科学家们已经确定了益生菌长双歧杆菌中负责改善肠道蠕动的基因。一个研究小组于 11 月 21 日^在《Cell Host & Microbe》杂志上发表报告发现，拥有abfA基因簇的长双歧杆菌菌株可以通过增强肠道中一种名为阿拉伯聚糖的难消化纤维的利用来改善便秘。

我们建立了遗传变异（ abfA簇）与益生菌长双歧杆菌在包括小鼠和人类在内的多种模型生物体中的关键功能差异之间的因果关系，并提供了关于单个基因簇如何影响的机制和生态学见解通过阿拉伯聚糖代谢来调节宿主的肠道蠕动。”

论文共同通讯作者之一，江南大学翟启晓

便秘是一种全球流行的肠道疾病，全球患病率为 10% 至 15%。胃肠动力受损与肠道微生物失调有关，其特点是有益微生物丰度显着减少，其中一些微生物通常被称为益生菌。因此，口服益生菌已被广泛用于缓解症状。

然而，同一物种内不同菌株的益生菌对便秘的治疗效果往往存在很大差异。由于难以捉摸的机制，益生菌的合理选择对于医疗保健专业人员和患者来说仍然具有挑战性。此外，大多数关于益生菌对肠道蠕动有益影响的证据主要来自使用小鼠模型的研究。

该研究的第二位共同资深作者、海南大学的张家超表示：“益生菌菌株通常在动物模型中有效，但在人体临床试验中失败或在人体中验证不佳。”“转化研究迫切需要基于人类队列的概念验证研究与动物研究的证据相结合。”

该论文的第三位共同通讯作者、香港大学的 Zhai、Zhang 和 Shi Huang 着手识别并系统验证影响胃肠动力的外源益生菌或常驻肠道微生物群的关键遗传因素。他们从 354 名年龄从 0 岁到 108 岁的中国受试者中分离出 185 个长双歧杆菌菌株。

从野生长双歧杆菌菌株综合库中，他们发现有效缓解小鼠便秘是由abfA簇调节的。这一关键遗传因素优先增强阿拉伯聚糖的利用，阿拉伯聚糖是植物多糖的常见成分，是人类难以消化的纤维，也是正常肠道微生物难以获取的营养来源。

研究人员利用基因敲除实验进一步验证了abfA簇的功能作用。在患有便秘的小鼠中，长双歧杆菌（而非abfA突变体）改善了胃肠道传输时间，这种效果取决于饮食中的阿拉伯聚糖。

为了确定其改善人类便秘的功能作用，研究人员结合宏基因组学和代谢组学进行了临床试验和人对小鼠粪便微生物群移植实验。在双盲、随机、安慰剂对照临床试验中，补充携带abfA簇的长双歧杆菌（而非abfA缺陷菌株）可以丰富居民对阿拉伯聚糖的利用，增加有益代谢物，并改善便秘症状。

在人类队列中，粪便微生物组中abfA簇的丰度可以预测便秘，而将富含abfA簇的人类微生物群移植到便秘小鼠体内可以改善肠道蠕动。值得注意的是，除了长双歧杆菌外，abfA基因/簇在肠道居民中普遍存在，调节小鼠和人类的症状。

作者表示，abfA簇是人类便秘的肠道微生物组治疗靶点。更广泛地说，结果表明，在筛选益生菌或推断其对胃肠道疾病的治疗功效时，应主要考虑控制益生菌独特代谢能力的遗传因素。

黄说：“总的来说，这项研究确定并系统地描述了负责阿拉伯聚糖利用的关键遗传因素，解决了益生菌领域的一个关键挑战，即益生菌治疗功效中广泛但未知的菌株特异性。”“我们的概念验证研究还为合理开发可定植的功能性益生菌建立了普遍原则，这些益生菌在多种模型生物中具有持久的治疗功效。此外，abfA 簇在肠道微生物群中非常普遍，因此可以将其开发为简单的但却是胃肠道疾病的强大生物标志物。”

该工作得到了国家自然科学基金委的支持。