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[转载]拟杆菌门的2个重要“拮抗菌属”——拟杆菌属VS普雷沃氏菌属
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目前可获得的有关人类不同人群微生物组成的大量数据显示，总体而言，人类肠道中最丰富的细菌属于两个门，即厚壁菌门和拟杆菌门。而在拟杆菌门的成员中，有两个属占主导地位——拟杆菌属(Bacteroides)和普雷沃氏菌属(Prevotella)。
在任何生态系统中，某些生物体往往扮演着更为重要的角色。类似于在人类社会中，科学家和发明家对人类发展做出了重大贡献，肠道菌群社区中也存在一些关键物种，它们在菌群的定植、聚集、生存和保护方面发挥着重要作用。这些关键物种包括拟杆菌属的某些物种、普雷沃氏菌属的某些物种，以及其他一些共生菌。它们在维持肠道生态平衡和促进健康方面具有重要贡献。
普雷沃氏菌和拟杆菌是两类重要的肠道细菌，它们来自同一个祖先，但在进化过程中选择了不同的生存环境：
普雷沃氏菌主要生活在口腔，逐步向肠道
而拟杆菌则主要在肠道中
◆ 拟杆菌
拟杆菌是肠道中的"先驱开拓者"，从婴儿时期就开始在肠道定居。它们能够很好地适应肠道环境，主要有两个原因：
一是因为婴儿的饮食相对简单，主要是一些简单的糖类，而拟杆菌恰好擅长分解这些糖类，把它们转化为更简单的糖分，不仅自己获得营养，还能为其他细菌提供食物来源。
二是它们能够很好地利用肠道粘液层中的粘蛋白。这些粘蛋白就像"停靠站"，帮助细菌在肠道中定居。
此外，细菌居民获取营养物质可能需要：
1）细胞外多糖水解酶
2）细菌细胞表面的受体蛋白
3）适当的糖转运系统
4）细胞质碳水化合物降解酶
拟杆菌属成员的多糖利用位点(PUL)刚好包括：
分泌的糖苷酶
细胞表面聚糖结合蛋白的补体
TonB依赖性外膜寡糖受体/转运蛋白
细胞质膜中的摄取转运蛋白
细胞质碳水化合物代谢酶
然后它们通过多糖利用位点来获取和利用营养，这使其能在竞争激烈的肠道环境中占据优势的同时，还能影响其他菌的生存。
例如Bacteroides thetaiotaomicron VPI-5482菌株具有88个多糖利用位点，可用于降解各种聚糖，包括饮食衍生和宿主聚糖。还具有灵活的聚糖捕食能力，当膳食多糖变得稀缺时，它可以轻松切换到宿主多糖。在营养缺乏期间，这为肠道细菌组的生态系统提供了整体稳定性。
◆ 普雷沃氏菌
普雷沃氏菌属以微生物学家AR Prevot的先驱之名命名。普氏菌属包含50多个已鉴定的物种，除了存在于肠道，在人体的口腔和阴道丰度也较高。
虽然都是拟杆菌门下的革兰氏阴性厌氧菌，但普雷沃氏菌属的糖利用和分解能力弱于拟杆菌，并且缺乏参与戊糖磷酸途径的酶，如葡萄糖6磷酸脱氢酶、6磷酸葡萄糖酸脱氢酶，这使它们与拟杆菌属不同。
普雷沃氏菌属是肠道中的膳食纤维发酵剂，与地中海饮食呈正相关，特别是与高碳水化合物以及水果和蔬菜摄入量有关。
一项研究利用小鼠研究了拟杆菌和普雷沃氏菌在无菌小鼠体内的相互作用。实验结果显示，当两种细菌同时定植时，拟杆菌的数量超过普雷沃氏菌，但两者的数量都低于它们单独定植时的水平。这表明两种细菌之间可能存在拮抗作用。
