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编辑：缪伊雯/ 主编：张大川、蒋羽鸽/ 学术顾问：寇兴然
【肠道菌群与健康】版主：吴影
河南科技大学古绍彬教授团队：一项随机、双盲、安慰剂对照的临床研究，旨在评估凝结魏茨曼氏菌BC99治疗成人慢性便秘的疗效和安全性
《Frontiers in Nutrition》，IF：4.0
●慢性便秘是一种普遍且多方面的疾病，其出现可归因于饮食、遗传、结肠运动和吸收、社会经济地位、日常行为以及一系列生物和药理学因素的综合作用。全球范围内，慢性便秘影响约16%的人口，其特点是每周少于两次完全自发排便，并伴有大便坚硬、频繁紧张和感觉不完全排便等症状，严重影响生活质量。尽管慢性便秘的药物治疗取得了进展，但仍有40-50%的患者不满意，这促使人们寻找新的治疗方式。肠道菌群由双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌组成，通过合成必需维生素、产生有机酸和过氧化氢等抗菌化合物以及强化肠道黏膜屏障抵御病原体侵袭，在人类健康中发挥着关键作用。作为一种抗原刺激，促进免疫系统的发育和功能，以增强免疫反应。肠道微生物群的破坏会损害整体健康，强调维持肠道微生物群生态系统平衡的重要性。补充益生菌作为一种保持或恢复肠道菌群平衡的可行策略，在增强人体健康和免疫功能的同时提供预防和治疗益处。
为了探讨W. coagulans对慢性便秘人群的改善情况和肠道菌群的影响，河南科技大学古绍彬教授团队2024年7月25日在【Frontiers in Nutrition】杂志上发表了题为“A randomized, double-blind, placebo-controlled clinical study to evaluate the efficacy and safety of Weizmannia coagulans BC99 in the treatment of chronic constipation in adults”的研究成果，为慢性便秘的临床治疗提供参考。
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成果介绍
（1）实验流程
总共筛选了110名参与者，其中103人开始治疗，101人完成研究。参与者被随机分配接受凝结魏茨曼氏菌BC99（20亿CFU/d）或安慰剂，如下图所示，试验严格遵守方案进行。
（2）对PAC-QOL和PAC-SYM评分的影响
PAC-QOL问卷用于评估治疗对参与者生活质量的影响。最初，安慰剂组和BC99组在基线时未发现显著差异(p>0.05)。尽管最初2周评估未显示BC99组与安慰剂组相比有显著改善，但治疗4周后观察到显著改善，达到统计学意义(p<0.05)。值得注意的是，在BC99组中，PAC-QOL评分在2周和4周检查点均较基线显著下降，在后一种评估中进一步下降。评估便秘症状严重程度的PAC-SYM评分显示，安慰剂组在基线和2周之间没有显著变化(p>0.05)。然而，在第4周观察到有统计学意义的改善(p<0.05)。相比之下，BC99组在2周和4周的间隔时间内PAC-SYM评分均较基线显著降低。在4周期间结束时，症状得到显著缓解(p<0.001)。
图2 治疗前后0 ~ 4周患者生活质量评估（PAC-QOL）评分、便秘症状评估（PAC-SYM）评分比较
（3）BC99对便秘患者肠道菌群的有效调节
对101例患者的初始和最终粪便样本进行16S rRNA高通量基因测序，评估BC99对其微生物群组成的影响。利用Chao1、Ace、Shannon和Simpson等指数对群落丰富度和多样性进行评价。与安慰剂组相比，BC99干预后微生物群组成丰富度和多样性的增加，但无统计学意义，表明益生菌干预可以积极改变便秘患者肠道细菌群落的α多样性，有助于有效的便秘管理。主坐标分析（PCoA）显示，在干预前后的4周终点，分为四个不同的聚类组，BC99干预引起肠道微生物群的变化。
图3 16S rRNA测序微生物群组成相似性和物种丰富度。(A) Venn图；(B-E) α -多样性指数；(F) 主坐标分析(PCoA)
