拉曼益生菌研发的关键 ：肠道菌群深度分析

自1934年以来，拉曼人类营养一直是益生菌行业的先驱者，至今已经为60多个国家和地区的合作伙伴提供具有坚实科研保证的益生菌产品和定制化配方。拥有着超过89年的经验和专业技能，在拉曼，研发从创立开始就是我们的价值基础所在。本文将来揭开，肠道微生物组的分析为什么在拉曼至关重要，并如何支持研发有效的益生菌配方，守护您和家人的健康。

让我们梳理一下微生物组，微生物群，微生物之间的关系

“肠道微生物群”指的是生活在我们肠道中的微生物（主要是细菌，也有酵母、微小真菌和病毒）组成的大社群。当我们谈论微生物组时，不仅仅指的是这些微生物群，还包括它们的基因及其代谢对宿主产生的影响。其实，婴儿自出生起，微生物群就开始在他们的肠道内发育了，甚至有些研究表明，早在胎儿时期可能就开始了。随着饮食结构的改变，婴儿体内类型单一的微生物群，逐渐进化为不断增长的多样的微生物社群。随着年龄的增加，从童年到成年，人们体内的微生物群也会减少一些多样性，但是其组成会变得更为稳定。在一个体重约70公斤的成年人体内，肠道微生物群可以由多达100万亿的微生物组成，其重量约为200克。

人的一生中，肠道微生物的组成会被不同情况影响，健康的饮食和体育锻炼会带来积极作用，相反的，慢性病、不良饮食习惯或抗生素的使用会带来负面作用。有益菌和致病菌比例的变化（称为微生态失调）通常是可逆的，但成人肠道内的微生物群总是趋于稳定的——也可以说是动态平衡的——但某些益生菌补充剂可以加速微生物菌群暂时失衡后（如服用抗生素后）的恢复，从而预防或缩短与抗生素摄入相关的偶发性腹泻的持续时间。

为什么科学家对微生物组感兴趣？

近年来，科学家们一直在研究肠道微生物组，试图了解微生物与健康状况（肠道、情绪和精神）之间的联系，包括某些特定菌的出现或者缺失，或是微生物群多样性的缺失等。目前已经发现，在许多疾病中都伴有菌群紊乱的情况。相对的，不同类型的细菌所起到的作用仍有待确定：这些活着的细菌，能够在肠道中吸收或释放不同分子，进而影响其邻近的细菌，以及我们的肠道或免疫细胞。由于肠道中的细菌数量非常庞大（数万亿！），必须使用基因组分析技术来区分微生物组样本中存在的不同类型的细菌（通常将粪便样本用作结肠中存在的细菌的代表性样本）。这些分析技术必须是高效且准确的，因为成年人微生物组中的基因是我们人类细胞基因组的150到200倍。

所幸，我们可以通过量化细菌16S rRNA (核糖体RNA) 基因来识别粪便样本中所含的不同细菌。rRNA参与生物蛋白质的合成过程，其功能是任何细菌都必不可少的，而且在生物进化的漫长经历中其保持不变，因此可以根据16S rRNA基因中物种特异性的可变区来区分不同类型的细菌。

RIMAP的临床和预临床研究

作为拉曼人类营养的研究中心之一，罗赛尔微生物与益生菌研究所 （RIMaP，Rosell® Institute for Microbiome and Probiotics）, 我们使用MiSeq系统（Illumina）实施了高通量测序方法。通过对临床试验参与者粪便样本中所含的16S基因进行系统测序，来更好地了解微生物组以及益生菌对健康的作用。

简言之，稀释粪便样本，提取细菌DNA，对这些DNA进行扩增，按比例增加每种16S基因的序列水平（用含所有细菌相关保守区域的常规引物），以利于MiSeq对序列的读取。我们使用生物信息学工具对序列进行汇编和分析，以确定服用益生菌后，与基线组成相比（服用益生菌前），微生物组组成的变化。在生物信息学分析过程中，我们会将特定16S区域（可变区域）的遗传信息与公共数据库进行比较，来识别粪便样本中存在的细菌种类，并对其进行量化，以确定每种细菌类别的相对比例。

然而，为了获得关于特定微生物组代谢功能的信息，有必要识别粪便样本中包含的所有的细菌基因；这种技术被称为宏基因组测序，这也是我们团队正在实施的。此外，随着组学技术（基因组学、蛋白质组学、代谢组学）的科学进步，不仅有可能了解不同细菌种属之间的作用，或是对宿主（人类）的作用，还可能让我们能够根据人们个性化的健康水平、饮食结构和微生物组成，确认哪些人可以更好的受益于特定的益生菌。

拉曼人类营养最近进行的一项临床研究表明，我们的益生菌菌株B.longum R0175在停止补充后可以在一些人的粪便中持续更长时间（约15天，而其他人约5天），这取决于他们的肠道运输速度和微生物组的组成。这个由R0175带来更长持续时间的“微生物特征“是否与菌株的改善效果有关？更多细节？敬请关注！

References

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ⁱⁱ Sender R, F. S. (2016). Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biol 14(8): e1002533., https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002533.
ⁱⁱⁱ Nutrition Insight. (2016). Lallemand Flagship Probiotic Formula Lacidofil Reduces Duration of Antibiotic-Associated Diarrhea. Récupéré sur Nutrition Insight: https://www.nutritioninsight.com/news/lallemand-flagship-probiotic-formula-lacidofil-reduces-duration-of-antibiotic-associated-diarrhea.html