通过进行 PubMed、Web of Science 核心合集和 Google Scholar 电子搜索确定了研究。我们发现85篇出版物报告了饮食模式对肠道微生物群落的影响，特别是普雷沃氏菌与拟杆菌(P/B)比率。但单一饮食成分对普雷沃氏菌的影响并不容易预测。
在一项随机对照试验，80名超重参与者被随机分配到不同的干预组或对照组，以比较不同干预措施的效果。发现在普雷沃氏菌与拟杆菌比率(P/B)高的个体比P/B比率低的个体多减重和减脂3.8kg。
高纤维摄入（>30g/10MJ）时：
P/B比率高组减重8.3kg
P/B比率低组减重3.2kg
两组差异达5.1kg
相关性分析：
P/B比率高组：纤维摄入与体重变化强相关(r=0.90)
P/B比率低组：相关性较弱(r=0.25)
这项研究表明，肠道菌群中P/B比率可能是预测减重效果的重要指标，特别是在高纤维饮食干预中。
图片来源：Laura Marshall/NPG
01拟杆菌属与普雷沃氏菌属——肠型2011年，科学家首次提出了"肠型"的概念，试图将人类肠道中的微生物群落分类。这就像是给我们的肠道细菌"划分阵营"，帮助我们更好地理解肠道微生物的分布特点。
最初科学家认为有三种主要的肠型，但随着研究深入，实际上主要确定了两种显著的类型：
以拟杆菌属（Bacteroides）为主导的类型
以普雷沃氏菌属（Prevotella）为主导的类型
第三个与瘤胃球菌有关，但不够明显，因为瘤胃球菌分布在其他两类中。
■ 饮食习惯与肠型的关系
研究发现，不同地区、不同饮食习惯的人群往往具有不同的肠型特征：
西方饮食人群（如欧美人群）
特点：高蛋白、高脂肪、低纤维
主导菌：拟杆菌较多
传统饮食人群（如非洲农村）：
特点：高纤维、低蛋白、多植物性食物
主导菌：普雷沃氏菌较多
■ 有趣的研究发现
儿童研究
意大利儿童（西式饮食，低纤维，更多的动物蛋白、脂肪和糖，母乳喂养1年）：拟杆菌占优势
非洲儿童（传统饮食，富含蔬菜和纤维，母乳喂养到两岁）：普雷沃氏菌占优势
母乳喂养的婴儿：双歧杆菌较多
跨文化比较
美国人vs非洲人：饮食习惯不同导致肠道菌群差异明显
城市vs农村：生活方式的差异也会影响肠道菌群构成
总体而言，采用西方饮食的美国人和欧洲人的肠道微生物群往往以拟杆菌属和梭菌目为主，而高纤维、低蛋白饮食的农村人口往往以普雷沃氏菌为主。
■ "肠型"概念的局限性
想象一下，我们在试图给不同人的肠道细菌"画像"。科学家们发现，虽然"肠型"这个词很常用，但可能过于简化了实际情况。这就像把人分类成"高个子"和"矮个子"，忽略了身高其实是连续的，中等身高的人可能更多。
两种主要细菌的重要性
拟杆菌和普雷沃氏菌是最常见的两种主要细菌
它们通常占据肠道细菌总量的40%以上
有趣的是，当一种细菌数量多时，另一种就会很少
常规研究方法的特点
科学家们通常用特殊的方法（PCoA和NMDS）来分析样本。这些方法就像在地图上标注位置：相似的样本会被画在一起，不同的样本会被画得远一些。因为这两种主要细菌的变化最大，所以它们在分析中的影响最明显。
研究的挑战
当研究的细菌种类太多，而样本数量较少时，可能会得出不准确的结论。目前的证据表明，把人的肠道细菌简单地分成几种固定的"肠型"可能不够准确。
从谷禾的角度以及部分科学家的建议还是不要简单地用"肠型"来给人分类，改用"具体的菌群结构以及指标或生物标注物"这个概念。这些标志物可以更好地反映一个人的生活环境和健康状况。
