双歧杆菌乳亚种XLTG11:稳定肠道微生态,减轻幼儿多系统症状负担
近期,上海交通大学附属第六人民医院张金萍团队联合多家社区健康服务中心及DiPROBIO(上海)有限公司,在国际期刊《QJM: An International Journal of Medicine》上发表了题为“Bifidobacterium lactis XLTG11 Reduces Eczema and Infections in Infants: A Randomized Trial”的研究论文。该研究通过为期180天的随机双盲安慰剂对照试验,结合宏基因组学、免疫标志物及多维度临床评估,首次系统揭示了动物双歧杆菌乳亚种XLTG11通过稳定肠道微生物功能网络而非扩增多样性来减轻幼儿过敏、呼吸及胃肠道症状负担的机制,为儿童早期益生菌干预提供了全新的“功能稳定化”理论框架。
【研究背景】:生命早期肠道微生态稳定性——被忽视的健康基石
生命前三年的肠道微生物群经历快速重塑,受饮食转变、环境暴露、感染及免疫成熟驱动。此期间的微生态扰动与过敏致敏、呼吸道疾病、胃肠道紊乱、上皮屏障受损及长期免疫失调密切相关。婴幼儿在上述领域普遍承受较高症状负担,反映了微生物不稳定性和黏膜稳态破坏的脆弱性。
益生菌干预被探索为优化微生物群轨迹的一种方法。乳杆菌和双歧杆菌因其在健康婴儿肠道中的早期优势、碳水化合物发酵能力以及与短链脂肪酸(SCFA)产生、免疫耐受和上皮保护的关联而受到特别关注。然而,大多数研究评估狭窄的临床终点,侧重于组成结果或评估有限的免疫标志物。越来越多的研究认识到,韧性和功能稳定性,而非多样性扩增,可能是健康微生物群成熟的关键决定因素。因此,理解益生菌是否能维持稳定性、防止应激驱动的代谢重编程并促进平衡的免疫协同作用至关重要。
动物双歧杆菌乳亚种XLTG11是一种基于促稳定和发酵交叉喂养潜力筛选的新型益生菌菌株。本研究旨在评估每日补充XLTG11是否能降低多系统临床症状负担,并阐明其背后的功能生态机制。
【研究成果】:XLTG11——稳定肠道功能网络的“缓冲器”而非“扩增器”
1. 研究设计与参与者特征
该研究为随机、双盲、安慰剂对照试验。382名幼儿经筛选,365名符合条件并随机分配至益生菌组(n=184)或安慰剂组(n=181)。最终352名纳入分析。两组基线人口学和临床特征均衡,表明随机化成功。
2. 临床结局:减轻症状负担而非降低发生率
安全性与生长:180天干预期间,两组均表现出正常的年龄相关生长增长,益生菌补充安全且不影响生长或排便功能。
湿疹发生率(主要终点):益生菌组与安慰剂组间无显著差异。
症状频率(次要终点):以每100干预日的人次发生率(%)评估,益生菌组在多个症状类别中显著降低。过敏方面:湿疹/皮损、风团/荨麻疹、非感染性鼻漏减少;呼吸方面:咳嗽、慢性咳嗽减少;胃肠道方面:呕吐、腹泻、食欲减退、便秘、持续性肠绞痛减少。调整协变量后,部分关联减弱,提示个体异质性影响。
3. 肠道微生物群组成
多样性指数:安慰剂组α多样性随时间显著增加,而益生菌组未见显著时间变化。安慰剂组多样性增加与更高症状负担同时发生。β多样性在两组间无显著差异。
分类学重塑:LEfSe分析显示两组在180天内呈现不同重塑轨迹。益生菌组富集了多种SCFA产生菌和交叉喂养发酵菌,包括Eubacterium rectale、Anaerostipes hadrus、Gemmiger formicilis、Coprococcus comes和Coprococcus catus,以及属水平信号如Fusicatenibacter、Gemmiger、Lachnospira和Coprococcus。这些类群是丁酸生成和乳酸利用的核心节点。与多酚生物转化相关的类群如Gordonibacter和Lactonifactor longoviformis也在益生菌组中富集。相比之下,安慰剂组保留或积累了机会性/病原菌和黏液相关类群,包括Escherichia coli、Klebsiella、Enterococcus faecalis、Staphylococcus spp.、Sutterella wadsworthensis、Flavonifractor plautii、Collinsella aerofaciens、Ruminococcus gnavus和R. torques。
4. 肠道免疫标志物
DEFB2:基线时两组相当,第180天益生菌组显著高于安慰剂组。
LL-37:尽管基线时安慰剂组较高,但益生菌组随时间增加,至第180天两组间差异消失。
钙卫蛋白:两组均保持稳定,表明先天防御增强未伴随炎症升级。
sIgA:两组均随时间下降,反映预期的早期生命成熟轨迹。
5. 功能宏基因组学
KEGG通路:益生菌组通路变化主要局限于遗传信息处理域,包括DNA修复、转录调控和蛋白质质量控制系统的富集。安慰剂组则表现出跨多个KEGG元域的广泛重塑,包括碳水化合物、氨基酸和脂质代谢,以及双组分信号转导系统和膜转运模块的重塑。
KEGG富集:益生菌组富集集中于血红素生物合成,反映受控的代谢优化。安慰剂组则扩展至替代碳固定、还原性能量循环、核苷酸生物合成和多种B12/钴胺素生物合成途径,表明代谢不稳定和底物清除行为扩大。
COG功能分析:益生菌组在26个COG功能域中均未检测到显著变化,表明整体微生物功能能力得以保持。安慰剂组则在20个COG类别中表现出显著时间变化,反映广泛的代谢、生物合成、调节和防御功能的重分布。
Gene Ontology(GO) :益生菌组增加主要局限于连接酶活性和氨基酸代谢过程。安慰剂组则表现出广泛的结合功能和代谢过程的扩展,表明生态应激和功能不稳定。
【总结与展望】
该研究系统证明了动物双歧杆菌乳亚种XLTG11具有独特的“功能缓冲”作用:并非通过扩增特定类群或增加多样性来发挥作用,而是通过稳定微生物功能组织、抑制条件致病菌 emergence、增强先天黏膜防御(DEFB2和LL-37)、缓冲生态系统免受应激诱导的代谢重定向来减轻过敏、呼吸和胃肠道症状负担。这一“稳定器”而非“扩增器”的 paradigm shift,为儿童早期益生菌干预提供了全新的理论框架。
研究也指出局限性:因粪便生物量有限,宏基因组样本代表性降低;缺乏直接代谢物定量(如SCFA、尿石素);无干预后长期随访以评估效应持久性;未进行菌株水平追踪以确认XLTG11定植或持久性;多重组学分析未进行多重性校正,结果应视为探索性。
未来需整合代谢组学以定量SCFA、卟啉中间体、B族维生素通量和尿石素谱;通过菌株分辨宏基因组学或qPCR确认XLTG11定植持久模式;测试饮食交互模型(多酚、纤维、母乳低聚糖)以确定协同潜力;在人类肠道类器官模型和纵向干预后队列中进行机制验证。
该研究为生命早期通过稳定肠道微生物功能架构来预防过敏、呼吸和胃肠道疾病提供了新思路,也为益生菌从“扩增组成”转向“稳定功能”的精准应用奠定了基础。
参考文献:Yuan Y, Yin X, Liu J, et al. Bifidobacterium lactis XLTG11 Reduces Eczema and Infections in Infants: A Randomized Trial[J]. QJM: An International Journal of Medicine, 2026: hcag148.
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