从人体肠道菌群及脂代谢的角度比较水苏糖与益生菌纠正肠道失衡的能力.pdf

118 2023,Vol.44,No.19 食品科学 营养卫生从人体肠道菌群及脂代谢的角度比较水苏糖 与益生菌纠正肠道失衡的能力汪清美1，赵 培2,*，陈庆森2,*，贾 彦2，闫亚丽2（1.信阳农林学院制药工程学院，河南 信阳 464000；2.天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300134）摘 要：人体肠道菌群与健康息息相关，一旦肠道菌群失调会导致肠道功能紊乱，引发多种肠道疾病。本实验通过不同肠道疾病人群服用水苏糖、复合益生菌（compound probiotics，CPb）和合生元MF-13，利用Ion Torrent PGM测序平台等手段，重点关注粪便中肠道菌群结构以及胆固醇和胆汁酸含量的变化，探讨3 种微生态制剂干预过程中志愿者肠道菌群结构和脂代谢的变化情况。结果显示，不同肠道疾病人群经微生态制剂干预后，分析获得1 067 个操作分类单元（operational taxonomic units，OTU）；优势菌门为厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes），二者占到了总序列数的91.65%，其中拟杆菌门（Bacteroidetes）约占总序列数的70.10%，其门下的拟杆菌属（Bacteroides）和普雷沃氏菌属（Prevotella）为优势菌属，分别占总序列数的33.1%和33.8%。在门水平上，水苏糖能促进拟杆菌门而抑制厚壁菌门菌群的增殖，CPb对各菌门丰度变化趋势的影响不明显，MF-13对变形菌门和放线菌门菌群的增殖有促进作用；3 组微生态制剂干预前后菌属丰度变化结果显示，水苏糖引起便秘和失眠样本中的萨特菌属的丰度明显降低，CPb引起腹泻样本中萨特菌属显著降低；MF-13引起Parabacteroides的丰度升高。通过对肠道菌群多样性分析发现，仅Chao1指数在MF-13干预组在干预前期明显升高，其他多样性指数无明显性变化。对肠道菌群结构变化进行聚类和无度量多维标定（non-metric multi-dimensional scaling，NMDS）分析，结果显示大部分样本在微生态制剂干预过程中菌群结构都产生变化，各群体间菌群结构有相互交叠的趋势。利用Metastat统计学分析个体之间存在显著差异的肠道菌群，发现各微生态制剂干预前后整体OTUs丰度无明显变化，在志愿者个体之间差异较大。MF-13对肠道胆固醇和胆汁酸的排出有显著促进作用（P0.05）。结论：水苏糖对志愿者肠道菌群结构的影响显著，而CPb和MF-13的影响不显著，但MF-13能够促进肠道胆固醇和胆汁酸的排放，有利于肠道胆固醇的代谢，但干预的持续性不明显。关键词：肠道菌群；微生态制剂；高通量测序技术；胆固醇；胆汁酸Comparative Efficacy of Stachyose and Probiotics in Ameliorating Intestinal Dysbiosis from the Perspectives of Human Gut Microbiota and Lipid MetabolismWANG Qingmei1,ZHAO Pei2,*,CHEN Qingsen2,*,JIA Yan2,YAN Yali2(1.School of Pharmaceutical Engineering,Xinyang Agriculture and Forestry University,Xinyang 464000,China;2.College of Biotechnology and Food Science,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China)Abstract:The intestinal flora of the human body is closely related to health.Gut microbiota dysbiosis will lead to intestinal dysfunction and,consequently,a variety of intestinal diseases.In this study,subjects with different diseases were requested to take one of three microecological agents,stachyose,composite probiotics(CPb)and synbiotic MF-13.An Ion Torrent PGM sequencing platform was used to analyze the structure of intestinal microflora and the contents of cholesterol and bile acid in the feces of the subjects were measured.Our aim was to investigate the regulatory effect of intervention with microecological agents on the intestinal microflora structure and lipid metabolism.The results showed that 1 067 operational 收稿日期：2023-06-03基金项目：国家自然科学基金面上项目（31071522）第一作者简介：汪清美（1983）（ORCID:0009-0008-7403-9780），女，讲师，硕士，研究方向为发酵生物技术。E-mail:*通信作者简介：赵培（1978）（ORCID:0000-0002-3393-7516），女，副教授，硕士，研究方向为食源性生物活性物质 与肠道健康。