因为肠道菌群比我们想象的要复杂得多，不同的生活方式和饮食习惯会影响肠道菌群，需要更细致的方法来研究和理解肠道健康。
这就像是从"给人贴标签"转变为"理解每个人的独特性"，这种方式更科学，也更有助于我们理解如何维护肠道健康。
02拟杆菌属的特性① 拟杆菌：肠道中的"适应高手"
拟杆菌就像是肠道中的"生存专家"，它们有着令人惊叹的适应能力。让我们来看看它们是如何在肠道中生存和繁荣的：
•超强的环境适应能力：氧气适应
虽然拟杆菌通常不喜欢氧气，但它们能在极少量氧气存在的环境中生存，这种能力帮助它们在人体组织中更好地定居。例如，脆弱拟杆菌可以在低O2条件下生长，这可能有利于它在含氧宿主组织中建立初始感染。
•灵活的饮食习惯
婴儿时期：能利用母乳中的营养物质
断奶后：可以转而消化植物纤维
它就像一个"美食家"，几乎能消化各种碳水化合物，例如B.thetaiotaomicron会根据宿主的情况调整其食物来源，在哺乳期优先使用宿主衍生的多糖以及来自母乳的单糖和寡糖，然后在断奶后扩大其新陈代谢以使用植物多糖。
•竞争策略
拥有类似"微型武器系统"的机制，能够抑制其他细菌的生长，确保自己的生存空间。拟杆菌进一步在胃肠道中立足，利用类似于 VI 型分泌系统的系统将物质转移到胃肠道中的受体微生物，输出抗菌效应物并拮抗其他胃肠道细菌。
•基因的"魔法"
拟杆菌最神奇的地方在于它的基因特性：
基因的灵活性
能够根据需要"开启"或"关闭"特定基因
就像随身携带的"百宝箱"，需要什么就拿出什么
在对174个脆弱拟杆菌组临床分离株的研究中，至少有10个编码孔蛋白的不同基因序列和8个青霉素结合蛋白的不同序列，这可能影响生物体的抗菌敏感性。
•基因的学习能力
能从其他细菌那里"学习"新的基因（称为水平基因转移），这种能力让它们能获得新的特性，比如抗药性。
多样的基因版本：同一个功能的基因可能有多个不同版本，能根据环境选择最合适的版本使用。
肠道微生物群中拟杆菌门的数量较多，水平基因转移率较高，这对拟杆菌门与其他细菌之间的微生物组基因转移产生了重大影响，导致整个细菌群落发生重要的遗传变化。
由于拟杆菌的这些特性，它们可能帮助传播抗生素耐药性，这提醒我们要谨慎使用抗生素。
② 拟杆菌：肠道中的多面手
拟杆菌是肠道中最稳定和重要的细菌之一，它们具有非常丰富的代谢能力，能够影响人体的多个生理功能。
•智能适应系统
拟杆菌有一个特殊的"感应系统"，能够检测环境中的营养物质，根据需要，它可以快速开启或关闭相应的基因，产生不同的消化酶。这种能力让它能够适应各种不同的食物来源。
拟杆菌属凭借其多功能的多糖利用机制可以降解复杂的植物多糖，如淀粉、纤维素、木聚糖和果胶，使它们成为微生物群中最稳定的成员，并能够作为关键物种影响微生物组。
•强大的消化能力
能分解复杂的植物纤维，如淀粉、纤维素等，当简单糖类已经被人体吸收后，它仍能利用其他复杂的营养物质，这种能力使它成为肠道中的"常驻居民"。
•产生多种有益代谢物
能产生有益物质，如短链脂肪酸(SCFA)，包括：琥珀酸、乙酸、丙酸、丁酸。
丁酸盐被用作结肠上皮细胞的主要能量来源，而丙酸盐和乙酸盐是肝脏中脂肪生成和糖异生所必需的。
除此之外，拟杆菌属还能产生神经递质类化合物，如GABA。在一项对人类肠道拟杆菌分离株的研究中，几乎所有分离株都产生 GABA，浓度范围很宽(取决于前体可用性和浓度)。有强有力的临床前和临床证据表明微生物群影响神经系统的发育和功能，并可能影响大脑功能和心理健康。
