《Bacteria》：Comparison of Two Active Doses of Microencapsulated Lacticaseibacillus rhamnosus GG in a Yoghurt Drink on Gut Microbiome Profiles in Healthy Adults: A Randomised, Double-Blind Crossover Trial
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益生菌的功效可能依赖于可靠的肠道暴露，然而将递送工程与人类可测量的微生物组反应相关联的临床证据仍然有限。研究人员在一项随机、双盲、两周期交叉试验中，比较了26名健康成年人摄入两种活性剂量的微囊化鼠李糖乳杆菌GG（Lacticaseibacillus rhamn
益生菌的功效可能依赖于可靠的肠道暴露，然而将递送工程与人类可测量的微生物组反应相关联的临床证据仍然有限。研究人员在一项随机、双盲、两周期交叉试验中，比较了26名健康成年人摄入两种活性剂量的微囊化鼠李糖乳杆菌GG（Lacticaseibacillus rhamnosus GG）的效果。参与者分别以酸奶饮品形式每日摄入2×10? CFU（2BN）和6×10? CFU（6BN），各持续28天，期间设有14天洗脱期。胃肠道指标、耐受性、排便习惯指标及所测量的生物标志物在两种剂量下均保持稳定。通过宏基因组学分析，在基线时8/23名参与者、6BN后12/23名参与者以及2BN后10/23名参与者的粪便中检测到鼠李糖乳杆菌（L. rhamnosus）。这些数据代表边际流行计数，并不能确定个体的获得、活力、持久性或定植。基于Aitchison距离的物种水平PERMANOVA分析显示，6BN期间存在显著的期内微生物组变化，而2BN期间未观察到该变化。与维生素/辅因子生物合成、多胺生物合成、糖原降解、多药耐药外排泵和四氢生物蝶呤生物合成相关的共生厌氧类群和宏基因组功能模块出现方向性变化。微囊化鼠李糖乳杆菌GG在两种剂量下均安全且耐受性良好。
论文解读：微囊化鼠李糖乳杆菌GG两种剂量对健康成人肠道微生物组的影响
研究背景与问题
人体肠道微生物组是宿主生理的重要调节者，影响代谢稳态、免疫功能及神经内分泌信号。菌群失调与炎症性肠病、代谢功能障碍和功能性胃肠疾病等多种状况相关，因此通过膳食干预调节肠道菌群成为研究热点。鼠李糖乳杆菌GG（Lacticaseibacillus rhamnosus GG，简称LGG，原名为Lactobacillus rhamnosus GG）是研究最深入的益生菌菌株之一，其基因组编码黏液结合菌毛、上皮黏附相关表面蛋白等与宿主互作的特征。临床荟萃分析支持LGG在儿童抗生素相关性腹泻等特定适应证中的益处。然而，益生菌功效依赖于可靠的肠道暴露，而仅以菌落形成单位（CFU）表示的摄入剂量可能无法准确反映实际到达肠道并产生生物学效应的活菌数量。游离细胞制剂易受上消化道恶劣理化环境影响，胃酸（pH<3）、消化酶、胆汁盐、氧气暴露和机械应力均会降低益生菌活性。此外，即便活菌通过上消化道，其在肠道的稳定定植也并不常见，多数益生菌仅短暂经管腔通过，产生可变且宿主特异性的生物信号。个体间定植易感性差异显著，部分宿主具有"容许性"微生物组，允许摄入菌株在粪便中被短暂检测到，而另一些则表现出由基线微生物群落结构驱动的强定植抵抗。微囊化技术作为一种递送策略，旨在保护益生菌在加工、储存和上消化道转运过程中的活性，并促进其在肠道环境中释放。虽然体外研究一致证明微囊化益生菌在模拟胃肠条件下的存活率提高，但将递送工程与人类可测量的微生物组反应相关联的临床证据仍然有限。因此，研究人员开展了一项随机、双盲交叉试验，比较微囊化LGG两种活性剂量（2×10? CFU/天和6×10? CFU/天）在健康成年人中的胃肠道耐受性及肠道微生物组反应，探讨较高给药剂量是否与更强的粪便检出信号和不同的期内微生物组模式相关。
研究设计与方法
该研究在爱尔兰都柏林圣文森特大学医院开展，招募了26名健康成年志愿者（19名女性，7名男性），平均年龄33.5±5.7岁，BMI为25.3±4.0 kg/m2。试验采用随机、双盲、两周期交叉设计，每位参与者按随机顺序分别接受2×10? CFU/天（2BN）和6×10? CFU/天（6BN）的微囊化LGG酸奶饮品，各28天，期间设14天洗脱期。主要结局为两种剂量间胃肠道耐受性评分变化的差异；次要结局包括排便习惯指标和血清生物标志物；探索性结局包括粪便鸟枪法宏基因组学、LGG检测/回收、分类差异丰度和功能通路分析。微胶囊由AnaBio Technologies按照良好生产规范（GMP）生产，采用蛋白质基质变性后与LGG混合，通过共挤出工艺制备，最终干粉掺入200 mL酸奶饮品中。血清生物标志物（FABP2、IL-6、IL-10、LBP、犬尿氨酸酶、血清素、褪黑素）分别通过Ella SimplePlex自动化平台和ELISA试剂盒检测。粪便样本进行鸟枪法宏基因组测序，经KneadData质控和去宿主后，使用Kraken2+Bracken进行物种分类，使用HUMAnN v3.8进行功能分析。统计方法包括配对Wilcoxon符号秩检验、线性混合效应模型、PERMANOVA（基于Aitchison距离）和特征-wise线性混合效应模型，采用Benjamini-Hochberg FDR校正。
