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扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)是一种革兰氏阳性厌氧细菌，杆状、不形成孢子，不运动。根据环境条件可呈现链状或簇状排列，最适生长温度为37°C。

R.torques含有多种编码降解复杂碳水化合物的酶系，是一种纤维素分解细菌，这意味着它可以降解纤维素，将纤维素分解为葡萄糖和其他糖。在单糖中可以利用葡萄糖、果糖、半乳糖、N-乙酰半乳糖胺和N-乙酰葡萄糖胺生长，还能参与胆汁酸的代谢。通过代谢能够产生短链脂肪酸（主要是乙酸和丙酸，以及少量丁酸），是一种产丁酸盐的细菌。

R.torques最显著的特征是其强大的粘蛋白降解能力，可以利用MUC2(人肠道中主要分泌的粘蛋白)。其拥有一系列专门的糖苷酶和蛋白酶，能够有效分解肠道粘蛋白的复杂糖链结构。研究发现，R.torques、A.muciniphila、B.bifidum和R.gnavus均能降解人类结肠黏蛋白，但R.torques降解能力是最强的。粘蛋白是构成肠道粘液层的主要成分，对维持肠道屏障功能至关重要。

R.torques是人体肠道微生物组的常见成员，在健康人群中普遍存在，但其丰度通常维持在相对较低的水平。它与肠道粘液层的动态平衡密切相关，在正常情况下参与粘液更新和营养物质循环。

但多项研究表明，R.torques异常增殖与多种疾病相关，包括克罗恩病、肥胖、糖尿病相关疾病、桥本甲状腺炎及多囊卵巢综合征等患者体内均发现其丰度显著升高。

R.torques丰度过高可导致粘蛋白过度降解，使粘液层变薄并增加肠道通透性，从而引发细菌移位、低度慢性炎症，并干扰免疫调节与代谢功能。深入研究R.torques生物学特性及其与宿主的相互作用，对开发基于微生物组的肠道屏障相关诊断和治疗策略具有重要意义。

01Ruminococcus torques可能帮助预测克罗恩病

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Ruminococcus torques在炎症性肠病中显著增加

许多研究和谷禾的检测数据发现，即使在没有明显肠道炎症的情况下，炎症性肠病(IBD)患者的肠道微生物群都会发生显著变化，尤其是粘膜降解相关细菌丰度有所增加。这表明在IBD中，粘膜降解相关细菌处于一个更有利的生态位。

结肠杯状细胞持续分泌的粘液层在结肠细菌与上皮细胞间形成屏障，这一屏障具有免疫调节和保护作用。而粘膜降解细菌可以降解这一防御屏障。

研究人员发现，在非炎症性克罗恩病和溃疡性结肠炎的肠道中，总粘膜相关细菌分别平均增加了1.9倍和1.3倍。但活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)和扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)在IBD患者中增加的数量比总粘膜相关细菌高出许多倍。

与控制对照组相比，在克罗恩病和溃疡性结肠炎的肠道中，R.gnavus分别平均增加了12.3倍和4.4倍。在控制对照样本中，仅有10%检测到Ruminococcus torques，但在克罗恩病和溃疡性结肠炎患者中分别有38%和45%检测到，其总体丰度约为对照组的几十倍。

炎症性肠病患者与对照组的细菌相对丰度

​doi: 10.1038/ajg.2010.281.

值得注意的是，我们之前介绍过的下一代益生菌嗜黏蛋白阿克曼菌(A.muciniphila)在炎症性肠病患者中含量降低。

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高丰度R.torques过度降解黏蛋白破坏肠道屏障

为何同为黏液降解相关菌，A.muciniphila被视为益生菌，而R.torques在炎症性肠病中富集并具有致病性？

研究表明，R.torques、A.muciniphila、B.bifidum和R.gnavus均能降解人类结肠黏蛋白(MUC2)，但部分降解菌仅能利用特定粘蛋白成分，而R.torques降解能力是最强的。