③ 拟杆菌：肠道的守护者
拟杆菌不仅参与消化，还能保护我们的肠道健康，特别是在抵抗有害细菌入侵方面发挥重要作用。
•对抗感染
几种拟杆菌属会产生胆汁盐水解酶，这些酶可解离逃逸肠肝再循环的胆汁酸，这是将初级胆汁酸转变为次级胆汁酸的两步过程的第一步。这种转化过程能够抑制艰难梭菌（一种导致严重腹泻的细菌）的生长。在粪便菌群移植治疗中，这种机制帮助患者预防艰难梭菌感染的复发。研究发现拟杆菌含量越高，艰难梭菌感染的风险越低。
•维持肠道屏障，调节微生物平衡
拟杆菌帮助维持肠道壁的完整性，减少炎症反应，保护肠道健康。同时促进有益菌群的生长，增加肠道微生物的多样性。
•其他健康影响
拟杆菌还可以帮助调节血糖水平，参与脂肪代谢可能与预防肥胖和糖尿病有关。研究表明拟杆菌数量减少可能与肥胖有关；一些研究发现它与2型糖尿病呈负相关；某些拟杆菌种类可能有助于改善胰岛素敏感性。
④ 拟杆菌：平衡中的潜在病原体
虽然大多数研究表明拟杆菌对健康有益，但也存在一些复杂性。它们通常是共生生物，但一些拟杆菌属。可能是机会致病菌。
一些情况，包括胃肠道疾病、创伤、癌症和胃肠道手术，可能会使拟杆菌逃离胃肠道中的生态位，侵入其他解剖位置并引起感染。
促进这种入侵的脆弱拟杆菌的毒力因素包括其产生的脆弱拟杆菌毒素(增加通透性并诱导活性氧形成)、裂解粘蛋白多糖的神经氨酸酶和促进脓肿形成的荚膜多糖。
拟杆菌最常与腹内感染相关，通常是因为肠壁完整性受到损害而发生。如果不及时治疗，这些感染可能会发展为菌血症。
触发条件：
-肠道疾病
-外伤
-癌症
-手术创伤这些情况可能导致拟杆菌"越界"，从肠道进入身体其他部位。
致病机制：
-产生特殊毒素(BFT)，可能损害组织
-分泌能分解粘液的酶
-形成保护性外壳，有助于细菌存活
-可能引发的健康问题
常见感染：
-腹腔感染（最常见）
-血液感染
-皮肤和软组织感染
-肺部感染
-脑部感染
危险信号：
-当肠道屏障受损时，感染风险最高
-如果不及时治疗，可能会扩散到血液中
治疗方法:
甲硝唑是首选药物，其次还有一些抗生素包括：哌拉西林-他唑巴坦、亚胺培南、美罗培南。
治疗注意事项：
-通常需要联合用药，因为感染往往涉及多种细菌
-医院感染可能需要额外的抗生素覆盖
未来随着拟杆菌对抗生素的耐药性增加，需要开发新的治疗策略，预防感染变得越来越重要。
因此，保持肠道健康，避免不必要的抗生素使用，手术时注意预防感染，及时治疗肠道疾病。
⑤ 拟杆菌：在抗癌中的双重角色
拟杆菌是一类在肠道中常见的细菌，它在癌症发展和抑制中的作用是一个颇具研究价值的话题。
•保护与免疫调节
拟杆菌产生代谢副产物，如丁酸盐，对肠道健康具有保护作用。
在一项动物研究中，使用携带肠癌的小鼠模型，发现移植脆弱拟杆菌有助于减少体重减轻并抑制肿瘤生长。
•与免疫疗法的协同作用
在接受抗癌药物ipilimumab治疗的小鼠中，脆弱拟杆菌似乎增强了药物效果，并减轻了药物引发的肠道不良反应。
•拟杆菌的促癌潜力
携带特定毒素的脆弱拟杆菌可能在特定情况下增加结肠癌风险。有研究指出，结肠癌患者肠道中脆弱拟杆菌毒素基因的数量较多。
一些动物研究也表明，当拟杆菌定殖在肠道时，可以促进肿瘤发生。
未来识别哪些具体的拟杆菌种类最有利于预防癌症，了解哪些种类可能促进癌症发展是重要的研究方向。
