肠道微生物群是人体内一个复杂而庞大的生态系统，与宿主的健康和疾病密切相关。近年来，越来越多的研究表明，肠道微生物群的组成和功能失衡与多种疾病的发生发展有关，如肥胖、炎症性肠病、糖尿病以及神经系统疾病等。因此，调节肠道微生物群的组成和功能，成为改善宿主健康的重要策略之一。

益生元作为一种能够选择性刺激肠道有益菌生长的膳食成分，受到了广泛关注。乳果糖是一种合成的低聚糖，因其在胃和小肠中不被消化吸收，能够完整地到达结肠，被肠道微生物发酵利用，从而发挥潜在的益生元作用。乳果糖被广泛用于治疗便秘和肝性脑病等疾病，但其对肠道微生物群的特异性影响尚不清楚。此外，传统研究方法在解析乳果糖对肠道微生物群的复杂作用时存在局限性，无法精确识别哪些微生物能够代谢乳果糖，以及它们之间的相互作用。

2025年6月27日，维也纳大学David Berry教授及其团队在Gut Microbes上发表了题为“Lactulose selectively stimulates members of the gut microbiota, as determined by multi-modal activity-based sorting”的研究性文章，该研究通过多模式活性分选技术揭示了乳果糖能够选择性地刺激肠道微生物群中的特定有益菌属的生长，并增强其代谢活性，从而发挥潜在的益生元作用，为肠道微生物群的精准调节提供了新的科学依据。

 图1 文献基本信息

本研究采用了一种创新的多模式活性分选技术（multi-modal activity-based sorting），结合体外实验，深入探究乳果糖对人类肠道微生物群的影响。研究团队首先收集了健康人类供体的粪便样本，并将其与乳果糖共同孵育。为了精准识别能够代谢乳果糖的微生物细胞，研究人员利用生物正交非天然氨基酸标记技术，通过在微生物细胞中引入非天然氨基酸，标记出处于活跃代谢状态的细胞。随后，结合流式细胞分选技术，研究人员能够高效分离出这些标记的细胞。此外，为了进一步验证代谢活性，研究团队还采用了拉曼激活细胞分选技术，通过拉曼光谱分析细胞内的代谢产物，筛选出对乳果糖有代谢反应的微生物细胞。通过这些技术的结合，研究人员不仅能够精确识别出能够利用乳果糖的微生物种类，还能评估它们的代谢活性变化。 

实验结果显示，乳果糖对肠道微生物群具有显著的选择性刺激作用。研究人员发现，乳果糖能够显著促进特定的细菌属的生长，包括双歧杆菌属（Bifidobacterium）、柯林斯氏菌属（Collinsella）和乳球菌属（Lactococcus）。这些菌属通常被认为对宿主健康有益，例如双歧杆菌属是肠道中的主要有益菌群之一，能够调节肠道免疫功能、抑制有害菌的生长，并促进营养吸收。此外，乳果糖还能够激活其他功能重要的细菌属，如粪杆菌属（Faecalibacterium）和明串珠菌属（Gemmiger），这些菌属在维持肠道微生态平衡中发挥着关键作用。通过拉曼光谱分析，研究人员发现乳果糖处理的细胞代谢活性显著高于未处理的细胞，表明乳果糖不仅能够促进特定菌群的生长，还能增强其代谢能力。这一发现进一步证实了乳果糖的益生元特性，即它能够选择性地刺激有益菌群的生长，同时通过跨物种互作间接激活其他非分解菌，从而改善肠道微生物群的整体功能。

研究人员进一步探究发现，乳果糖的分解机制主要依赖于肠道微生物群中的关键酶——β-半乳糖苷酶。研究表明，双歧杆菌中的这种酶不仅能高效分解乳果糖，还能分解乳糖，其与大肠杆菌的β-半乳糖苷酶（LacZ）具有高达83%的同源性，显示出功能的进化保守性。这种酶的双功能特性使细菌能够从乳果糖中获取能量，同时其分解产物还能为其他微生物提供营养资源。例如，双歧杆菌分解乳果糖后释放的单糖可以被乳球菌（Lactococcus）利用，从而促进其生长。这种代谢产物的共享形成了复杂的“代谢网络”，不仅促进了分解菌的生长，还通过跨物种合作丰富了肠道菌群的多样性，增强了菌群结构的稳定性。

本研究揭示了乳果糖作为一种潜在益生元的特性。它不仅能够选择性地促进双歧杆菌等有益菌的生长，还能通过跨物种互作间接激活其他非分解菌。这种选择性刺激作用不仅改变了肠道微生物群的组成，还增强了其代谢功能，为肠道微生物群的生态平衡提供了支持。乳果糖的益生元潜力为肠道健康的维护提供了新的思路。通过选择性地刺激有益菌群的生长，乳果糖可能有助于改善肠道微生态，进而对宿主健康产生积极影响。未来的研究可以进一步探索乳果糖在不同健康和疾病状态下的应用潜力，以及其对肠道微生物群长期影响的机制。

参考文献：Hamid Rasoulimehrabani, Alessandra Riva, Deniz Inan, et al. Lactulose selectively stimulates members of the gut microbiota, as determined by multi-modal activity-based sorting. Gut Microbes. 2025-06-27;17(1):2525482. Doi：10.1080/19490976.2025.2525482.