黎巴嫩溃疡性结肠炎患者肠道菌群特征初探：一项揭示地中海人群特异性微生物标志物的试点研究

《Scientific Reports》：Gut microbiota profiling in Lebanese ulcerative colitis patients and healthy controls from a pilot study

本研究针对黎巴嫩人群溃疡性结肠炎(UC)肠道菌群特征数据缺乏的现状，首次对11名UC患者和11名健康对照(HS)进行了16S rRNA V3-V4区测序分析。研究发现UC患者肠道微生物α多样性（如Faith's PD、Shannon指数）显著降低，β多样性存在显著差异。在属水平上，Ruminococcus、Bacteroides和Coprococcus等短链脂肪酸(SCFA)产生菌在UC组中显著减少，而Faecalibacterium prausnitzii等关键有益菌未见显著变化，此发现与全球部分研究趋势不同，凸显了区域特异性微生物特征，为开发个性化菌群靶向疗法提供了重要区域数据。

　　

在我们身体的肠道深处，居住着一个庞大而复杂的微生物世界，它们被称为肠道微生物群。这个微小的生态系统与我们的健康息息相关，尤其是一种名为溃疡性结肠炎(UC)的慢性炎症性肠病(IBD)。UC患者常常遭受腹痛、腹泻、直肠出血等痛苦，其发病与遗传、环境、免疫失调以及肠道菌群失调（即微生物组成失衡）密切相关。全球范围内的研究已经证实，UC患者的肠道微生物多样性会降低，一些有益菌，比如能产生抗炎物质短链脂肪酸(SCFA)的细菌会减少。然而，不同地区的人群由于遗传背景、饮食习惯（如地中海饮食）、生活环境等因素的差异，其肠道菌群构成可能大不相同。遗憾的是，对于黎巴嫩这样的地中海东部国家，UC患者的肠道微生物特征却一直是个未知数。黎巴嫩人群具有独特的地中海饮食传统和遗传背景，了解他们的肠道菌群，对于开发针对该地区的个性化治疗方案至关重要。

为了填补这一空白，由Fayez Yassine、Hassan Abbas等研究人员组成团队，在《Scientific Reports》上发表了他们的试点研究成果。他们首次对黎巴嫩人群的肠道菌群进行了描绘和比较。研究人员招募了11名UC患者和11名健康对照者，收集了他们的粪便样本。为了尽可能保持样本中微生物的活性，他们使用了一种特殊的冷冻保存液，并在厌氧条件下处理和运输样本。接着，他们从样本中提取微生物的DNA，并针对16S rRNA基因的V3-V4可变区进行扩增子测序（Amplicon Sequencing）。这是一种常用的技术，可以通过分析这个特定基因区域来识别样本中存在的不同细菌种类。获得的海量基因序列数据随后通过专业的生物信息学流程进行处理：首先进行质量控制和去噪，然后生成扩增子序列变异(ASV)，最后将这些序列与数据库比对，给每个ASV分配从门(Phylum)到种(Species)的分类学标签。为了比较UC患者和健康人肠道微生物的差异，研究人员计算了多种多样性指标：α多样性（反映单个样本内部的微生物多样性，如Shannon指数、Faith's PD等）和β多样性（反映不同样本间微生物组成的差异，使用未加权UniFrac距离）。统计比较则采用了Mann-Whitney U检验等适用于微生物组数据的方法。

Characteristics of the studied groups:

研究人员首先比较了两组参与者的基本特征，包括性别、年龄、体重指数(BMI)、用药情况、饮食（如地中海饮食依从性）、吸烟和饮酒习惯等。统计结果显示，两组在这些基线特征上没有显著差异，这表明后续观察到的微生物组差异更可能与UC疾病状态本身相关，而不是这些人口统计学或生活方式因素造成的混淆。