⑥ 拟杆菌：抗炎作用
普通拟杆菌(FTJS7K1)在脂多糖诱导的急性肠道损伤小鼠模型中显示出对急性炎症的显著保护作用，包括恢复因急性损伤而受到干扰的肠道微生物群。
移植物抗宿主病(GVHD)是一种促炎性疾病，由同种异体造血细胞移植后供体T细胞发展而来。在一项临床前小鼠GVHD模型研究中，给予脆弱拟杆菌增强了小鼠肠道的多样性，减少了急性GVHD的发生，并预防了慢性GVHD。
金氏副拟杆菌(P. goldsteinii)已被证明有助于免疫系统的成熟和发展。具体而言，P.goldsteinii促进了 CD4+效应T细胞亚型的发育，调节肠粘膜的适应性免疫，从而在肠粘膜的稳态和炎症中发挥重要作用。
β-己糖胺酶是拟杆菌门中的一种保守酶，有助于预防小鼠结肠炎模型中的炎症。
03普雷沃氏菌属的特性普雷沃氏菌属(Prevotella)是人类体内、特别是在肠道和口腔中常见的细菌群之一，具有多种重要的菌群特性。
① 生态位与环境适应
普雷沃氏菌主要存在于人类的口腔和肠道中。在健康的口腔微生物群中，普雷沃氏菌是一种普遍存在的菌种，且在肠道微生物群中占据重要位置。它们通常作为共生菌存在，但在特定条件下可能转变为机会性病原体。
•主要栖息地
口腔环境：在牙菌斑、牙周袋等部位常见
消化道：主要分布在结肠和直肠
女性生殖道：在阴道微生物群中也有发现
•环境适应特征
普雷沃氏菌是一类严格厌氧的细菌，能够在缺氧环境中生存，这是它们适应宿主微环境的关键特性。它们对宿主的免疫环境具有一定的适应能力，能够调节宿主免疫反应，促进其自身的生存和繁殖。
氧气耐受性：严格厌氧，需要低氧或无氧环境生存
pH适应性：最适pH在6.5-7.0之间
温度要求：37℃为最适生长温度
营养需求：需要特定生长因子，如维生素K和血红素
② 代谢特征与营养方式
普雷沃氏菌在代谢方面表现出高度的灵活性，能够利用各种碳源，包括植物性纤维和淀粉。它们能够生成短链脂肪酸，如丙酸和丁酸，这些代谢产物对于宿主的肠道健康具有重要意义。
此外，普雷沃氏菌还与宿主的营养状态和代谢健康密切相关，可能在一些代谢疾病中扮演角色。
•碳水化合物代谢
主要底物：
-复杂多糖(如木聚糖、果胶)
-植物性纤维
-粘蛋白
代谢产物：
-短链脂肪酸(如丙酸、丁酸)
-琥珀酸
-乳酸
•特殊代谢能力
多糖降解酶系统:
-β-木糖苷酶
-α-葡萄糖苷酶
-纤维素酶
蛋白质降解能力:
-产生蛋白酶
-肽酶系统完整
③ 基因组特征
普雷沃氏菌拥有丰富的基因组多样性，其中某些种类如P.copri表现出显著的遗传多样性。研究表明，这些细菌的不同亚种可能对维持宿主健康或诱发疾病具有不同的功能特性。
它们的基因组常包含与代谢能力、毒力因子及抵抗药物相关的基因，这使得普雷沃氏菌在健康与疾病之间的界限变得模糊。
•基因组结构
基因组大小：2.5-3.5 Mb
GC含量：约40-48%
基因密度：每kb约0.9个基因
•功能基因特征
碳水化合物代谢相关基因：
-多糖降解酶基因簇
-糖转运体基因
耐药基因：
-β-内酰胺酶基因
-外排泵基因
毒力因子基因：
-粘附素
-溶血素
④ 肠道分布特点与生态学意义
•群落分布特征
-某些人群中可达20%以上
地理分布差异：
-东亚人群中部分人含量较高
-非洲农村人群中含量较高
-西方发达国家人群中含量较低
