益生菌Lacticaseibacillus rhamnosus CNCM I-3690通过调节肠道菌群缓解学业压力的随机对照试验

本研究针对心理压力导致的肠道菌群紊乱问题，通过随机对照试验探究了L. rhamnosus CNCM I-3690益生菌对考试压力下学生肠道微生物组的调节作用。采用定量微生物组分析(QMP)和宏基因组测序技术，发现该菌株能维持α多样性，促进Faecalibacterium prausnitzii等有益菌增殖，并与降低焦虑评分(STAI)显著相关。研究为微生物-肠-脑轴(Microbiome-Gut-Brain Axis)机制提供了新证据，为开发抗压力益生菌制剂奠定基础。

　　

在现代快节奏生活中，学业压力已成为影响大学生身心健康的重要因素。越来越多的证据表明，肠道微生物组通过复杂的微生物-肠-脑轴(Microbiome-Gut-Brain Axis)与中枢神经系统进行双向交流，这种联系可能成为缓解心理压力的新靶点。然而，现有关于益生菌改善心理健康的研究结果参差不齐，这既与菌株特异性有关，也可能源于传统微生物组分析方法在定量和功能研究方面的局限性。

针对这一科学问题，比利时VIB-KU鲁汶微生物学中心(VIB-KU Leuven Center for Microbiology)与鲁汶大学医院(UZ Leuven)的研究团队开展了一项创新性研究。他们采用定量微生物组分析(QMP)技术，探究了Lacticaseibacillus rhamnosus CNCM I-3690益生菌对考试压力下学生肠道菌群的调节作用。这项研究成果发表在《npj Biofilms and Microbiomes》上，为理解益生菌缓解心理压力的微生物学机制提供了重要线索。

研究人员采用的主要技术方法包括：随机双盲对照试验设计（79名健康学生）；定量16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序；基于流式细胞术的微生物绝对定量；应激生物标志物（皮质醇、唾液α-淀粉酶）和心理量表（STAI、PSS）检测；以及微生物共现网络分析（SPRING算法）。

研究结果

基线肠道微生物组特征
通过Dirichlet-Multinomial Mixtures(DMM)分析，发现年轻学生群体中Bact2肠型比例显著高于普通人群。这种肠型以较高的粪便水分含量和较低的α多样性为特征，但与基线压力水平无显著相关性。

益生菌干预效果
定量分析显示，L. rhamnosus CNCM I-3690摄入显著增加了目标菌株的绝对丰度（p<0.001）。更重要的是，益生菌组在考试压力期间表现出：

• 更高的α多样性指数（Inverse Simpson指数p=0.005）
• 更低的个体内Bray-Curtis差异（p=0.009）
• Ruminococcus bicirculans等菌种的丰度维持

微生物网络动态
SPRING网络分析揭示了L. rhamnosus与多种有益菌的共现关系：

• 干预2周时：与丁酸盐生产者（Faecalibacterium、Coprococcus）和双歧杆菌（Bifidobacterium longum）正相关
• 考试期间：与B. longum的互作持续存在
  网络中心性分析显示益生菌组形成了更具层级结构的微生物群落。

功能与临床关联
基因组分析发现L. rhamnosus CNCM I-3690携带肌醇降解途径（MGB040）等15个肠脑模块(GBM)。临床数据显示：

• Faecalibacterium prausnitzii丰度增加与焦虑评分(STAI)降低显著相关
• 特定菌种变化与皮质醇水平呈负相关

结论与意义
这项研究首次采用定量微生物组分析方法，系统阐述了L. rhamnosus CNCM I-3690在心理压力下调节肠道菌群的作用机制。研究发现该菌株能稳定微生物群落结构，促进有益菌增殖，并通过特定代谢途径（如肌醇降解）可能影响宿主应激反应。尽管功能改变较轻微，但微生物生态网络的重新布线可能成为其发挥益生效应的关键。

该研究为微生物-肠-脑轴理论提供了新的实证支持，其创新性体现在：

1. 采用QMP技术克服了传统相对丰度分析的局限性
2. 揭示了益生菌在真实压力场景下的微生物生态学效应
3. 为开发靶向肠道菌群的抗焦虑干预策略提供了菌株选择依据

未来研究需要结合代谢组学深入解析菌株特异性代谢物的作用，并在不同压力水平人群中验证这些发现。这项工作标志着向精准微生物组干预迈出了重要一步，为心理健康管理提供了新的微生物学视角。