E-mail:陈庆森（1957）（ORCID:0000-0003-2573-3297），男，教授，硕士，研究方向为发酵生物技术、功能成分与肠道健康的关系。E-mail:营养卫生 食品科学 2023,Vol.44,No.19 119taxonomic units(OUT)were obtained from the fecal microbial samples from all subjects.The dominant bacteria were Firmicutes and Bacteroidetes,altogether accounting for 91.65%,and Bacteroidetes accounting for about 70.10%of the total number of sequences.Bacteroides and Prevotella were the dominant genera,accounting for 33.1%and 33.8%of the total sequences,respectively.At the phylum level,stachyose promoted the proliferation of Bacteroidetes,but inhibited the proliferation of Firmicutes.CPb had no significant effect on the abundance of each phylum,while MF-13 promoted the proliferation of Proteobacteria and Actinobacteria.Stachyose significantly decreased the abundance of Sutterella in subjects with constipation and insomnia,CPb significantly decreased the abundance of Sutterella in subjects with diarrhea,and MF-13 increased the abundance of Parabacteroides.The analysis of intestinal microflora diversity showed that Chao1 index significantly increased during the early period of MF-13 intervention,while there were no significant changes in other diversity indexes.Cluster analysis and non-metric multi-dimensional scaling(NMDS)analysis showed that microecological preparation intervention changed the intestinal microbiota structure in most of the samples,and the microflora structure of all populations showed an overlapping tendency.The intestinal microflora species that significantly differed between individuals were analyzed using Metastat statistics,and it was found that there was no significant change in the abundance of OTUs before and after intervention with each microecological agent,while there was a significant difference between individual subjects.MF-13 significantly promoted the fecal excretion of cholesterol and bile acids(P 0.05).In conclusion,stachyose has an obvious influence on the intestinal microflora structure of volunteers,while CPb and MF-13 do not.However,MF-13 can increase the intestinal excretion of cholesterol and bile acid,which is beneficial to the metabolism of intestinal cholesterol,but the durability of this effect is poor.Keywords:gut microbiota;microecological agents;high-throughput sequencing technology;cholesterol;bile acidsDOI:10.7506/spkx1002-6630-20230603-018中图分类号：TS201.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）19-0118-13引文格式：汪清美,赵培,陈庆森,等.从人体肠道菌群及脂代谢的角度比较水苏糖与益生菌纠正肠道失衡的能力J.食品科学,2023,44(19):118-130.