2019.09.10 周二

Microbiome: 饮食缓解慢性肠病与微生物菌群结构的改变和次生胆汁酸的合成有关

编译|钟浩

推荐|钟浩

2019年8月31日，Microbiome（IF 10.465）发表一篇名为“Diet-induced remission in chronic enteropathy is associated with altered microbial community structure and synthesis of secondary bile acids”的研究性论文，该文的通讯作者为宾夕法尼亚大学Daniel P. Beiting。

文献内容

研究背景

肠道菌群与炎症性肠病的发生和持续密切相关。尽管膳食是调节肠道菌群组成和功能最有效的方式之一，而且饮食干预还是治疗小儿克罗恩病的一线疗法，但饮食诱导的肠病缓解和微生物菌群之间的关系却知之甚少。该研究中，作者采用了营养治疗后病情表现出极大的缓解的自然发生的慢性炎症性肠病模型，为此开展了一项纵向研究，集成临床监测、16S rRNA基因扩增子测序、宏基因组测序、代谢物分析和全基因组测序，以调查治疗饮食、微生物群和疾病之间的关系。

研究方法及思路

实验1：饮食治疗诱导的缓解和肠道菌群的变化，是否与膳食的敏感度有关？缓解作用是否与慢性肠病菌群的变化有关？若对微生物改变，对肠道微生物代谢物的改变又如何呢，是否有关联？

纳入29只慢性肠病（chronic enteropathy, CE）犬，从现在的饮食换成商业化的具有治疗功能的水解蛋白的饮食。将犬分为饮食响应（diet-responsive，DR）和非饮食响应（non-diet-responsive，NDR）。作者假设在DR动物中饮食治疗后观察到的菌群变化将与缓解有关，而不仅仅是对独立于临床结果的饮食的反应。饮食诱导的缓解与代谢物和次生胆汁酸水平增加有关。

实验2：假设在该研究中观察到的次生胆汁酸可以影响微生物群落结构，设计了体外实验。

实验3：为了寻找饮食治疗后石胆酸和脱氧胆酸的潜在来源，分析具体哪株菌可能是潜在菌株，利用C. hiranonis灌胃DSS模型小鼠验证假设。

实验4：作者分析了接受专有肠内营养治疗的20位儿童克罗恩病患者中可能会出现类似的诱导含bai操纵子的梭状芽孢杆菌，发现潜在作用菌株。

研究结果

结果表明，水解蛋白饮食带来的缓解作用伴随着肠道菌群结构的改变，表现为病原菌（如大肠杆菌和产气荚膜梭菌）丰度降低，菌群失调的严重程度降低，次生胆汁酸、石胆酸和脱氧胆酸水平增加。在体外，这些胆汁酸的生理水平抑制大肠杆菌和产气荚膜梭菌分离株的生长。宏基因组分析和全基因组测序鉴定出胆汁酸产生菌Clostridium Hiranonis在饮食干预后升高，并且Clostridium Hiranonis可能是缓解期间次生胆汁酸的来源。当向小鼠灌服C. Hiranonis时，保留了脱氧胆酸的水平，并改善了与DSS结肠炎相关的病理。最后，一种密切相关的胆汁酸产生者Clostridium scindens与饮食诱导的小儿克罗恩病的缓解有关。