌群组成影响口服抗生素的代谢和吸收,可能导致药效不稳定。
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槲皮素与心血管药物的相互作用
槲皮素与多种心血管药物存在显著相互作用:
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!极高风险组合:地高辛与槲皮素的相互作用已在动物实验中证实可导致猝死,临床应避免合用。
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槲皮素与降脂药物(他汀类)的相互作用
他汀类药物是CYP3A4和OATP的底物,易受槲皮素影响。
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✔ 临床建议:服用他汀类药物的患者,若同时使用槲皮素补充剂,应密切监测肌痛、乏力等症状,定期检查肌酸激酶(CK)水平,警惕肌病和横纹肌溶解症的发生。
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槲皮素与精神药物的相互作用
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7
槲皮素与凝血药物的相互作用
槲皮素具有抑制血小板聚集和抗凝血作用,与抗凝药物联用时可能增加出血风险。
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!特别警告:华法林与槲皮素的相互作用具有高度风险,可能导致严重出血事件,临床上应避免将高剂量槲皮素与华法林联用。
▸ 槲皮素药物相互作用的特点与风险因素
⑴ 剂量依赖性
槲皮素和药物相互作用具有明显的剂量依赖性:
膳食摄入(低剂量):日常饮食中摄入的槲皮素(如每天食用洋葱、苹果等)剂量较低(通常为数毫克至数十毫克),一般不会产生显著的药物相互作用。
补充剂(高剂量):当槲皮素以补充剂形式高剂量摄入时(通常为500mg/天以上),药物相互作用风险显著增加,可能产生临床意义的影响。
⑵ 个体差异大
不同个体对槲皮素与药物相互作用的反应存在显著差异,主要影响因素包括:
肠道菌群组成:肠道菌群可代谢槲皮素,不同菌群结构可能导致槲皮素代谢产物和暴露量的差异。
基因多态性:CYP450酶系(如CYP3A4、CYP2C19)和转运蛋白的基因多态性可影响其活性,导致药物代谢和转运的个体差异。
基础疾病状态:肝肾功能不全可能影响槲皮素和药物的代谢排泄,增加相互作用风险。
⑶ “体外强,体内不一定强”
许多槲皮素的药物相互作用在体外实验中显示显著效果,但在人体研究中可能观察不到同等程度的影响。这是因为:
•槲皮素在体内会被快速代谢,生物利用度较低;
•体外实验中槲皮素浓度通常高于体内可达到的实际浓度;
•肠道首过效应和组织分布特性可能减弱其体内作用。
因此,不能单纯根据体外研究结果推断槲皮素在人体内的药物相互作用强度。
小编的话
槲皮素是一种具有多种生物活性的天然黄酮类化合物,通过抑制CYP450代谢酶、干扰转运蛋白功能和产生药效学协同/拮抗作用,可与多种药物发生相互作用。这些相互作用在高剂量补充剂使用时尤为显著,可能影响药物疗效或增加不良反应风险,尤其是与地高辛、华法林、降糖药和抗癌药等联用时需特别谨慎。
对于大多数健康人群,通过日常饮食适量摄入槲皮素是安全的,无需过度担忧。但对于需要长期服用药物的慢性病患者,特别是服用上述高风险药物的人群,应避免自行使用槲皮素补充剂,必要时在医生指导下使用,并进行密切监测,以确保用药安全有效。
槲皮素作为一种广泛存在于天然食物中的多酚类活性成分,其摄入方式与体内利用效率近年来逐渐受到关注。尽管槲皮素具有多种潜在健康益处,但其实际生物效应在很大程度上受到吸收效率、生物利用度及个体差异的限制。
基于此,有必要对槲皮素的合理摄入途径、补充剂使用时机以及提高其利用率的关键因素进行系统梳理,以更科学地指导其在营养与健康管理中的应用。
吃进去≠被身体用上
在讨论”怎么补”之前,我们必须面对一个重要的科学事实——槲皮素的口服生物利用度极低。
原因包括:
所以,补充槲皮素的核心逻辑从来不是”吃多少”,而是”吃对形式 + 吃得更容易被吸收 + 让肠道菌群帮你加工“。接下来的内容都围绕这个逻辑展开。
1
从天然食物获取:最安全、最推荐的基础方式
✔ 哪些食物富含槲皮素?
槲皮素广泛存在于植物性食物中,但含量差异巨大。以下数据来自数据库及文献汇总:
槲皮素的主要来源
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doi: 10.3390/ph16071020.
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几个值得记住的要点:
✔ 怎么吃才能留住更多槲皮素?
知道吃什么只是第一步,怎么吃同样关键——甚至更关键。
第一,少加工、少去皮: 槲皮素集中在植物表皮和外层组织中。苹果带皮吃、洋葱只去最外层干皮,是最简单的保量策略。煮沸会显著降低槲皮素含量,储存12天的洋葱会损失约33%。因此,优先选择生食,若需烹调,应以快炒或短时蒸煮为宜。
第二,搭配一点脂肪:槲皮素虽非典型脂溶性物质,但具有较强脂溶性,与膳食脂肪同服可使其生物利用度提高约2倍。实际应用中无需精确控制脂肪摄入,简单搭配如橄榄油拌洋葱、西兰花配坚果或苹果蘸花生酱即可。
第三,长期规律摄入远比一次猛吃重要: 口服槲皮素糖苷后,消除半衰期约为11–28小时,这意味着它不会在体内长期蓄积。一次性大量摄入后其水平会迅速回落,而每日少量、持续补充更有助于维持稳定血药浓度,从而发挥抗炎和抗氧化作用。
✔ 天然食物的隐性优势
为什么始终推荐以食物为基础?不只是因为”天然”这个标签,而是有实实在在的科学理由:
简而言之,日常保健和轻度抗炎需求,食物完全够用。
2
补充剂:什么时候才真正有意义?
