·我們的概念驗證研究還為合理開發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揮了此作用？

新發現，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。相關論文已于當地時間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）中關鍵功能差異的因果聯系，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》已發布。圖片來源：《細胞宿主和微生物》

據悉，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失調有關，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療保健專業人員和患者面臨的挑戰。此外，關于益生菌對腸道運動有益作用的大多數證據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，“轉化研究迫切需要基于人類隊列的概念驗證研究，并結合動物研究的證據。”

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

研究人員從354名年齡在0-108歲的中國人體內分離出了185株長雙歧桿菌。接著，借助野生長雙歧桿菌菌株綜合庫，他們發現abfA基因簇的調節有效緩解了小鼠便秘，這一關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。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，團隊還發現，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地描述了一個負責阿拉伯糖消化的關鍵遺傳因素，解決了益生菌領域的一個重要挑戰，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，因此可以將其開發為胃腸道疾病的簡單而強大的生物標志物。”