•菌株代谢能力差异
研究表明，西方人群中的普雷沃氏菌(特别是P.copri)往往缺乏有效代谢碳水化合物的能力。这一现象与西方饮食结构有关，通常富含高脂肪和低纤维，这使得某些普雷沃氏菌在这样的环境中生存和增殖的能力受到限制。
而东亚人群的普雷沃氏菌则表现出较强的代谢碳水化合物的能力，尤其在以碳水化合物为主的饮食中，普雷沃氏菌能显著占据主要菌群的组成。
•生态适应性
东亚地区人群中的普雷沃氏菌群体在饮食多样性与微生物生态位的适应性上表现出更高的灵活性，这可能与他们的饮食模式(例如更多的全谷物和蔬菜)密切相关。相对地，西方人群由于饮食结构的变化，导致普雷沃氏菌的生态位和多样性出现了很大的变化，从而影响了肠道微生物组的平衡。
⑤ 健康相关性
•有益作用
-维持肠道屏障功能
-产生有益代谢物：短链脂肪酸、维生素B族
-调节免疫系统：促进Th17细胞分化、调节炎症反应
•潜在风险
-与某些疾病相关：牙周炎、类风湿性关节炎、炎症性肠病
-机会性感染：在免疫力低下时可能致病、可能参与混合感染
⑥ 致病机制和触发因素
1.环境因素
普雷沃氏菌的致病性与特定的环境因素密切相关，包括：
-pH值改变：口腔或肠道的pH值显著变化，会促进普雷沃氏菌的生长，特别是在细菌性阴道病或口腔感染中。
-氧化还原电位改变：微环境中的氧气水平异常，过度的厌氧环境可能会促使厌氧细菌大量繁殖。
-营养物质改变：特定营养物质的过度丰富（例如糖类）可能会导致普雷沃氏菌的快速增殖。
2.宿主因素
宿主的状态也是普雷沃氏菌引发感染的重要因素，包括：
-免疫功能低下：免疫抑制治疗、HIV感染或器官移植后的免疫抑制可能使宿主更易受到普雷沃氏菌的感染。
-局部屏障受损：例如粘膜损伤、手术创伤或放化疗后的局部损伤，会使普雷沃氏菌更容易入侵。
3.微生态失衡
-优势菌群改变：抗生素的使用可能导致菌群失调，抑制保护性菌群的生长，使得普雷沃氏菌过度增殖。
-菌群多样性下降：多样性的减少往往会导致生物膜的形成和感染风险的增加。
普雷沃氏菌的致病机制包括以下几种：
1.直接致病作用
普雷沃氏菌通过产生毒素直接致病：包括内毒素和外毒素，这些毒素能够导致组织损伤和炎症。
普雷沃氏菌产生的毒力因子
组织侵袭：普雷沃氏菌还可能释放组织降解酶，破坏周围组织和细胞间连接。
2.免疫介导损伤
-炎症反应激活：普雷沃氏菌的感染可刺激宿主免疫系统，促进炎症因子的释放和趋化因子的产生，导致局部或全身的免疫反应。
免疫失调：T细胞应答的异常可能导致自身免疫反应，使得宿主的免疫反应对自身组织造成损伤。
3.代谢紊乱
普雷沃氏菌在代谢方面的失调可能导致：
-营养物质竞争：普雷沃氏菌可能与宿主或其他细菌竞争营养物质，从而影响宿主的营养吸收。
-有害代谢产物积累：某些代谢产物可能对宿主造成毒性，进一步加重疾病。
⑦ 感染的信号和治疗
•临床表现
普雷沃氏菌感染的临床表现通常包括：
-口腔症状：如牙龈出血、口臭加重和牙周疼痛。
-消化道症状：如腹痛、腹泻和消化不良。
-全身症状：可表现为发热、乏力和体重下降。
•实验室指标
-炎症标志物的升高：例如C反应蛋白(CRP)和红细胞沉降率(ESR)。
-微生物学检查：可以通过检测普雷沃氏菌的丰度来判断感染情况。
•治疗方案
1.抗生素治疗
对于普雷沃氏菌感染，通常采用以下抗生素：
首选药物：包括β-内酰胺类、克林霉素和甲硝唑。