黏蛋白降解细菌丰度过高或过度活跃会破坏肠道黏蛋白屏障，增加肠道通透性，促使管腔抗原和有害物质渗入肠壁，从而诱发炎症反应和免疫失调——这被认为是克罗恩病的关键病理特征之一。研究表明，黏蛋白降解菌丰度与肠道炎症程度相关，即使被视为有益的A.muciniphila，过量存在同样有害。

R.torques过多导致代谢通路受损影响屏障功能

研究基于KEGG数据库功能注释分析发现，克罗恩病上消化道受累患者中两条重要保护性通路显著减少：L-蛋氨酸生物合成III通路和棕榈酸酯生物合成II通路，这两条通路与R.torques活性呈负相关。

注：消化道受累患者是指消化系统的部分或全部结构因疾病而受到影响或损害的病人。

蛋氨酸能增强小肠粘膜完整性、屏障功能及绒毛形态，而棕榈酸酯促进肠道杯状细胞产生MUC2，形成厚粘液层，在维持肠道屏障功能中起关键作用。

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R.torques增强了其他细菌的底物利用和生长

Ruminococcus torques生长过程中降解的特定粘蛋白聚糖结构或顽固降解的结构，这些降解产物可能被其他微生物群成员利用。

例如R.torques分泌细胞外的α-和β-糖苷酶，这些酶能够去除这些末端糖分以降解粘蛋白。一旦末端糖分被去除，暴露出寡糖链和蛋白质核心，粘蛋白基质就变得容易降解。可以被许多其他结肠细菌单独或作为微生物群落的一部分所降解。

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上面这项研究发现，R.torques通过分泌酶降解粘蛋白糖蛋白结构域和胃肠O-聚糖，并从完整的粘蛋白中释放出产物，这些产物可供B.thetaiotaomicron利用。R.torques将完整粘蛋白糖蛋白释放的产物交叉喂养到B.thetaiotaomicron的能力支持R.torques能促进其他细菌生长的假设。

当肠道中的微生物过度降解黏蛋白并且数量异常增殖时，会打破原本稳定的肠道菌群平衡状态。这种失衡不仅影响正常共生菌的生存环境，还会显著扰乱整个肠道微生态系统的稳态。随着黏蛋白屏障的持续被破坏，肠道上皮细胞的保护层变得薄弱，导致肠道通透性增加，有害物质更容易渗透进入肠壁组织。这一系列连锁反应最终会损害肠道的正常生理功能，降低营养物质的吸收效率，并可能引发局部炎症反应，最终导致克罗恩病症状。

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临床意义：与克罗恩病的辅助诊断相关

抗酿酒酵母抗体(ASCA)是酿酒酵母菌抗原蛋白的血清反应性抗体，是一种免疫球蛋白，常见于炎症性肠病，尤其是克罗恩病。对成人和儿童克罗恩病的诊断有辅助作用，具有高度特异性但敏感度较差。

注：ASCA在CD患者中的出现率为30%到60%，在一般人群中仅为5%。ASCA与小肠受累、狭窄和穿透性克罗恩病形式有关。

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研究发现，Ruminococcus torques与克罗恩病患者中抗酿酒酵母抗体(ASCA)阳性状态有显著关联。具体来说，R.torques在ASCA阳性患者中的存在频率较高，而在ASCA阴性患者中则较低。这可能反映了这些患者在免疫反应和微生物群落组成上的差异。

ASCA阳性患者与Ruminococcus torques和Yersinia enterocolitica显著相关，而ASCA阴性患者与Enterobacter cloacae和Faecalibacterium prausnitzii显著相关。

在ASCA阳性患者中，R.torques的平均丰度显著高于ASCA阴性患者。这表明R.torques的丰度可能与ASCA的产生或存在直接相关。

通过影响免疫反应

Ruminococcus torques可能通过其代谢产物或结构成分侵袭肠道黏膜，触发宿主免疫反应。这种肠道细菌的存在增加了宿主对微生物抗原的敏感性，进而可能促进抗酿酒酵母抗体(ASCA)的产生，因为ASCA通常源于对肠道微生物抗原的免疫应答。

