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瘤胃球菌属——消化降解关键菌?炎症标志菌?
发布时间:2021-12-06        浏览次数:        
 

  方面起着重要作用,但也与肠道疾病(IBS,IBD,克罗恩等)、免疫性疾病(过敏、湿疹、哮喘等)、神经系统疾病(自闭症,抑郁症等)相关。

  瘤胃球菌是最早发现的胃部细菌之一,在新陈代谢中起着至关重要的作用。瘤胃球菌通过分解宿主消化系统的纤维素来获取营养。也能够发酵葡萄糖和木糖。

  瘤胃球菌能形成细胞是因为它是分解碳水化合物最有效的细菌属之一。我们知道瘤胃球菌是“降解抗性淀粉的关键菌”。

  *抗性淀粉是在小扁豆、豆类和未加工的全谷物等高纤维食物中发现的复杂碳水化合物。

  瘤胃球菌能有效地分解坚硬的植物物质,如细胞壁,这样消化蔬菜不太可能引起胃痛。除此之外还对健康有很多好处,包括:

  多直肠活检标本取自33例活跃的溃疡性结肠炎患者,为期1年。高临床活性指数和乙状结肠镜评分与白色瘤胃球菌Ruminococcus albus呈负相关。

  当婴儿和毛茸茸的宠物一起长大时,他们肠道中的oscillospira和ruminococcus菌株会增加一倍(P  0.05)。这两种菌株可以保护宝宝免于过敏和肥胖。

  对25例脑瘫癫痫患者和21例健康儿童的粪便样本进行16S rDNA测序。

  白色瘤胃球菌(Ruminococcus albus)是一种被认为在瘤胃纤维分解中发挥重要作用的纤维素降解细菌,它能够降解和发酵纤维素和半纤维素。

  然而,虽然大多数瘤胃球菌菌株都能有效地解决消化问题,但不是所有的瘤胃球菌属都是有益健康的,过量的某些菌株可能会引起不适,尤其是Ruminococcus gnavus.

  一项关于瘤胃球菌炎症特性的研究发现,它以葡甘露聚糖多糖的形式产生代谢物。瘤胃球菌多糖可以激发免疫系统细胞,如肿瘤坏死因子TNFα。而TNFα是克罗恩病症状的炎症生物标志物。

  Ruminococcus gnavus是与克罗恩病相关的菌群,已被确定为导致克罗恩病症状的原因之一。

  在克罗恩病患者中活泼瘤胃球菌ruminococcus gnavus的相对丰度升高与症状严重相关。

  Ruminococcus gnavus合成并分泌具有鼠李糖骨架和葡萄糖侧链的复杂多糖glucorhamnan,它可以有效诱导树突细胞分泌炎性细胞因子(TNFα)。

  该文作者Henke说:“如果我们能追踪一个病人,发现这种多糖的基因在病情恶化之前就已经表达出来,那就相当有说服力了,这也意味着这种多糖是克罗恩病发作的原因。”

  假如这个理论正确,研究人员可以针对R. gnavus开发新的治疗克罗恩病和类似炎症性疾病的方法。

  炎症促进黏膜氧化应激,这可能会形成土著微生物群落,有利于兼性厌氧菌的生长,如Ruminococcus gnavus. 它被认为是IBD中改变的微生物群的重要菌群。

  30例为咽喉反流性疾病组,健康志愿者30例为对照组,瘤胃球菌属相对丰度有显著差异(P=0.008),瘤胃球菌属在咽喉反流性疾病组富集。

  R. gnavus还与其他免疫相关疾病有关:儿童哮喘、婴儿湿疹、脊柱关节炎和系统性红斑狼疮。

  前瞻性研究,双胞胎队列 (n = 30) 和年龄匹配的单胎 (n = 14) 的粪便标本。

  在过敏表现出现之前观察到 R.gnavus增加,并且与呼吸道过敏(P 0.002) 或呼吸道过敏与特应性湿疹共存(P 0.001) 相关。

  喂食 R.gnavus 的小鼠出现气道炎症,其特征是结肠和肺中 T-helper 2 细胞的扩增,以及嗜酸性粒细胞和肥大细胞对结肠和肺实质的浸润。

  50 名患有湿疹的婴儿(病例)和 51 名健康婴儿(对照)的粪便样本进行了16s测序。

  最显著的变化是与 类风湿性关节炎和健康对照相比,脊柱关节炎中瘤胃球菌的丰度增加了两倍到三倍,这在两项研究中都很显著,并且与具有炎症性肠病 (IBD) 病史的患者的疾病活动度呈正相关。

  R. gnavus的重复性增加是脊柱关节炎特有的,并且是疾病活动的标志物。

  在一个横断面发现队列中,从61名女性系统性红斑狼疮患者中获得了匹配的血液和粪便样本。进行了粪便16s rRNA分析。

  系统性红斑狼疮患者的瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)总体表现是其他患者的5倍。

  R. gnavus 的作用不仅限于免疫反应,因为它还使氨基酸色氨酸脱羧以产生神经递质色胺,从而增加了这种菌群与肠道或中枢神经系统相互作用的可能性。

  抗抑郁药降低了瘤胃球菌的丰度。补充 Ruminococcus flavefaciens 可减轻度洛西汀的效果。R. flavefaciens处理可引起皮层基因表达的改变,上调线粒体氧化磷酸化相关基因,下调神经元可塑性相关基因。

  此外,R. flavefaciens 影响大脑中的基因网络,提示了抗抑郁治疗效率的微生物调控机制。

  总之,该研究表明R. flavefaciens减轻抗抑郁药效果。那么对于抑郁治疗的思路可以从微生物开始,将菌群调节与抗抑郁药联合用于耐药个体,可以提供一种潜在的方式来实现有利的肠道微生物群平衡,从而增强抗抑郁药的治疗效果。

  大部分研究认为,瘤胃球菌属与 T2D 呈正相关(小部分研究结果不一致)。

  瘤胃球菌喜欢植物中的多糖。如果肠道中有过多的瘤胃球菌,可想而知细胞会吸收更多的糖,那就不可避免地导致体重增加。

  肠道中瘤胃球菌属的丰度也受饮食的影响,但饮食的作用似乎很复杂。该复杂作用可能源于瘤胃球菌属的复杂构成。

  瘤胃球菌属包括有益菌和有害菌。例如,已知Ruminococcus bromii对健康具有有益效果。

  当长期食用水果和蔬菜时,瘤胃球菌属能够发酵复合糖类,产生乙酸酯、丙酸盐以及具有抗炎效益的丁酸盐。

  *抗性淀粉包括物理不可接近淀粉(RS1)、天然颗粒淀粉(RS2)、逆反应淀粉(RS3)或化学改性淀粉(RS4),RS2则较RS4提高了布氏瘤胃球菌Ruminococcus bromii的比例,食物中的RS作用可能取决于所使用RS的类型。

  长期补充鼠李糖乳杆菌Lactobacillus rhamnosus GG,对儿童肠道菌群的组成有影响,导致普氏菌、乳球菌和瘤胃球菌的丰度增加。

  玉米可溶性纤维21g/d, 3周,随机对照试验,交叉试验,瘤胃球菌属减少。

  虽然有这么多方法可以调节菌群,但是不要盲目干预,重要的还是要在知道自身菌群构成,结合相应症状干预才是最佳。