用药原则：根据药敏结果选择合适药物，确保足量和足疗程，多考虑联合用药。
2.微生态调节
益生菌补充：可以使用乳酸杆菌和双歧杆菌，有助于帮助恢复健康的肠道微生物群。
益生元应用：如低聚糖和膳食纤维可促进益生菌的生长。
3.免疫调节
免疫功能评估和支持：可使用免疫调节剂和提供必要的营养支持。
•治疗注意事项
1.用药监测
定期评估疗效和不良反应，关注药物耐药性的发展。
2.预防措施
维持良好的口腔卫生和调整饮食结构以避免菌群失调。
3.长期管理
定期复查和生活方式指导用以防止复发。
⑧ 肠道普雷沃氏菌—饮食与健康
普雷沃氏菌属，尤其是P.copri复合群，通常与非西方饮食模式以及富含碳水化合物、抗性淀粉和纤维的饮食习惯相关。
在西方饮食中，梭状芽孢杆菌属(包括瘤胃球菌科和毛螺菌科)通常负责降解膳食纤维。尽管如此，通过增加富含纤维的食物来进行营养干预时，往往会导致普雷沃氏菌数量的增加。
•膳食纤维与普雷沃氏菌和拟杆菌丰度密切相关
膳食纤维不仅能改善糖代谢，还与普雷沃氏菌和拟杆菌的相对比例关联密切。研究显示，普雷沃氏菌对葡萄糖稳态和整体代谢有潜在的益处。然而，也有研究指出，P. copri与胰岛素抵抗相关，而其在基线时的较低水平则与超重个体在地中海饮食干预后改善胰岛素抵抗的效果相关。
普雷沃氏菌能有效分解膳食中的复杂多糖。这一点与人类的代谢密切相关，因为人类基因组中编码的酶只能降解有限类型的碳水化合物，比如蔗糖、乳糖和淀粉。因此，肠道微生物能够发酵多糖，促进人类营养吸收是至关重要的。
此外，普雷沃氏菌能够分解植物来源的多糖和某些宿主来源的粘蛋白，但不具备分解动物来源多糖的能力。这就解释了为何工业化西方人群的普雷沃氏菌多样性下降，因为他们很少摄入多种类的植物性食物。
研究也表明，普雷沃氏菌的多样性越高，其在消化多糖和维持肠道稳态方面的能力就越强。在这些发现基础上，研究人员正在努力揭示普雷沃氏菌对于饮食变化和健康状况的具体影响机制，尽管目前对其角色的理解仍存在一定的争议。
04普雷沃氏菌与拟杆菌在肠道菌群中的关系共存关系的形成
1.进化适应
普雷沃氏菌和拟杆菌都经过长期进化，形成了与人类肠道共生的关系。它们在进化过程中获得了特殊的代谢能力：
-可以分解复杂的膳食纤维
-与人体免疫系统相适应的表面分子结构
-能够在肠道厌氧环境中生存的代谢系统
2.生态位分配
这两类菌群在肠道中形成了独特的生态位分配：
拟杆菌主要分布在结肠前端，更适应中性偏酸性环境；
而普雷沃氏菌则在结肠后段较为丰富，能够适应更广范围的pH值。
3.不用降解能力
此外它们对不同类型的膳食纤维具有互补性的降解能力。
拟杆菌主导型：
-适应高蛋白、高脂肪的西式饮食
-产生更多支链氨基酸和饱和脂肪酸
-倾向于形成较高的胆汁酸代谢活性
普雷沃氏菌主导型：
-适应高纤维、植物性为主的饮食
-产生更多短链脂肪酸
-有利于维持肠道屏障功能
拟杆菌代谢特点：
-善于降解动物性蛋白质
-产生较多的乙酸盐和丙酸盐
-影响胆固醇代谢
普雷沃氏菌代谢特点：
-擅长发酵复杂碳水化合物
-产生琥珀酸等代谢物
-影响葡萄糖代谢
相互制约机制
1.营养物质竞争
两类菌群之间存在竞争关系
对碳源的竞争：不同种类的膳食纤维
对氮源的竞争：蛋白质和氨基酸
对微量元素的竞争：铁、锌等
2.代谢产物影响
