导读：

近日，南昌大学陈廷涛教授和南昌大学第二附属医院郝亮教授以共同通讯作者身份在国际食品期刊《Nutrients》（中科院二区，IF=5.9）发表了题为《Improvement of Post-Surgery Constipation in Patients with Fractures by Lactobacillus rhamnosus JYLR-127: A Single-Blind Randomized Controlled Trial》的研究论文。研究结果表明，益生菌的补充有助于改善骨折患者的术后便秘症状，同时起到一定的抗炎抗感染作用。


01研究背景

便秘是多种疾病的主观并发症，主要表现为排便不足或排便困难，并伴有腹痛和腹胀。骨折患者术后多处骨折，包括胸腰椎、髋关节、股骨和肋骨，术后恢复时可发生便秘。术后机体的静止状态会使肠道蠕动功能减弱，再加上饮食因素，从而诱发便秘，其发生率一般为50-70%。骨折术后便秘的高发，一方面给患者带来难以忍受的不适，另一方面影响术后营养的吸收，导致预后不良。然而，临床上对骨折术后便秘人群关注度有限，也缺乏相应的干预措施。基于肠道菌群调节制剂在便秘治疗中的广泛应用，本研究共纳入100例术后出现便秘症状的骨折患者，采用鼠李糖JYLR-127进行短期干预。通过16S rDNA高通量测序等分析手段，评价鼠李糖JYLR-127对骨折患者术后康复及相关便秘症状的缓解作用。本试验的实施有望为益生菌在骨折患者术后便秘治疗中的应用提供数据支持，同时扩大鼠李糖益生菌的产业化道路。


02结果

本研究共纳入100例符合入组条件的骨折术后便秘患者，在干预开始前，随机选择50例患者组成干预前组（FAC组），使用布里斯托尔粪便特征量表（BSFS）和患者便秘症状评估（PAC-SYM）对便秘进行评分，并收集血液和粪便样本用于后续实验。同时，将所有参与者平均随机分为安慰剂组（CDN组）和益生菌组（TRE组）。干预期间，TRE组口服益生菌（L. rhamnosus JYLR-127）1周，剂量为4g/天，每日2次，2g/次，CDN组相应口服安慰剂1周，剂量相同。在终点，收集所有患者的粪便样本，并再次测量血常规和血生化。BSFS和PAC-SYM评分作为试验的结局指标（Fig. 1）。


Fig.1  试验流程图


干预前的FAC组、干预后的TRE、CDN组的粪便和血液指标的统计结果如Fig.2所示。与干预前的FAC组和安慰剂对照的CDN组相比，L. rhamnosus JYLR-127给药的TRE组排便频率显著提升（p<0.001），提示肠道蠕动功能的好转；Bristol量表评分更加接近中间值3.50（p<0.05），表明粪便性状的正常化。同时，TRE组PAC-SYM评分中的直肠症状、腹部症状以及粪便症状得分均有所降低，尤其是腹部症状的改善较之其他两组具有统计学差异（p<0.001），这些都提示L. rhamnosus JYLR-127干预对于骨折患者术后恢复期便秘症状的缓解和改善作用。

此外，通过测量三组间血常规以及血生化指标的变化情况来评估L. rhamnosus JYLR-127在降低骨折术后便秘患者炎症反应中的潜在作用。发现TRE与 CDN组的C反应蛋白浓度存在统计学差异(p（TRE vs CDN）= 0.04)，三组数据在血小板计数上的差异具有统计学意义（p= 0.029），具体表现为TRE组血液PLT水平显著高于FAC和CDN组。综上，可推测骨折术后便秘患者补充L. rhamnosus JYLR-127也有利于抑制感染和炎症反应，并一定程度上缓解骨折患者术后的出血倾向（Fig.2）。

Fig.2  鼠李糖JYLR-127改善术后便秘，介导机体抗炎抗感染


通过对FAC、TRE和CDN组患者的粪便样本进行16S rRNA测序可以进一步得到L. rhamnosus JYLR-127干预对骨折术后便秘患者肠道菌群宏观及微观影响的多层次信息。PCoA分析可知得到TRE组的菌群组成较之干预前的FAC组和安慰剂对照的CDN组更加离散。此外，在所有样本中共鉴定出3224个扩增子序列变体（ASV）， TRE组出现的ASV占比33.44%，多于FAC组和CDN组，突出了不同的干预可以塑造特定的菌群结构。综上，L. rhamnosus JYLR-127可在一定程度上丰富骨折术后便秘患者的肠道菌群组成和层次结构，这对于维持肠道稳态和改善便秘体征具有积极意义（Fig.3）。

