·我們的概念驗證研究還為合理開發(fā)可定制的功能性益生菌建立了可推廣的原則，這些益生菌在多種模式生物中具有持久的治療效果。此外，abfA基因簇在腸道微生物群中非常普遍，因此可以將其開發(fā)為胃腸道疾病的簡單而強大的生物標志物。

人們常說益生菌有助腸道蠕動，但到底是哪個菌株的什么基因發(fā)揮了此作用？

新發(fā)現(xiàn)，擁有abfA基因簇的長雙歧桿菌菌株，會增強對腸道中被稱為“阿拉伯糖”難消化纖維的利用，以此來改善便秘。相關(guān)論文已于當?shù)貢r間11月22日刊登在細胞出版社旗下刊物——《細胞·宿主和微生物》（Cell Host & Microbe）。

“我們建立了遺傳變異abfA基因簇與長雙歧桿菌在多種模式生物（包括小鼠和人）中關(guān)鍵功能差異的因果聯(lián)系，并提供了單個基因簇如何通過阿拉伯糖代謝，影響宿主腸道運動的機制和生態(tài)學見解。”論文共同通訊作者、江南大學食品學院教授翟齊嘯說。

論文《A key genetic factor governing arabinan utilization in the gut microbiome alleviates constipation》已發(fā)布。圖片來源：《細胞宿主和微生物》

據(jù)悉，便秘是一種普遍存在的腸道疾病，全球患病率為10%-15%。便秘與腸道微生物生態(tài)失調(diào)有關(guān)，其特征是有益微生物豐度顯著減少。因此，口服益生菌已被廣泛用于緩解便秘癥狀。

然而，不同益生菌對便秘的治療效果存在很大差異。由于難以捉摸的機制，如何合理選擇益生菌仍然是醫(yī)療保健專業(yè)人員和患者面臨的挑戰(zhàn)。此外，關(guān)于益生菌對腸道運動有益作用的大多數(shù)證據(jù)主要來自對小鼠模型的研究。

“通常在動物模型中有效的益生菌菌株，可能在人體臨床試驗中失敗，或者在人體中的驗證效果很差。”論文共同通訊作者、海南大學食品科學與工程學院教授張家超說，“轉(zhuǎn)化研究迫切需要基于人類隊列的概念驗證研究，并結(jié)合動物研究的證據(jù)。”

基于此，翟齊嘯、張家超，和論文共同通訊作者、香港大學牙醫(yī)學院教授黃適，開始著手識別并系統(tǒng)驗證外源性益生菌，或腸道微生物群影響胃腸道運動的關(guān)鍵遺傳因素。

研究人員從354名年齡在0-108歲的中國人體內(nèi)分離出了185株長雙歧桿菌。接著，借助野生長雙歧桿菌菌株綜合庫，他們發(fā)現(xiàn)abfA基因簇的調(diào)節(jié)有效緩解了小鼠便秘，這一關(guān)鍵的遺傳因素充分利用了阿拉伯糖，而阿拉伯糖是人類難以消化的纖維，也是正常腸道微生物難以獲取的營養(yǎng)來源。

進一步研究表明，除長雙歧桿菌外，對于其它腸道微生物（如擬桿菌等）來說，abfA基因簇的存在與否與其緩解便秘的效果同樣相關(guān)。同時，研究證明功能性便秘患者腸道菌群中abfA基因簇豐度顯著低于健康人，移植高abfA基因簇豐度糞菌可使無菌鼠便秘癥狀得到改善。

此外，團隊還發(fā)現(xiàn)，腸道微生物abfA基因簇豐度可以作為預測功能性便秘的生物標志物。這為緩解功能性便秘的益生菌菌株篩選提供了分子靶標，為功能性益生菌的高效靶向選育提供了新的策略和思路。

“總的來說，這項研究確定并系統(tǒng)地描述了一個負責阿拉伯糖消化的關(guān)鍵遺傳因素，解決了益生菌領(lǐng)域的一個重要挑戰(zhàn)，即益生菌治療功效中廣泛但未知的菌株特異性。”黃適說，“我們的概念驗證研究還為合理開發(fā)可定制的功能性益生菌建立了可推廣的原則，這些益生菌在多種模式生物中具有持久的治療效果。此外，abfA基因簇在腸道微生物群中非常普遍，因此可以將其開發(fā)為胃腸道疾病的簡單而強大的生物標志物。”