肠道微生态失衡

R.torques的存在可能反映了肠道微生态的失衡，这种失衡可能与ASCA阳性患者的免疫系统异常有关。ASCA阳性患者可能具有特定的免疫特征，使其更容易对某些肠道细菌产生免疫反应。

疾病严重性

由于R.torques与ASCA阳性状态的关联，这种细菌可能与克罗恩病的严重程度有关。ASCA阳性患者通常表现出更复杂的疾病表型，包括更高的手术风险和更频繁的疾病复发。

R.torques在克罗恩病中的临床意义

总体而言，Ruminococcus torques与抗酿酒酵母抗体的关联及其丰度变化表明，该细菌可能作为克罗恩病的潜在生物标志物，在患者免疫炎症反应和疾病进程中发挥重要作用。

未来的研究可以进一步探讨R.torques在克罗恩病发病机制中的作用，并探索其在临床诊断和治疗中的应用价值，特别是在风险评估、患者筛查和预防上消化道受累方面的潜力。

02Ruminococcus torques丰度过高与其他疾病

Ruminococcus torques不仅与克罗恩病存在明显的关联性，其他科学研究已经证实，在多种代谢、免疫、甚至神经系统相关疾病的患者样本中，同样能够观察到Ruminococcus torques菌群丰度的显著增加，表明这种微生物可能在多种疾病的发病机制中扮演着重要角色。

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R.torques在肥胖患者中增加

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越来越多的证据表明，肠道微生物群通过代谢物-宿主相互作用调节肥胖。上述研究发现肠道缺氧诱导因子2α(HIF-2α)通过调控肠道乳酸脱氢酶A(LDHA)表达正向调节乳酸水平。

小鼠肠道特异性HIF-2α消融导致乳酸水平降低，普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)和扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)丰度增加。这些变化共同导致牛磺酸结合胆酸(TCA)和脱氧胆酸(DCA)水平升高，并激活脂肪G蛋白偶联胆汁酸受体GPBAR1(TGR5)。

这种激活上调了解偶联蛋白(UCP)1和线粒体肌酸激酶(CKMT)2的表达，导致白色脂肪组织产热升高。TCA和DCA的施用反映了这些表型，B.vulgatus和R.torques的定植分别抑制和诱导产热。

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自闭症中R.torques丰度增加

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患有自闭症谱系障碍(ASD)、便秘和腹泻的儿童粪便中Sutterella wadswarensis以及扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)和活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)的丰度增加。

而Akkermansia muciniphila数量减少，这一模式与炎症性肠病(IBD)患者的肠道微生物特征相似。并且研究提到自闭症谱系障碍儿童中有一个亚群存在肠道通透性增加的问题，R.torques的增加可能与此相关。它可能具有作为自闭症谱系障碍(ASD)特定亚群的潜在生物标志物。

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糖尿病周围神经病变患者R.torques增加

南京医科大学第二附属医院的一个研究团队将80名受试者分为三组：糖尿病周围神经病变(DPN)患者45名、无DPN的2型糖尿病患者21名，及健康对照组14名。研究比较了三组间肠道菌群构成差异，并分析了肠道菌群与临床指标的相关性。

研究发现，在属水平上，糖尿病周围神经病变(DPN)组拟杆菌属和粪杆菌属的丰富度显著降低，而埃希氏菌-志贺氏菌(Escherichia-Shigella)、Lachnoclostridium、经黏液真杆菌属(Blautia)、巨球菌属(Megasphaera)和扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)的丰度增加。

稳态模型评估的胰岛素抵抗指数与巨球菌属(Megasphaera)丰富度呈正相关。甘氨酸熊去氧胆酸与瘤胃球菌群和气囊杆菌丰富度正相关，而牛磺熊去氧胆酸则与瘤胃球菌和副拟杆菌属丰富度正相关。

