瘤胃球菌（Ruminococcus gnavus）菌株水平唾液酸代谢多样性及其在炎症性肠病中的潜在作用

这篇研究揭示了人类肠道共生菌Ruminococcus gnavus（R. gnavus）在唾液酸（sialic acid）代谢途径上的菌株水平差异，发现其独特的2,7-脱水-N-乙酰神经氨酸（2,7-anhydro-Neu5Ac）代谢能力与炎症性肠病（IBD）相关。通过分析77株临床分离菌的基因组和生长表型，首次报道了该物种存在Neu5Ac直接利用的代谢亚型，为理解肠道菌群-宿主互作提供了新视角。

　　

唾液酸代谢的菌株水平多样性
研究聚焦于人类肠道核心共生菌Ruminococcus gnavus（R. gnavus）的独特代谢特征。该菌在炎症性肠病（IBD）患者肠道中常异常增殖，但其致病机制尚不明确。通过比较77株临床分离菌（41株来自健康人，26株来自IBD患者）的基因组，发现其唾液酸代谢途径呈现显著菌株差异。

独特的代谢途径与生态意义
不同于常规粘蛋白降解菌释放游离N-乙酰神经氨酸（Neu5Ac），R. gnavus通过IT-唾液酸酶（NanH）产生2,7-脱水-Neu5Ac。完整代谢该产物需要ABC转运体、NanOx氧化还原酶及NanA/E/K经典代谢酶。值得注意的是，35株菌携带完整代谢基因簇，但分布不随菌株来源或系统发育聚类呈现规律性。

意外发现的代谢亚型
实验验证12株代表性菌株时，发现两株（RJX1126/RJX1128）缺乏2,7-脱水-Neu5Ac转运体却可利用Neu5Ac生长。基因组分析揭示其携带钠溶质同向转运体（SSS）和截短的nanAEK基因簇，通过大肠杆菌互补实验证实该SSS具备Neu5Ac转运功能。这种代谢亚型在R. gnavus中属首次报道。

粘蛋白利用的普遍性
尽管唾液酸代谢能力各异，几乎所有测试菌株均能以猪胃粘蛋白（pPGM）为唯一碳源生长，暗示该物种存在多种粘蛋白降解策略。转录组学曾揭示岩藻糖苷酶和内切半乳糖苷酶等替代途径可能介导这一过程。

疾病关联的启示
研究反驳了前人关于唾液酸转运体仅存在于IBD相关菌株的结论，强调菌株水平分析的重要性。2,7-脱水-Neu5Ac代谢可能通过"代谢劫持"影响肠道菌群组成——该产物可被特定病原体（如大肠杆菌和沙门氏菌）利用，但排斥大多数Neu5Ac利用菌，这种生态位分割或与IBD的菌群失调相关。

未来研究方向
作者建议需在人类肠粘蛋白（MUC2）体系中验证菌株差异，并探索不同代谢型R. gnavus与宿主免疫的互作。该研究为理解微生物代谢微多样性在疾病中的作用提供了范式，提示IBD治疗需考虑病原菌株的精确分型。