Fig.3  鼠李糖JYLR-127改变骨折术后便秘患者肠道菌群多样性


研究进一步描述并可视化了FAC、TRE和CDN三组的肠道菌群在门水平上的菌落组成和组间差异。拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度在三组中所占比例最大。与FAC和CDN组相比，TRE组拟杆菌门数量减少和厚壁菌门数量增加较为明显，且差距具有统计学意义（p<0.05）。因此，L. rhamnosus JYLR-127对肠道菌群的调节在门水平上主要是通过增加厚壁菌门、减少拟杆菌门的丰度来实现的（Fig.4）。

Fig.4  鼠李糖JYLR-127在门水平上影响骨折术后便秘患者肠道微生物群组成


在属水平上，可以观察到三组均以拟杆菌（Bacteroides）、副拟杆菌（Parabacteroides）、丁酸单胞菌（Alistipes）和普雷沃氏菌（Prevotella）占优势，TRE组肠道菌群种类分布更丰富、更均匀。较之FAC和CDN组，TRE组条件致病菌Alistipes和Prevotella的相对丰度均减少，与FAC组相比，Prevotella的减少有统计学意义（p<0.01）。此外，虽无统计学差异，但TRE组中多种益生菌丰度呈上升趋势，如粪杆菌和粪球菌等。总的来说，L. rhamnosus JYLR-127能够通过增加有益菌属的相对丰度和减少致病菌属的相对丰度，为骨折术后便秘患者重建更健康的肠道菌群（Fig.5）。

Fig. 5 鼠李糖JYLR-127在属水平上影响骨折术后便秘患者肠道微生物群组成


研究进一步采用了Pearson相关性分析来完善骨折术后便秘患者L. rhamnosus JYLR-127给药与肠道菌群改善和便秘、感染症状好转之间的相关性。结果表明，拟杆菌门的相对丰度与骨折术后便秘患者的PAC-SYM量表得分、血清中C反应蛋白浓度呈正相关，且相关性具有统计学意义（r = 0.46, p = 0.011; r = 0.60, p = 0.0005）。厚壁菌门与之相反，但在缓解感染这一维度上的相关性不具有统计学意义（r = -0.39, p = 0.031; r = -0.11, p = 0.57）。以上结果均提示了服用L. rhamnosus JYLR-127后患者肠道菌群中拟杆菌门的降低和厚壁菌门的上调与便秘以及感染症状的改善之间的相关性。遗憾的是，结果显示L. rhamnosus JYLR-127给药后肠道中乳杆菌属的丰度变化与拟杆菌门、厚壁菌门之间并不具有显著相关性（r = -0.17, p = 0.36; r = 0.29, p = 0.13）（Fig.5）。

Fig. 6 鼠李糖JYLR -127介导的肠道菌群改善与骨折术后便秘和感染症状的缓解相关

Fig. 7 鼠李糖JYLR-127改善骨折患者术后便秘症状机制图


03供稿者短评

总之，本研究发现骨折术后便秘患者的肠道微生态脆弱易感，全身炎症反应、感染风险和出血倾向增加。而L. rhamnosus JYLR-127干预可以显著提升厚壁菌门并减少拟杆菌门（特别是丁酸单胞菌和普雷沃氏菌）的相对丰度，进而发挥重建受损菌群、促进排便功能、改善便秘症状和抗炎抗感染的作用。上述结果证明L. rhamnosus JYLR-127给药有利于解除骨折术后便秘患者的并发症，有望改善预后并加速骨折康复。

同时，本研究也存在一些不足之处：（1）纳入的骨折术后便秘患者人数有限，益生菌补充干预时间也较短；（2）干预前后样本数据的不匹配可能会在一定程度上影响结果的说服力，特别是对于微生物数据而言；（3）虽然益生菌干预组肠道菌群重塑与症状改善之间的相关性已经阐明，也同步观察到了便秘症状的改善和炎症与感染的缓解，但尚无法将两者有机联系起来。因此，后续本研究团队也考虑针对更大规模骨折术后便秘人群开展干预时间更长的临床干预，并通过进行基于机体和肠道菌群代谢产物的多组学分析、建立大鼠骨折术后便秘模型等研究，厘清L. rhamnosus JYLR-127作用于骨折术后便秘的潜在机制。



转载自公众号：V言微语

文献来源

https://doi.org/10.3390/nu16101505