便秘型肠易激综合征患者肠道菌群与代谢物的特征分析及其病理机制研究

本研究通过宏基因组学和代谢组学联合分析，揭示便秘型肠易激综合征（IBS-C）患者肠道菌群失调特征：特定益生菌（如Megasphaera elsdenii、Bifidobacterium bifidum）丰度降低，短链脂肪酸（SCFA）代谢通路下调，促炎代谢物白三烯D5（LTD5）水平升高。研究为IBS-C的病理机制提供了微生物-代谢轴新证据，为靶向干预策略开发奠定基础。

　　

引言

便秘型肠易激综合征（IBS-C）是一种以腹痛伴排便频率减少和/或粪便硬化为主的功能性胃肠疾病，占中国IBS病例的三分之一。近年研究发现肠道菌群可能通过代谢产物（如SCFA、胆汁酸）参与其发病，但IBS-C特异的微生物-代谢特征尚未明确。

材料与方法

研究纳入22例IBS-C患者（符合罗马IV标准）和22例健康对照，采集粪便样本进行宏基因组测序（Illumina NovaSeq 6000平台）和代谢组学分析（TripleTOF 6600+质谱）。采用LEfSe分析差异菌种，KEGG注释代谢通路，Spearman检验关联菌群-代谢物。

结果

微生物组特征

α/β多样性分析显示两组整体菌群结构无显著差异（p>0.05），但6个菌种丰度异常：IBS-C组益生菌Megasphaera elsdenii（产SCFA菌）、Bifidobacterium bifidum（黏蛋白降解菌）和Alistipes inops（色氨酸代谢菌）丰度降低（p<0.05），而潜在致病菌Lactobacillus iners升高。KEGG分析揭示IBS-C组碳水化合物转运（如磷酸转移酶系统）和淀粉代谢通路下调，与SCFA减少一致。

代谢组特征

159种差异代谢物中，SCFA（乙酸、丁酸）显著下调，促炎介质白三烯D5（LTD5）上调。代谢通路富集显示：

1. 1.

   能量代谢：丙酮酸（pyruvate）积累但丁酸合成减少，提示菌群糖酵解-丁酸转化障碍；

2. 2.

   氨基酸代谢：苯丙氨酸（phenylalanine）下调可能通过TAAR1-5HT₄轴减弱肠蠕动；

3. 3.

   脂质代谢：溶血磷脂酰胆碱（LPC）减少或影响钙信号介导的肠平滑肌收缩。

菌群-代谢物关联

Megasphaera elsdenii丰度与乙酸（r>0, p<0.05）、异脱氧胆酸正相关；Lactobacillus iners与丁酸负相关（p<0.05），印证菌群失调通过SCFA缺乏促进IBS-C。

讨论

研究首次揭示IBS-C的微生物-代谢特征：

1. 1.

   保护性菌群缺失：Megasphaera elsdenii和Bifidobacterium bifidum减少导致SCFA合成不足，影响肠动力和屏障功能；

2. 2.

   促炎微环境：LTD5上调可能通过半胱氨酰白三烯受体（CysLT₁R）增加肠通透性；

3. 3.

   脑-肠轴失调：苯丙氨酸代谢异常或间接影响5-HT信号传导。

局限性包括样本量较小（n=22/组）和未控制饮食因素（如低FODMAP饮食对菌群的影响）。未来需扩大队列并结合粪菌移植（FMT）验证因果性。

结论

IBS-C患者存在以SCFA代谢缺陷和低度炎症为特征的菌群失调，靶向调控Megasphaera elsdenii-Bifidobacterium bifidum-丁酸轴或成新型治疗策略。