功能性便秘困扰了全球约10%的成年人，肠道菌群紊乱在该疾病的发生发展中扮演了重要角色，膳食纤维或益生菌可调节肠道菌群、缓解便秘症状。然而干预期间肠道菌群是否能持续优化并不清楚，有关“膳食纤维/益生菌-肠道菌群变化-改善便秘”的因果关联轴的随机对照试验证据还非常缺乏。近期，国际肠道健康领域著名期刊Gut Microbes在线发表了公共卫生学院刘鑫副教授团队的研究论文“Effects of dietary fibers or probiotics on functional constipation symptoms and roles of gut microbiota: a double-blinded randomized placebo trial”。该研究在250名功能性便秘的患者中，通过双盲随机对照试验，证实了多种膳食纤维或益生菌组合改善便秘的效果，并发现了一系列肠道微生物的持续改变及其与临床指标的关联规律；同时，通过识别菌群对干预临床效果的预测能力，揭示了口服膳食纤维/益生菌与肠道微生物存在特定的相互作用，进而实现改善肠道健康的效果。
这是一项为期4周的双盲随机安慰剂对照试验，250名受试者被随机分至4个干预组： A：聚葡萄糖与低聚糖等；B：圆苞车前子壳等；C：小麦纤维+圆苞车前子壳等；D：双歧杆菌乳酸亚种HN019+鼠李糖乳杆菌HN001；或安慰剂组P：麦芽糊精。242人完成了干预。第0、2、4周的肠道菌群变化采用16S rRNA测序进行评估（图1）。
图1. 研究概述
研究者发现，所有干预组补充剂均能显著降低便秘患者的Bristol大便性状量表评分，而对照组无显著改变，这提示膳食纤维/益生菌的摄入可以有效缓解功能性便秘患者的粪便干硬状态，减轻便秘症状；此外，在依从性较好的受试者中，益生菌补充剂可降低便秘患者血浆5-羟色胺（5-HT）浓度，这一改变与便秘相关的肠道菌属改变存在显著关联，提示了肠神经激素5-HT在益生菌主导的便秘改善中的可能作用。
在肠道菌群分析中，聚葡萄糖与低聚糖等干预后（A组），受试者双歧杆菌属呈现持续增加，证实了该组合在功能性便秘患者中的益生元特性。同时，研究者采用趋势聚类分析的方法，鉴定出了14种在干预期间连续增加/减少的肠道菌属。其中粪厌氧棒杆菌属（Anaerostipes）在B组和C组（圆苞车前子壳、小麦纤维等）中均呈现出显著持续增加的趋势，其丰度的变化与患者排便频率的变化正相关。该发现在人类临床试验中找到了膳食纤维通过调节肠道菌群改善便秘症状的直接证据（图2）。
图2. 干预期间持续变化的菌属及部分菌属与便秘症状的相关性
此外，研究者还利用了机器学习的方法，以基线的肠道菌群丰度作为预测因子，以干预后的症状改善作为结局变量，构建了随机森林预测模型，发现基线菌群特征对于症状的改善有良好的预测能力（AUC≥0.8）。该结果为功能性便秘精准营养治疗策略提供了基于患者菌群特征的依据（图3）。
图3. 基线肠道菌群预测干预后便秘症状的改善
公共卫生学院刘鑫副教授为本文的第一通讯作者，西安大兴医院营养科田甜主任、汤臣健营养与健康研究院张旭光博士为本文的共同通讯作者。公共卫生学院博士研究生赖浩、硕士研究生李运锋为本文的共同第一作者。同时，本研究获得了西安交通大学一附院营养科与消化内科、唐都医院消化内科、陕西师范大学食品学院等机构多位研究者的大力支持。本研究得到汤臣健营养与健康研究基金、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划等项目的支持。
全文链接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2023.2197837
通讯作者：刘鑫，西安交通大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系，副教授，博士生导师，博士毕业于中国科学院营养科学研究所。近年来，主要从事营养、多组学技术与肥胖及心血管代谢异常的精准营养干预研究及队列研究。系列研究成果发表在Lancet Public Health, Clinical Nutrition, JCEM, Gut Microbes等国际知名期刊。
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