酿酒酵母CNCM I-3856与维生素K2对骨质疏松症患者及健康对照组肠道微生物群的影响：基于体外短期结肠模拟实验的研究

《Food Research International》：Effects of Saccharomyces cerevisiae CNCM I-3856 and vitamin K2 on the gut microbiota of patients with osteoporosis and healthy controls using in vitro short-term colonic simulations

　　

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  患有骨质疏松症的患者与健康对照组显示出不同的微生物谱型
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  S. cerevisiae CNCM I-3856?±?K2与对照组存在显著的微生物差异
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  与S. cerevisiae CNCM I-3856?±?K2相关的11个分类单元经历了显著变化
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  S. cerevisiae CNCM I-3856?±?K2能产生乙酸、丙酸、丁酸和乳酸
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  治疗前后的代谢谱型存在显著差异

引言

肠道-骨骼轴是近年来研究的热点。肠道微生物群在维持肠上皮屏障的完整性方面起着重要作用，而肠上皮屏障参与与骨骼形成相关的营养吸收（Tu等人，2021年）。益生菌和益生元通过增加钙、镁、铁和锌等重要矿物质的溶解度来改善矿物质利用（Scholz-Ahrens等人，2007年；Wallace等人，2017年）。此外，肠道微生物群对几种对钙吸收至关重要的维生素（如维生素B、D和K）的代谢也至关重要（Tu等人，2021年）。临床前和早期临床研究结果表明，由促进健康的肠道细菌通过纤维代谢产生的短链脂肪酸（SCFAs）——丙酸和丁酸——可能预防骨质流失并改善骨骼周转标志物和关节健康（Feng等人，2024年；Han等人，2026年）。摄入益生菌的干预措施显示出改善骨骼代谢的潜力（de Sire等人，2022年）。因此，认为支持健康肠道微生物群的干预措施可能是预防或治疗骨质疏松症的新方法。

Saccharomyces cerevisiae CNCM I-3856是一种酵母菌株，可缓解肠易激综合症（IBS）患者的腹胀和腹痛/不适症状，尤其是便秘患者（Pineton de Chambrun等人，2015年；Spiller等人，2016年）。IBS和骨质疏松症在女性中的发病率高于男性（Kelsey，1989年；Oka等人，2020年），并且有报告指出IBS患者患骨质疏松症的风险更高（Wongtrakul等人，2020年；Yen等人，2014年）。与没有骨质疏松症的患者相比，骨质疏松症患者的肠道细菌α多样性和β多样性发生了变化，这表明肠道微生物群在该疾病中起作用（Wang等人，2017年；Wang等人，2023年）。基于上述情况，推测S. cerevisiae CNCM I-3856可能对骨质疏松症患者有益。

维生素K1和K2是脂溶性维生素，分别被认为是参与血液凝固稳态和钙稳态蛋白生成的重要辅因子（Schwalfenberg，2017年）。维生素K2还与骨骼健康相关。补充K2有望（i）维持骨骼健康和（ii）预防骨质疏松症，因为它在骨骼代谢和骨密度方面发挥作用（Akbari & Rasouli-Ghahroudi，2018年；Capozzi等人，2020年；Ma等人，2022年；Zhang等人，2020年）。此外，充足的K2水平已被证明可以降低骨折发生率（Huang等人，2015年）。基于这些发现，推测S. cerevisiae CNCM I-3856与K2的结合可能对骨质疏松症患者或老年人的骨骼健康有益。

因此，本研究通过短期结肠模拟评估了S. cerevisiae CNCM I-3856补充剂（单独使用或与K2结合使用）对健康志愿者和骨质疏松症患者的肠道微生物群的影响。这是首次测试S. cerevisiae CNCM I-3856对骨质疏松症患者肠道微生物组的影响。

部分摘要

粪便样本

研究从12名健康捐赠者和12名临床诊断为骨质疏松症的捐赠者那里收集了粪便样本。捐赠者在样本采集时年龄≥54岁，过去四个月内未接受过抗生素治疗，饮食以西方饮食为主（富含动物源性产品、精制谷物、加工食品和简单糖类，而膳食纤维含量较低），且无慢性疾病史（骨质疏松症除外）。

微生物群落组成

探讨了两个群体的粪便样本中的微生物群落组成。健康组包括12名个体（女性，n=11；男性，n=1），骨质疏松症组包括12名被诊断为骨质疏松症的个体（女性，n=12），所有人的年龄均>54岁。与未经处理的对照组相比，健康捐赠者的物种丰富度（即样本中不同细菌分类单元的数量）显著降低，无论是单独使用S. cerevisiae CNCM I-3856还是同时使用

讨论

本研究使用短期结肠模拟，通过12名骨质疏松症患者和12名年龄和性别匹配的健康对照组的粪便微生物群，评估了单次给予S. cerevisiae CNCM I-3856（单独使用或与K2结合使用）对肠道微生物代谢活性和群落组成的影响。在健康组和骨质疏松症组中，S. cerevisiae CNCM I-3856补充剂（无论是否与K2结合）显著增加了SCFAs和乳酸的水平。

结论

单次给予S. cerevisiae CNCM I-3856显著增加了有益SCFAs的水平，并促进了能够产生SCFAs的细菌的富集，无论是在健康人群还是骨质疏松症患者中。鉴于SCFAs对骨骼健康的益处，这些发现表明S. cerevisiae CNCM I-3856补充剂可能对骨质疏松症患者有益。此外，考虑到补充剂对肠道微生物群的类似影响

CRediT作者贡献声明

Jonna E.B. Koper：负责撰写、审稿和编辑，项目管理和概念构思。Jonas Ghyselinck：负责撰写、审稿和编辑、数据可视化、软件应用、方法论、研究设计、数据分析及数据处理。Lieven Van Meulebroek：负责撰写、审稿和编辑、数据可视化、软件应用、方法论、研究设计、数据分析及数据处理。Cindy Duysburgh：负责撰写、审稿和编辑、初稿撰写、数据可视化及软件应用。

伦理声明

已获得所有参与者或其法定代表人的书面知情同意书，同意参与本研究并发表文章。所有参与者的隐私权得到了尊重。

本研究涉及器官或组织捐赠者。使用的样本来自已故捐赠者，捐赠者或其亲属或法定代理人已同意将这些样本用于本研究及文章发表。

资金声明

本研究与文章的处理费用由Lesaffre International资助。资助者参与了手稿的审阅以及决定是否提交发表。资助者未参与数据收集和数据分析。资助者的具体职责在“作者贡献”声明中有所说明。

Marzban Abbas Abadi, Emadian, Zamani和Khalilizad，2025年

Sj?gren等人，2012年

致谢

作者感谢Sarah Bubeck博士提供的医学写作支持。

Jonna E.B. Koper|Jonas Ghyselinck|Lieven Van Meulebroek|Cindy Duysburgh|Lucie Chabrand|Francois Machuron|Florian Mourey|Massimo Marzorati|Nabil Bosco