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妊娠糖尿病患者R.torques增加

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一项亚洲研究发现，妊娠糖尿病(GDM)患者的肠道菌群组成与正常孕妇存在显著差异。GDM患者体内柯林斯菌属(Collinsella)、经黏液真杆菌属(Blautia)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)和扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)以及真杆菌(Eubacterium hallii)的丰度明显增加(p< 0.05)。

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多囊卵巢综合征患者R.torques增加

据研究报道，多囊卵巢综合征患者体内梭状芽孢杆菌属(Fusobacterium)、大肠杆菌-志贺菌属(Escherichia-Shigella)、扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)的水平升高，而粪杆菌属(Faecalibacterium)、另枝菌属(Alistipes)、Subdoligranulum和Clostridium IV的水平降低。

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桥本甲状腺炎患者R.torques增加

研究表明桥本氏甲状腺炎(HT)中肠道微生物群和微生物代谢物谱紊乱。

详细的粪便菌群 Mann-Whitney U 检验显示: 桥本甲状腺炎患者Blautia、Roseburia、Ruminococcus torques、Romboutsia、Dorea、Fusicatenibacter和Eubacterium hallii丰度增加，而粪杆菌属(Faecalibacterium)、拟杆菌属(Bacteroides)、普雷沃菌属(Prevotella_9)和Lachnoclostridium丰度降低。

Spearman相关分析证实7个临床参数间存在相关性。线性判别分析效应量法进一步显示两组间27个菌属有显著差异，这些菌属与临床参数密切相关。

总结

瘤胃球菌属（Ruminococcus）是厚壁菌门中很重要的革兰阳性菌，也是人体肠道菌群的核心菌菌属，在分解碳水化合物和消化抗性淀粉方面发挥关键的作用，瘤胃球菌能有效地分解坚硬的植物物质，如细胞壁，这样消化蔬菜不太可能引起胃痛。除此之外还对健康有很多好处，包括：

稳定肠道屏障

逆转腹泻

降低结直肠癌风险

减少肾结石

增加能量

目前其底下的几个物种被越来越多的研究发现，与人体的疾病发展密切相关，甚至可以通过监测其变化作为疾病的辅助诊断生物标志物。例如前不久我们科普过的活泼瘤胃球菌（Ruminococcus gnavus）——多种疾病风险的潜在标志物，在肥胖、抑郁症、炎症性肠病、2型糖尿病等疾病患者中丰度偏高。

研究发现R.gnavus能够产生一种炎性多糖，该分子诱导树突状细胞产生炎性细胞因子，如TNFα（肿瘤坏死因子），可能导致人体的炎症反应。并且越来越多的证据表明，R.gnavus的过度生长可能与某些肠道疾病有关，包括炎症性肠病(IBD)、肠易激综合征(IBS)和结直肠癌。

本文分享的是瘤胃球菌的另外一个重要物种：扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)，该菌可以分解纤维素，利用胆汁，同时可以产生丁酸。但是该菌最显著的特征是其强大的粘蛋白降解能力，可以利用MUC2(人肠道中主要分泌的粘蛋白)。其拥有一系列专门的糖苷酶和蛋白酶，能够有效分解肠道粘蛋白的复杂糖链结构。

高丰度R.torques过度降解黏蛋白破坏肠道屏障。R.torques异常增殖与多种疾病相关，包括克罗恩病、肥胖、糖尿病相关疾病、桥本甲状腺炎及多囊卵巢综合征等患者体内均发现其丰度显著升高。

Ruminococcus torques与抗酿酒酵母抗体的关联及其丰度变化表明，该细菌可能作为克罗恩病的潜在生物标志物，在患者免疫炎症反应和疾病进程中发挥重要作用。未来的研究可以进一步探讨R.torques在克罗恩病发病机制中的作用，并探索其在临床诊断和治疗中的应用价值，特别是在风险评估、患者筛查和预防上消化道受累方面的潜力。

主要参考文献

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本文转自：谷禾健康

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