Assessment of Alpha and Beta Diversity in UC and Healthy Samples

通过分析α多样性，研究发现UC患者的微生物多样性显著低于健康对照。具体来说，Faith's Phylogenetic Diversity (PD) 和 Shannon指数均显示UC组多样性显著降低（p < 0.05），表明UC患者肠道中微生物的种类数量和进化广度都减少了。不过，衡量物种分布均匀度的Pielou's evenness指数在两组间没有显著差异，说明多样性的降低主要由于某些特定类群的丢失，而非所有微生物均匀减少。其他如ACE、Chao1和Simpson指数也支持了UC组丰富度下降的结论。

在β多样性方面，基于未加权UniFrac距离的分析表明，UC患者和健康对照的整个肠道微生物群落结构存在显著差异（PERMANOVA检验，p = 0.002）。这意味着UC患者的肠道微生物构成作为一个整体，与健康人明显不同。

Differences in the gut microbiota composition among patients with UC compared to the healthy samples

在门（Phylum）水平上，Bacillota（厚壁菌门，旧称Firmicutes）和Bacteroidota（拟杆菌门，旧称Bacteroidetes）是两组中最优势的两个门，但UC组中Bacteroidota的比例相对升高（16.6% vs 12.4%），而Bacillota和Actinomycetota（放线菌门，旧称Actinobacteria）的比例略有降低。Bacillota/Bacteroidota比值在UC组中也更低（4.44 vs 6.82）。值得注意的是，与一些其他研究不同，通常与肠道失调相关的Pseudomonadota（变形菌门，旧称Proteobacteria）在本研究的UC组中并未显著升高。统计上，只有Cyanobacteriota（蓝藻门）和Methanobacteriota（甲烷杆菌门）这两个低丰度门在两组间有显著差异，且均在健康组中更常见。

在属（Genus）水平上，分析发现五个属在UC组中显著减少：Ruminococcus（瘤胃球菌属）、Faecousia、Vescimonas、Bacteroides（拟杆菌属）和Coprococcus（粪球菌属）。这些菌很多是已知的SCFA生产者。然而，一个非常关键的发现是，通常在全球UC研究中被报道减少的有益菌Faecalibacterium（粪杆菌属），在黎巴嫩UC患者和健康对照之间却没有显示出显著差异。同样，Blautia和Prevotella（普雷沃菌属）的丰度也无显著变化。

在种（Species）水平上，一些未分类的物种显示出差异。例如，未分类的Peptostreptococcaceae_256921在UC组中显著富集，而未分类的Lachnospiraceae（毛螺菌科）和Ruminococcus_E sp003438075则在健康组中更丰富。而著名的有益菌Faecalibacterium prausnitzii在两组中的丰度相当。

综上所述，这项针对黎巴嫩人群的试点研究首次揭示了UC患者独特的肠道微生物特征。研究确认了UC与肠道微生物多样性降低和群落结构改变相关，并发现了一些SCFA产生菌（如Ruminococcus, Bacteroides, Coprococcus）的特异性减少。然而，最关键的区别在于，在黎巴嫩UC患者中，Faecalibacterium prausnitzii这一重要的有益菌并未像全球许多其他研究报道的那样显著减少。研究人员在讨论中指出，这种差异可能源于黎巴嫩人群特有的因素，如地中海饮食、遗传背景或环境暴露。这强烈表明，肠道微生物失调的模式可能具有地域特异性。因此，在开发基于微生物组的疗法（如益生菌、粪菌移植FMT）时，必须考虑目标人群的特定背景，不能简单照搬其他地区的模式。这项研究为在黎巴嫩乃至更广泛的中东地区开展更大规模、更深入的肠道微生物组研究（例如结合宏基因组学、代谢组学和饮食评估）奠定了重要基础，并强调了未来个性化、区域性微生物靶向治疗的发展方向。当然，作为一项试点研究，其样本量较小，且16S rRNA测序在物种和功能分辨率上存在局限，这些发现需要在未来更大样本量和更先进技术的研究中进一步验证。