解秘肠道“清道夫”：Ruminococcus bromii通过普鲁兰酶驱动抗性淀粉降解改善便秘的机制与临床验证

《npj Biofilms and Microbiomes》：Ruminococcus bromii alleviates constipation by pullulanase-driven resistant starch degradation and microbiota modulation

本研究针对全球高发的便秘病症，从肠道菌群失衡角度切入，通过多组学分析发现Ruminococcus属在便秘患者中显著缺失。团队通过动物模型验证四种Ruminococcus菌株的益生潜力，锁定R. bromii为核心功能菌，并揭示其通过普鲁兰酶（pullulanase）降解抗性淀粉（RS）促进短链脂肪酸（SCFA）生成、调节肠道屏障与神经递质的双通路机制。临床干预试验进一步证实R. bromii是RS改善便秘疗效的关键微生物媒介，为便秘的精准微生态疗法提供新靶点。

　　

你是否曾因排便不畅而困扰？便秘作为全球患病率高达12%-20%的常见胃肠疾病，不仅导致腹胀、腹痛，还严重影响生活质量。当前治疗方法如膳食纤维补充易引发腹胀，泻药可能产生依赖性，而针对结肠动力的药物疗效有限。近年来，肠道菌群失调被证实与便秘密切相关，但具体的微生物靶点及其作用机制尚不明确。

发表在《npj Biofilms and Microbiomes》的最新研究揭开了谜底：华中科技大学刘智团队发现，一种名为Ruminococcus bromii的肠道细菌可能成为便秘治疗的“游戏规则改变者”。研究团队首先对比了20名便秘患者与20名健康人的肠道菌群，发现便秘患者中Ruminococcus属细菌显著减少。随后，他们在洛哌丁胺诱导的便秘小鼠模型中测试了四种Ruminococcus菌株（R. bromii、R. torques、R. obeum和R. gnavus），发现均能缓解便秘症状，其中R. bromii效果最为全面。

关键技术方法

研究采用多中心临床样本（西安马应龙肛肠医院便秘队列）进行16S rRNA测序分析；通过洛哌丁胺诱导小鼠便秘模型评估菌株功能；利用基因组学鉴定R. bromii的糖苷水解酶基因；通过体外培养和动物实验验证抗性淀粉降解能力；构建普鲁兰酶基因突变株和异源表达体系进行功能验证；开展非随机对照临床试验（同济医院，34例患者）评估抗性淀粉干预效果；采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析短链脂肪酸；通过行为学测试（强迫游泳实验、高架十字迷宫等）评估小鼠情绪改善。

研究结果

Ruminococcus是便秘患者与健康人肠道菌群差异的关键特征

通过16S rRNA测序分析发现，便秘患者肠道菌群的α和β多样性均与健康人群存在显著差异。线性判别分析（LEfSe）和随机森林模型均显示，Ruminococcus是区分便秘与健康状态的最重要特征，其在便秘患者中显著减少。

R. bromii及相关菌株增强便秘中的肠道功能

在便秘小鼠模型中，四种Ruminococcus菌株均能提高粪便含水量、缩短首粒黑便排出时间、促进小肠蠕动，并改善结肠组织形态。其中R. bromii表现最为突出，能显著上调黏蛋白（MUC2、MUC3）、水通道蛋白（AQP4）、钠离子通道（ENaC-β、ENaC-γ）及肠屏障蛋白（Claudin-1、Occludin）的表达，同时降低炎症因子水平。行为学实验进一步证实R. bromii可缓解便秘伴随的焦虑和抑郁样行为。

R. bromii通过普鲁兰酶驱动的抗性淀粉降解促进SCFAs产生并缓解便秘

基因组分析显示R. bromii携带27个糖苷水解酶基因，体外实验证实抗性淀粉可促进其生长。动物实验表明，抗性淀粉与R. bromii联用对便秘的改善效果最优，且能显著提高丙酸和丁酸水平。通过紫外诱变获得普鲁兰酶缺陷株（R. bromii-Mut）后，其改善便秘作用消失；而异源表达普鲁兰酶的大肠杆菌或直接补充普鲁兰酶均能模拟R. bromii的功效，证实普鲁兰酶是R. bromii发挥作用的关键。

R. bromii驱动抗性淀粉介导的便秘缓解

临床干预试验显示，34名便秘患者每日补充20克抗性淀粉连续14天后，便秘症状和生活质量评分显著改善。宏基因组分析发现，疗效显著的患者肠道中R. bromii丰度显著升高，且其存在与症状改善呈正相关（OR=6.2, p=0.03）。抗性淀粉干预虽未引起整体菌群结构的剧烈变化，但特异性促进了R. bromii和Bifidobacterium pseudocatenulatum等有益菌的生长。

肠道菌群介导R. bromii的便秘缓解作用

抗生素清除肠道菌群后，R. bromii的益生作用几乎消失，表明其功能依赖于完整的微生物群落。进一步研究发现，R. bromii可促进Akkermansia和Bifidobacterium的生长，但三菌联用未产生协同效应，提示R. bromii可能需要更广泛的菌群协作才能充分发挥作用。

结论与意义

本研究首次系统阐明了R. bromii通过普鲁兰酶降解抗性淀粉、产生短链脂肪酸、调节肠道屏障功能与神经递质水平的多重机制缓解便秘的完整通路。临床验证进一步确立了R. bromii作为抗性淀粉疗效的关键生物标志物和潜在益生菌靶点。

该研究不仅为便秘的微生物疗法提供了新思路，还揭示了“膳食纤维-特定菌株-代谢产物-宿主生理”的精准调控链条，为开发以R. bromii为核心的益生菌或合生元制剂奠定了理论基础。未来，针对R. bromii丰度低的便秘患者进行个性化菌群干预，有望成为突破传统治疗瓶颈的新策略。