✔ 谁需要考虑补充剂?
如果你的情况属于以下任何一种,单纯靠食物可能不够:
✔ 补充剂的最大痛点:吸收差
普通槲皮素苷元补充剂面临和食物一样的问题——甚至更严重,因为食物中的糖苷形式反而比苷元更容易吸收。
好在,科学的进步已经提供了一些解决方案:
①先进制剂
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②改变化学形式:槲皮素寡糖苷比苷元吸收率高约 20 倍,比芦丁高 10 倍,比单糖苷高 2 倍。这实际上更接近天然食物中槲皮素的存在形式。
③简单搭配策略:
✔ 安全上限
推荐每日最大剂量为1200mg。1000 mg/天持续 12 周的临床试验未观察到显著副作用,但超过12周的长期安全性数据目前仍然缺乏。
高剂量(>1 g/天)可能引起头痛、胃肠不适、四肢刺痛感,长期大剂量还可能增加肾结石风险(与草酸盐代谢物有关)。此外,槲皮素可抑制甲状腺过氧化物酶和 5′-脱碘酶 I 型,甲状腺功能异常者需格外谨慎。
3
被严重低估的关键变量:肠道菌群
未被小肠吸收的槲皮素进入结肠后,需要特定肠道细菌将其”拆解”为更小的活性分子。目前已鉴定出多个关键菌种:
这些细菌产生的代谢产物——二羟苯乙酸(DOPAC)、原儿茶酸、3-(3,4-二羟基苯基)丙酸等——是槲皮素在体内发挥许多生物学效应的重要”功臣”。
✔ 菌群代谢物增强抗肿瘤免疫
2025 年发表在 Cell Metabolism 上的研究揭示了一个令人振奋的机制:槲皮素被肠道菌群代谢产生的 二羟苯乙酸(DOPAC),可通过激活 KEAP1-NRF2 通路增强 CD8⁺ T 细胞的抗肿瘤免疫功能,并与免疫检查点阻断疗法产生协同效应。
这意味着,槲皮素的抗癌潜力可能高度依赖于你的肠道菌群能否将它转化为 DOPAC。
✔ 个体差异较大
由于每个人的肠道菌群组成不同,对槲皮素的代谢能力存在巨大差异。抗生素破坏菌群后,槲皮素的生物活性显著降低。这解释了一个常见困惑:为什么有人吃了槲皮素觉得效果明显,有人却毫无感觉——不是槲皮素没用,而是你的菌群”加工厂”产能不同。
✔ 怎么优化?养好你的菌群
好消息是,槲皮素与肠道菌群的关系是双向的:槲皮素也能反过来调节菌群组成——降低厚壁菌门/拟杆菌门比值,增加 Akkermansia、双歧杆菌和乳杆菌等有益菌。但要启动这个正向循环,你需要同时做好两件事:
一句话总结:养菌群就是养槲皮素的效果。
✔ 黄金搭配:让槲皮素发挥更大效用
槲皮素 + 维生素C:这是最经典、证据最充分的组合。维生素C不仅能与槲皮素产生协同抗氧化效应,还能稳定槲皮素分子、减缓其氧化降解。
槲皮素 + 多酚:天然食物中,槲皮素从不孤军奋战。白藜芦醇、儿茶素(绿茶)、花青素(浆果)等多酚类与槲皮素存在协同抗炎效应。与其追求单一成分的高剂量,不如通过多样化的植物性饮食构建一个”多酚朋友圈”。
槲皮素 + 膳食脂肪:搭配脂肪可提升约2倍生物利用度。不需要大量油脂,一小勺橄榄油或几颗坚果即可。
一句话总结
槲皮素不是”吃得越多越好”的简单营养素,而是一个依赖吸收效率和肠道菌群加工的功能性成分。
最优策略是:以天然食物为根基,用科学搭配提升吸收,在特定需求下谨慎选择高生物利用度补充剂——同时,永远别忘了照顾好你肠道里那些默默帮你”加工”槲皮素的小小细菌。
来自蔬菜水果中的槲皮素作为一种天然多酚类活性成分,在抗氧化、抗炎、心血管保护、神经保护、抗肿瘤及代谢调节等领域展现出了广泛的潜在益处。
肠道菌群对槲皮素而言是一个精密的活性转化工厂。与此同时,槲皮素也能反过来调节菌群组成,促进有益菌增殖、抑制致病菌、增加短链脂肪酸生成并修复肠屏障,形成一个双向互促的循环。
个体菌群特征可以预判个体对槲皮素的代谢能力,例如关键降解菌(如E. ramulus、Flavonifractor plautii等)的丰度,从而实现”因人制宜”的个性化推荐。
未来槲皮素菌群代谢产物的药理活性值得更深入的研究,尤其是在抗肿瘤免疫、神经保护等方面的具体机制和临床转化潜力。此外,如何通过益生元、益生菌或菌群移植等手段定向优化肠道菌群,以提升槲皮素的生物利用度,值得持续关注和探索。
注:本账号内容仅供学习和交流,不构成任何形式的医疗建议。
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