女性慢性便秘与肠道微生态和甲烷

　　美国梅奥诊所进行了比较健康受试者和便秘患者粪便和结肠粘膜微生物群的研究，采用最先进的分析来描述总体微生物群特征和分类差异，并评估其他因素（即饮食摄入、结肠运输和呼吸甲烷产生）的贡献。碳水化合物摄入后结肠微生物群的多变量分析。通过2种方法（即未加权和加权unifrac）评价的粘膜微生物群的总体特征在便秘患者和健康参与者之间是不同的，即使在调整了人口统计学变量、饮食和结肠运输之后。与之前使用有限细菌种类的研究相比，他们使用整个微生物群来区分健康参与者和患者。事实上，这一总体特征对区分健康和便秘的准确率为94%。此外，粘膜微生物群特征与结肠运输无关，即使在调整结肠运输后，健康参与者和便秘患者之间也存在显著差异。综上所述，这些发现有力地表明，健康参与者和便秘患者结肠粘膜形态的观察差异不能用缓慢的结肠运输来解释。

　　与之前的研究类似，单分类分析便秘患者的粘膜微生物群中类杆菌门的数量是前者的1.5倍。这一增加是由于黄杆菌（Flavobacterium）数量增加所致。除了支持这些发现外，RF算法还证明了粪杆菌属（Faecalibacterium）在便秘患者更为丰富。有趣的是，粪便中的类杆菌与膳食纤维摄入呈负相关，粪便中的类杆菌是肠道中最丰富的丁酸盐产生者之一。丁酸盐的一些结肠效应（例如，结肠粘液蛋白分泌减少，和结肠水和电解质吸收增加）可能是导致便秘的原因之一。

　　用加权而非未加权的单分形距离测量的粪便微生物群组成与结肠运输相关。校正年龄、体重指数和便秘状况后，这些差异具有临界意义。这些发现表明，虽然正常和缓慢结肠运输的人具有相同的分类群，但不同群体的分类群丰度不同。基于单一分类群的测试表明，硬壁菌门（乳球菌和罗氏囊Lactococcus and Roseburia）中放线菌（Actinobacteria）和选定属（selected genera）的数量与更快的结肠转运有关。

　　乳球菌产生血清素，引起肠蠕动。RF算法证实了这些联系，并确定了额外的分类群，例如，属于与结肠运输直接相关和负相关的硬璧菌属（粪杆菌和粪球菌，Faecalibacterium and Coprococcus）和拟杆菌属（Bacteroidetes）（类杆菌，Bacteroides）的属，如先前在IBS中所建议的。有趣的是，肥胖还与更大比例的硬璧菌属有关：类杆菌和更快的结肠转运。可能这种联系是由胆酸介导的，胆酸增加了类杆菌上硬度的相对丰度，并加速了结肠转运，特别是在肠易激综合征中。

　　这项研究中与更快的结肠转运相关的几个分类群（例如粪杆菌、罗氏囊菌和粪球菌）产生了丁酸盐，据报道，丁酸盐通过刺激5-HT释放或促进胆碱能途径直接刺激结肠运动。有必要进一步研究以解决APAR的问题。粘膜丁酸盐产生者（即粪丁酸盐）与便秘有关，而粪丁酸盐产生者（即粪丁酸盐、罗氏囊和粪球菌）与结肠快速转移有关。事实上，丁酸盐对结肠运动有双相作用；它在低浓度时刺激运动，在高浓度时抑制运动。

　　即使在调整了人口统计学变量、饮食、便秘状态和结肠运输、粪便，并且在较小程度上，粘膜微生物群也与呼吸甲烷的产生有关。这些发现表明，与呼吸甲烷有关的微生物群特征并不能用缓慢的结肠转运来解释。事实上，高达三分之一的健康人产生甲烷。呼气中甲烷的产生与拟杆菌和硬杆菌的几个属有关，这些属不同于结肠运输。此外，呼气甲烷的产生与结肠运输无关。虽然我们没有评估古生菌，也就是产甲烷菌，但这些观察结果不支持肠道甲烷生成和缓慢的结肠运输之间的联系。事实上，最近的一项研究发现，IBS患者的呼出气甲烷排泄和结肠甲烷生成与临床表现无关，也与症状严重程度或胃肠道转运无关。

　　这些发现大大扩展了我们对饮食、微生物群和胃肠道转运之间关系的理解，胃肠道转运主要基于对益生菌小鼠的研究以及IBS中可发酵低聚物二单糖和多元醇（FODMAP）饮食的影响。它们为一个新的概念框架提供了基础，在这个框架中，粘膜微生物群与便秘有关，与结肠转运无关，而粪便微生物群与结肠转运和呼气甲烷产生有关。一种可能的情况是，粘膜微生物群的干扰，例如更多的拟杆菌和/或粪杆菌，会影响上皮和粘膜功能，例如，通过改变血清素能途径或电解质/粘蛋白分泌，导致便秘症状（肠运动困难和/或不经常）。

　　在某些患者中，这些干扰和/或不同的机制（如饮食因素或肠道神经病理学）可能导致结肠运输缓慢，并伴有粪便微生物群的差异。这些发现并不能解释便秘患者结肠粘膜微生物群差异的潜在机制。进一步的研究评估加速结肠运输对粘膜微生物群的影响是必要的，以评估微生物群和便秘之间的因果关系。尽管饮食因素可能有影响，但与粪便微生物群相比，在该研究中，它们甚至与粘膜微生物群无单变量相关。由于用于估计摄入食品营养价值的数据库没有提供所有食品的可发酵低聚二寡糖和多元醇（FODMAP）含量，因此我们无法确定是否存在导致结肠微环境的FODMAP摄入差异，从而解释这些发现。

　　粪便和结肠粘膜微生物群、结肠转运、呼吸甲烷排泄和便秘之间相互作用的概念框架。要强调的是，这些线表示关联，而不是因果关系。虽然粘膜微生物群与便秘相关，但与结肠转运无关，粪便微生物群与结肠转运和呼吸甲烷产生相关。为确保有代表性的分布，便秘组包括功能性便秘和以便秘为主的肠易激综合征患者，因为这些实体在症状或生理上没有区别。同样，14名便秘患者（56%）结肠运输缓慢。这些发现应该在功能性肠病患者中得到验证，尤其是在功能性便秘和以便秘为主的IBS之间，如果有区别的话。同样，较大的样本量可能是有用的，因为II型错误可能限制了识别微生物群与本研究中某些参数（如粘膜微生物群和热量摄入之间）之间显著关系的能力。因为直肠活检样本的整体细菌模式与健康人和炎症性肠病患者的近端结肠的细菌模式完全相同，所以从乙状结肠获得了6,566个粘膜样本。但是，这在IBS中可能不成立。

　　总之，便秘患者具有独特的结肠粘膜微生物群特征，可区分便秘和健康，准确率为94%，与饮食和结肠运输无关。相比之下，粪便微生物群与结肠运输和呼吸甲烷产生有关，而不是便秘。