拟杆菌主要通过产生短链脂肪酸(SCFAs)来抑制普雷沃氏菌的生长。乙酸盐是拟杆菌产生的主要SCFAs之一，在酸性环境下可抑制普雷沃氏菌的生长，研究表明高浓度乙酸盐会降低普雷沃氏菌的增殖速率。
拟杆菌还通过琥珀酸途径产生丙酸盐，可降低环境pH值，不利于普雷沃氏菌生长，对普雷沃氏菌的生物膜形成有抑制作用。
普雷沃氏菌发酵碳水化合物产生琥珀酸，高浓度琥珀酸可抑制拟杆菌的生长，影响拟杆菌的代谢通路。
占比此消彼长的原因
1.饮食因素
拟杆菌属通常被认为是能够有效降解多种膳食纤维的细菌，尤其是在高纤维饮食环境中表现良好。这种菌群能够利用复杂的碳水化合物(如植物多糖)作为其主要能量来源，同时能促进短链脂肪酸的生成。
而普雷沃氏菌特别是P. copri复合群，通常与丰富的碳水化合物、抗性淀粉和膳食纤维的饮食模式相关。这类菌群能较好地利用膳食纤维，尤其是对于那些以植物性为主的饮食表现出强大的代谢能力。特定的普雷沃氏菌在研究中显示出较强的能力来降解阿拉伯木聚糖和低聚果糖，这些物质常见于富含纤维的饮食中。
2.环境因素
pH值变化会影响两种菌群的相对丰度
肠道氧化还原电位的改变会影响菌群平衡
肠道蠕动速度会影响营养物质的可及性
普雷沃氏菌的健康影响机制
普雷沃氏菌（Prevotella）在不同健康状况下的影响机制涉及多个领域，特别是在与炎症、代谢和免疫反应相关的疾病中。
炎症反应
普雷沃氏菌与类风湿性关节炎(RA)等免疫介导疾病的发病机制相关。
一些研究指出，普雷沃氏菌可引发促炎性T细胞(如Th17细胞)的反应。这些细胞分泌多种细胞因子(如IL-17)，加剧局部和全身性炎症，从而可能导致关节和组织的损伤。
研究发现，普雷沃氏菌的数量增加与粪便样本中的炎症因子水平升高相关。此外，普雷沃氏菌在类风湿性关节炎患者的滑液中也存在，表明其可能通过免疫激活机制参与疾病的发生。
代谢影响
普雷沃氏菌与葡萄糖代谢的关系相对复杂。
一些研究显示，P. copri 可能与胰岛素抵抗相关，但其作用依赖于饮食和个体差异。在高纤维饮食下，普雷沃氏菌的富集通常有助于改善葡萄糖稳态。
其主要机制可能与普雷沃氏菌对抗性淀粉和其他膳食纤维的高效发酵能力相关，这使得它们能够生成短链脂肪酸，为宿主提供代谢能量，有助于改善代谢综合症。
微生物群失调
普雷沃氏菌的丰度在不同人的微生物组中表现出差异。在细菌性阴道病(BV)或HIV感染相关的肠道菌群失调情况下，普雷沃氏菌的增加与炎症因子的释放、局部免疫反应的增强有关，可能导致更易患其他感染。
doi.org/10.1038/s41579-021-00559-y
网络分析显示每种普雷沃氏菌与一种或多种疾病（分为三大类：自身免疫性疾病、口腔感染或其他感染）的关联，基于总共226项研究。边的厚度与报告普雷沃氏菌与疾病关系的文章数量成正比。
❤ 编者总结
这两个菌属是中国人群肠道菌群最主要的两个属，两个菌属代表了不同的饮食习惯，展现了肠道菌群令人惊叹的适应能力和复杂的相互作用。它们不仅在进化过程中形成了独特的生态位分配，还通过各自的代谢特长参与营养物质的消化和吸收，还能通过产生多种代谢物来调节人体免疫系统，影响我们的整体健康状况。
主要参考文献
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本文转自：谷禾健康
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