两种肠道细菌联手削弱黏液层,研究揭示“细菌性便秘”新机制

对数以百万计长期被便秘困扰的人来说,即便尝试过泻药、膳食纤维补充剂以及各种饮食调整,问题依旧顽固存在。一项最新研究提出,也许答案并不在肠道神经或蠕动功能,而是在微生物层面。研究人员将这种可能的新类型命名为“细菌性便秘”,认为它由两种常见肠道细菌的协同作用触发。未来,通过一项简单的粪便检测,或许就能识别出这一特殊亚型患者。

这项发表在Gut Microbes期刊上的研究指出,两种本来被视为“友好居民”的肠道微生物,在特定条件下联手,可能削弱肠道内部一层至关重要的保护结构——黏液层。这层厚厚的、富有弹性的凝胶覆盖在结肠内壁上,不仅能保持水分、润滑粪便,还能防止肠道上皮直接暴露在大量细菌之下。一旦这层天然“润滑剂”被削弱,粪便就更容易变得干硬、体积减少、排出困难,而患者往往找不到明确原因。

目前大多数慢性便秘治疗方法,主要聚焦于肠道的运动机制,例如刺激神经、增强肠壁收缩,帮助废物向前推进。但研究人员指出,细菌性便秘的机制完全不同——问题不在“推动力不足”,而在“润滑系统被破坏”。这或许可以解释,为什么有些患者在常规治疗下几乎没有改善。

研究聚焦的两种细菌分别是Akkermansia muciniphila和Bacteroides thetaiotaomicron。它们都是人类结肠中的常见成员,并非致病菌。单独存在时,它们通常不会引发疾病。然而,当两者数量同时升高时,情况就发生了变化。

Akkermansia muciniphila以黏蛋白为食,而黏蛋白正是构成肠道黏液层的核心成分。问题在于,结肠中的黏蛋白表面带有一种被称为“终末硫酸盐”的化学标记,大多数细菌无法轻易突破这道屏障。A. muciniphila本身缺乏去除这些标记所需的酶,因此在正常情况下,它对结肠型黏液的“利用”受到限制。

Bacteroides thetaiotaomicron则扮演了关键角色。它可以产生硫酸酶,剥离黏蛋白上的硫酸盐标记,相当于为A. muciniphila“开门”。当两者协同作用时,黏液层被逐步分解。随着黏液变薄,水分更容易从粪便中流失,粪便变干变硬,排便频率下降。研究团队将这一过程概括为两种共生细菌通过硫酸酶与糖苷酶协同降解结肠黏蛋白,其中一个物种为另一个创造条件,最终减少润滑并诱发粪便脱水。

为了验证这一模式是否真实存在于患者中,研究人员分析了231名帕金森病患者、54名慢性特发性便秘患者以及147名健康对照者的粪便样本。结果发现,在便秘患者中,这两种细菌的丰度均明显升高。同时,每周排便次数少于三次的人群,其粪便中黏蛋白水平显著偏低。

帕金森病患者被纳入研究,并非偶然。许多帕金森病患者在出现运动症状前10至20年,就已遭受严重且难治的便秘困扰。常规的多巴胺治疗几乎对便秘无效。研究发现,无论是否患有神经系统疾病,只要存在便秘症状,都可能出现相同的细菌特征。这表明,这种机制可能独立于原发疾病存在,符合“新疾病亚型”的标准。

统计分析进一步显示,黏液耗竭与便秘症状之间的相关性,比与任何具体诊断之间的关联更强。这意味着,细菌性便秘或许并非某种疾病的附带现象,而是一种可以独立识别的生理机制。

为了在实验层面确认因果关系,研究团队使用了无菌小鼠模型。单独给小鼠定植其中一种细菌,并未观察到明显便秘表现;但当两种细菌同时存在时,小鼠的粪便数量减少,水分含量下降,黏液层变薄,肠道屏障通透性增加。值得注意的是,各组小鼠的饮水量、食物摄入量及尿液排出量并无差异,排除了脱水因素。

更具说服力的是基因实验。研究人员构建了一种经过改造的B. thetaiotaomicron菌株,删除了一个负责激活硫酸酶的关键基因。这样一来,它就无法去除黏蛋白上的硫酸盐标签,也无法为A. muciniphila“铺路”。当这种改良菌与A. muciniphila共同定植于小鼠体内时,几乎没有出现便秘症状。粪便排出恢复,水分增加,黏液层完整性得到维持。仅仅去除一个基因,就打断了整个协同破坏链条。

基于这些发现,研究人员提出,检测粪便中A. muciniphila的丰度,特别是与产生硫酸酶的伴生细菌同时升高时,或许可以作为识别细菌性便秘的生物标志物。未来的治疗策略也可能围绕保护黏液层展开。例如,利用噬菌体精准靶向特定细菌,或开发小分子药物抑制硫酸酶活性,从源头上阻止黏液被分解,而不是单纯依赖泻药刺激排便。

研究作者指出,A. muciniphila的粪便丰度可能成为识别这一亚型患者的重要指标;而通过噬菌体介导的抑菌策略,或小分子阻断细菌硫酸酶,有望维持结肠黏液完整性,提高粪便水分含量,从而缓解便秘症状。

如果这一理论得到更多验证,它可能改变慢性便秘的治疗思路。对于那些多年反复尝试各种疗法却收效甚微的人来说,一个清晰的机制解释,以及针对性干预路径,意味着从“对症缓解”走向“对因治疗”。这不仅是医学分类上的更新,更可能为患者带来长期期待的答案。

本文译自:studyfinds,由olaola编辑发布

封面图片:unsplash/National Institute of Allergy and Infectious Diseases