主要结果
参与者特征与依从性：26名参与者完成试验，无严重不良事件报告，两种剂量均耐受良好。
胃肠道耐受性与排便习惯：排便频率（中位数均为1次/天）、排便难易度和布里斯托粪便量表评分在两种剂量期间均无显著组内变化。自我报告的胃肠道症状不频繁且波动轻微，未观察一致的剂量相关模式。
血清生物标志物：所有检测的血清生物标志物在两种活性干预期间均无统计学显著的组内变化。FABP2在6BN期间从1242增加至1383 pg/mL（p=0.056），未达显著水平；IL-6、IL-10、犬尿氨酸酶、血清素、褪黑素和LBP均无显著变化。所测生物标志物未提供与任一活性剂量暴露相关的一致性炎症、肠道屏障或神经化学反应的证据。
微生物群落结构：α多样性（物种和UniRef90基因家族水平的观察丰富度和Shannon多样性）在两种剂量下均无显著组内、组间或差值变化。β多样性以个体间差异为主导，SubjectID解释了物种水平Aitchison距离方差的最大比例。物种水平PERMANOVA分析显示，6BN期间从基线到终点存在显著但较小的时序性群落组成变化（q=0.004），而2BN期间未检测到等价的时间点效应。KEGG模块水平上，6BN组内时间点效应经多重检验校正后处于临界值（q=0.054），2BN期间仍无显著变化。2BN组内KEGG模块个体间Aitchison距离从T0到T28显著增加（p=0.0055），6BN组呈临界增加（p=0.079）。
菌株检出与差异丰度：在物种水平宏基因组检测阈值下（Bracken估计≥50 reads），基线时8/23名参与者检出L. rhamnosus，2BN期末为10/23，6BN期末为12/23。该数据反映各时间点的边际流行率，不能解释为新获得摄入菌株的个体数。属水平Lacticaseibacillus检出率在2BN期间基线及期末均为15/23，6BN期间从13/23增至17/23。差异丰度分析显示，最强模式主要由6BN组内对比（T28 vs. T0）驱动。属水平上，6BN期间Butyribacter、Copromonas、Roseburia、Lachnospira、Eubacterium group G、Fuscatenibacter、Faecalibacillus和Faecalibacterium增加，而Vescimonas、Alistipes_A、UBA738和Lentihominibacter减少。物种水平分析显示一致的6BN相关变化，包括Butyribacter intestini、Agathobacter faecis、Lachnospira eligens、Faecalibacterium prausnitzii、Bifidobacterium pseudocatenulatum等增加，Vecimonas、Alistipes和Onthomonas等减少。功能层面，6BN期间多胺生物合成模块（M00133）、糖原降解模块（M00855）及多种维生素/辅因子生物合成模块增加，而多药耐药外排泵模块（M00718）和四氢生物蝶呤生物合成模块（M00842、M00843）减少。6BN期间还观察到ahpC（K03386）、tpx（K11065）和色氨酸酶tnaA（K01667）的推断丰度下降，以及反式肉桂酸降解模块（M00545）和双组分系统通路图（map02020）增加。Delta-change对比显示多种分类和功能变化在6BN期间方向性更强。
讨论与结论
讨论部分指出，个体间变异仍是微生物组结构的主导决定因素，治疗反应最明显地表现为参与者内部的移位而非治疗组间的大分离。尽管未观察到α多样性显著变化，但探索性差异丰度分析发现6BN期间与丁酸盐产生生态相关的类群呈方向性变化，但这些变化（Roseburia q=0.20；Faecalibacterium q=0.28）未通过FDR校正，短链脂肪酸（SCFA）未测量，KEGG模块结果仅代表宏基因组推断的功能潜力而非实际代谢活性。剂量与可测量生物反应之间的关系可能不仅取决于名义CFU摄入量，还取决于有效肠道暴露。L. rhamnosus的期末检出率在6BN期间更高，与更大的可检测暴露一致，但不能作为因果剂量反应的证据。交叉设计有助于解释基线个体间变异性，但洗脱期后未完全恢复到相同的基线微生物组状态，需谨慎解释治疗相关关联。研究局限性包括单中心设计、健康成人队列、缺乏安慰剂对照、宏基因组探索性样本量较小（n=23）、L. rhamnosus宏基因组检测不能确定活力或定植、SCFA未测量以及回顾性注册。结论：微囊化L. rhamnosus GG在2×10?和6×10? CFU/天下对健康成人安全且耐受良好。较高剂量与期末粪便中L. rhamnosus检出频率更高以及更强的期内分类和功能微生物组变化相关，这些变化主要体现在共生厌氧类群以及与维生素/辅因子生物合成、多胺生物合成、糖原降解、多药耐药外排泵和四氢生物蝶呤生物合成相关的KEGG模块中。该研究发表在《Bacteria》期刊。