BC99干预显著降低了Firmicutes的相对丰度，增加了Proteobacteria的水平(p<0.05)。与基线比较，BC99干预前后15种细菌属差异有统计学意义，特别是Lactobacillus plantarum的相对丰度显著增加。此外，安慰剂和BC99治疗后发现7个有显著差异的属(p<0.05)。与安慰剂组相比，Bifidobacterium丰度显著增加，Collinsella、Ruminococcus等5属的相对丰度显著降低，BC99干预恢复了便秘患者的微生物结构，特别是Bifidobacterium的丰度。
图4 不同分类群门属水平物种相对丰度
通过对KEGG代谢途径的差异性分析，可观察到不同组间样品中微生物群落功能基因代谢途径的差异和变化，结果显示，BC99组与安慰剂组在基线时无明显差异，安慰剂干预前后无明显差异。而BC99干预可以显著调节细胞生长、各种次生代谢物的生物合成、甲状腺激素信号通路、肾细胞癌等19条代谢途径。其中，与BC99干预前相比，BC99组的谷胱甘肽代谢、视黄醇代谢、非洲锥虫病和恰加斯病均有所增强（p<0.05）。此外，与安慰剂组相比，BC99干预可有效激活倍半萜类和三萜类生物合成、类固醇生物合成和糠醛降解途径(p<0.05)。
图5 基于PICRUSTs预测的BC99对便秘患者肠道菌群KEGG通路的影响。(A) BC99干预前后的差异；(B)干预前后BC99组与安慰剂组的差异
（4）重要菌属与便秘主要指标的相关性分析
为了进一步阐明肠道菌群组成的变化是否与便秘的重要指标有关，研究了安慰剂组和BC99组20个优势属肠道菌群与便秘主要指标（包括每周平均SCBMs数、PCA-SYM、PCA-QOL肝脂类）之间的Spearman相关性（图7）。Bacteroides, Parabacteroides, Bifidobacterium, Phascolarctobacterium, Escherichia. Shigella, Streptococcus与便秘患者每周自发完全排便（SCBMs）的平均次数呈统计学显著正相关(p<0.05)。此外，Bifidobacterium作为一种受BC99显著调控的细菌属，与便秘患者每周平均SCBMs数呈正相关(p<0.01)。此外，Bacteroides, Streptococcus的相对丰度与PCA-SYM呈负相关(p<0.05)。综上所述，BC99对重要属的调控会进一步影响便秘的临床特征。
图7 肠道菌群优势属与每周平均SCBMs、PCA-SYM、PCA-QOL之间的Spearman相关性
● 创新性/应用前景
该研究显示BC99显著改善了完全自发排便（CSBM），患者的生活质量评分和便秘症状评分均显著降低，便秘症状得到缓解。值得注意的是，BC99有效地调节了双歧杆菌和瘤胃球菌等关键肠道微生物群，这些微生物群与谷胱甘肽代谢等关键代谢途径有关。凝结魏茨曼氏菌BC99对缓解成人慢性便秘、增强肠道菌群平衡和影响关键代谢途径的是一种有效和安全的治疗选择。
参考文献
https://doi.org/10.3389/fnut.2024.1395083
专家/团队介绍
吴影，副教授，硕士生导师，河南科技大学教学名师，主要从事益生菌与营养健康领域研究。主持和参与国家、省级项目10余项；主持河南省研究生质量提升工程、河南省专创融合特色示范课程，获河南省研究生教学成果一等奖。获河南省科技进步一等奖、河南省科技进步三等奖、中国商业联合会一等奖、中国食品工业协会一等奖、中国食品科学与技术学会二等奖、中国轻工联合会二等奖。发表论文50余篇，其中SCI/EI收录论文30余篇，授权发明专利15件，出版教材著作3部。
古绍彬，教授，博士生导师，河南科技大学食品与生物工程学院院长，河南省食品微生物工程技术研究中心主任，兼任河南省生物工程类专业教学指导委员会委员，河南省食品科学技术学会副理事长、河南省农产品加工与贮藏工程学会副理事长、河南省生物工程学会理事；河南省教学名师、河南省教育系统优秀共产党员、河南省优秀硕士学位论文指导教师、河南省高校青年骨干教师、洛阳市优秀科技杰出人才、洛阳市优秀教师。主要从事食品微生物、食品加工与功能评价、益生菌科学技术等领域研究。主持河南省研究生优质课程、河南省一流课程、河南省精品在线开放课程等，主持获河南省教学成果一等奖。主持完成国家自然基金、省自然基金等省部级项目20余项。获河南省科技进步一等奖、河南省科技进步三等奖、中国商业联合会一等奖、中国食品工业协会一等奖、中国食品科学与技术学会二等奖、中国轻工联合会二等奖等。发表学术论文200余篇，其中SCI、EI收录80余篇，申报国家发明专利40件，授权发明专利22件，出版教材著作5部。
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