Weizmannia coagulans BC99通过调节胃微生物组-代谢物轴缓解幽门螺杆菌感染炎症的机制研究

为解决幽门螺杆菌（H. pylori）感染导致的胃黏膜炎症及抗生素耐药问题，研究人员通过胃微生物组与非靶向代谢组学技术，探究了Weizmannia coagulans BC99对H. pylori感染小鼠的治疗效果及机制。研究发现，BC99通过恢复ZO-1/Occludin表达增强胃黏膜屏障，调控TLR4/NF-κB和JAK2/STAT3通路降低促炎因子IL-17A/IL-23，并重塑胃微生物组（如提升Lactobacillus、抑制Enterobacter）。代谢组学揭示其通过甘油磷脂代谢和牛磺酸代谢途径调控PC、胆碱等代谢物。该研究为益生菌辅助治疗H. pylori感染提供了新策略，发表于《Journal of Future Foods》。

　　

幽门螺杆菌（H. pylori）感染是全球范围内导致慢性胃炎、胃溃疡甚至胃癌的首要病因，其感染率高达40%-90%。尽管抗生素联合疗法是当前主流治疗手段，但日益严重的耐药性问题使得根治率逐年下降。更棘手的是，H. pylori感染会破坏胃黏膜屏障、诱发持续性炎症反应，并扰乱胃部微生态平衡。在这一背景下，寻找能够替代或辅助抗生素治疗的方案成为研究热点。益生菌因其调节菌群和免疫的潜力备受关注，但关于芽孢杆菌属（如Weizmannia coagulans）抗H. pylori感染的具体机制仍不清楚。

为解决这一问题，郑州大学的研究团队通过整合微生物组学和代谢组学技术，系统评估了W. coagulans BC99对H. pylori感染小鼠的干预效果。研究首先构建H. pylori SS1感染的小鼠模型，通过灌胃给予不同剂量（10⁸-10¹⁰ CFU/mL）的BC99菌悬液，观察其对胃黏膜病理、炎症因子及微生物-代谢网络的影响。关键技术包括：16S rRNA测序分析胃内容物菌群组成、非靶向代谢组学（UHPLC-Orbitrap MS）检测代谢物变化、免疫荧光/组化评估ZO-1/Occludin及TLR4/NF-κB通路蛋白表达，以及ELISA定量血清炎症因子（IL-10、IL-17A等）。

3.1 BC99改善H. pylori感染症状
通过快速脲酶试验和胃组织匀浆培养证实，BC99高剂量组（BC99-H）使H. pylori定植量显著降低62%（6.8×10⁶ vs 1.8×10⁷ CFU/g），血清H. pylori-IgG抗体水平呈剂量依赖性下降。银染和H&E染色显示，BC99干预组胃黏膜结构完整性明显改善，炎性细胞浸润减少。

3.2 BC99修复胃黏膜屏障
免疫荧光显示BC99-H组紧密连接蛋白ZO-1和Occludin表达较感染组提升13.34%和16.50%，qPCR进一步验证其基因表达上调。这表明BC99通过修复紧密连接结构降低胃黏膜通透性。

3.3 BC99调节消化酶活性
H. pylori感染导致胃蛋白酶、纤维素酶和α-淀粉酶活性显著降低，而BC99-H组分别恢复至对照组的1.52倍、1.33倍和1.50倍，提示其可改善消化功能。

3.4 BC99抑制炎症通路
代谢组学发现BC99通过甘油磷脂代谢下调PC(18:0)和胆碱，并通过牛磺酸代谢调节2-羟基乙磺酸水平。血清检测显示BC99-H组促炎因子IL-17A和IL-23分别降低12.27%和65.16%，抗炎因子IL-10升高。免疫组化证实BC99抑制TLR4/MyD88/NF-κB和JAK2/STAT3通路激活，阻断炎症级联反应。

3.5-3.6 微生物组-代谢物互作
16S测序揭示BC99逆转H. pylori诱导的菌群失调：有害菌Enterobacter、Enterococcus和Coriobacteriaceae_UCG-002丰度下降，有益菌Lactobacillus和Prevotella_9增加。LEfSe分析发现BC99-H组富集Akkermansia等抗炎菌属。代谢通路分析表明，BC99主要干预甘油磷脂代谢和牛磺酸代谢，相关代谢物与IL-23水平显著相关（P<0.01）。

这项研究首次阐明W. coagulans BC99通过“微生物-代谢-免疫”三轴协同作用缓解H. pylori感染的分子机制。其不仅通过竞争定植抑制病原菌，还能重塑胃微生态、修复屏障功能，并靶向调控TLR4/NF-κB和JAK2/STAT3通路减轻炎症。尽管临床转化仍需更多验证，但该研究为开发基于益生菌的H. pylori辅助疗法提供了理论依据，尤其对解决抗生素耐药问题具有重要价值。未来可进一步探索BC99与抗生素联用的协同效应，以及其在人体胃微环境中的长期调控作用。