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230603-018.http:/WANG Qingmei,ZHAO Pei,CHEN Qingsen,et al.Comparative efficacy of stachyose and probiotics in ameliorating intestinal dysbiosis from the perspectives of human gut microbiota and lipid metabolismJ.Food Science,2023,44(19):118-130.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230603-018.http:/目 前，依 据 微 生 态 学 原 理 制 成 的 微 生 态 制 剂（microecologics）在治疗便秘、腹泻等肠道疾病方面有很普遍的应用。益生菌、益生元和合生元都属于微生态制剂1-2。报道已揭示人体携带有超出人体细胞数十倍甚至上百倍的微生物，其编码的基因在数量上远远超出人类自身编码的基因，仅在肠道中寄居的微生物就有约1 800 个属，至少40 000 种细菌，这些细菌通称为肠道菌群，即“人体肠道元基因组”3。虽然人体肠道内栖生着的微生物数量高达1014 个，但细菌数量和种类却随着胃肠道微生物密度增高逐步增加，这表明肠道菌群分布是不均匀的4。研究显示，人体肠道菌群结构受人体内环境和外环境共同作用和影响，宿主基因型、年龄、饮食、疾病、药物等成为影响人体肠道菌群结构的主要因素2,5。在这些因素的影响下，个体与个体之间肠道菌群的多样性和结构也存在着差异。Wang Fang等6通过Illumina测序分析了中国广西巴马县年龄在8599 岁和100108 岁两组老年人的肠道菌群。结果显示，在百岁老人中，肠道菌群的 变化与年龄和高纤维膳食的摄入量相关。大量研究表明，肠道正常菌群对宿主健康有着十分重要的功效7-8。正常情况下，人体肠道内菌群结构处于平衡状态，若这种平衡被外界扰乱，就会造成菌群失调，导致肠道功能紊乱，甚至引发或加重疾病。许多研究也证实肠道菌群失调与便秘、腹泻、肠易激综合征等肠道疾病相关。因此，许多研究试图通过改善肠道微生物菌群结构来对一些疾病进行针对性治疗，使人体恢复和维持健康状态9。总之，胃肠道的健康直接影响着人们的生活质量和生活状态以及健康水平，所以利用益生菌或益生元等非临床治疗的手段来达到健康的目的显得尤为重要10-11。本研究选择一组特殊的志愿者为研究对象，从改善肠道微生态着手，利用Ion Torrent PGM测序平台观察微生态制剂干预后各类肠道疾病志愿者肠道菌群结构的变化，同时分析测定肠道粪便中胆固醇和胆汁酸代谢的变化。利用生物信息学的分析，建立肠道菌群结构变化与脂代谢产物变化的相关性图谱，探究服用微生态制剂纠正志愿者肠道菌群结构失衡和改善脂代谢的能力，旨在为微生态120 2023,Vol.44,No.19 食品科学 营养卫生制剂在治疗人体肠道疾病和改善人体健康方面提供一定的理论支持。1 材料与方法1.1 材料与试剂水苏糖、复合益生菌（compound probiotics，CPb）和合生元MF-13由河北一然生物科技有限公司提供，其组成见文献12。总胆固醇测定试剂盒 北京北化康泰临床试剂有限公司；总胆汁酸测定试剂盒 南京建成生物工程研究所；QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit 德国QIAGEN公司；TaKaRa MiniBEST Agarose Gel DNA Extraction Kit 宝生物工程（大连）有限公司；Qubit dsDNA HS Assay Kit 美国Invitrogen公司；Pfu DNA Polymerase 美国Thermo Scientific公司；Ion Plus Fragment Library Kit、Agencourt AMPure XP Kit、Ion Xpress Barcode Adapters Kit、Ion PGM Template OT2 400 Kit、Ion PGM Sequencing 400 Kit v2 美国Life Technologies公司。1.2 仪器与设备900超低温冰箱、磁力架 美国Thermo Scientific公司；SW-CJ-2DD单人双面净化工作台 苏州净化设备有限公司；DYY-2C电泳仪 北京六一仪 器厂；508-U001 Ion Torrent PGM测序平台 美国Life Technologies公司；2100生物分析仪 美国Agilent 公司；Qubit 2.0荧光计 美国赛默飞世尔公司；Biowave DNA II-3分光光度计 英国柏诺公司。1.3 方法1.3.1 招募志愿者以及粪便样本采集本研究招募了一组特殊志愿者，来自合作单位河北一然生物科技有限公司，参与本研究的志愿者12 名（6男、6女），均为其公司职员和家属，其肠道健康状况包括健康、便秘、腹泻、排便不规律以及口臭和失眠等症状（其中便秘、腹泻症状由临床医学给定的症状界定，其他为自述症状）。在完全符合伦理道德情况下，与志愿者说明实验目的和告知实验流程，对志愿者进行培训。微生态制剂干预方法参考文献24。实验期间，要求志愿者不服用抗生素药物以及其他药物。粪便采集：发给志愿者粪便收集袋、采集样本的棉棒、保存样本的冻存管，经培训后，自行采集粪便样本，将采集的粪便样品立即放入20 冷冻环境中。于干冰环境中4 h内运送至实验室，存放于80 冰箱。采集样本的详细信息见表1。表 1 本研究粪便样本收集信息Table 1 Information about fecal samples collected in this study样本健康状况干预制剂干预阶段前中后H1健康水苏糖H1.PH1.S.1，H1.S.3，H1.S.4H2CPbH2.PH2.S.3，H2.S.4H3MF-13合生元H3.PH3.S.2，H3.S.3，H3.S.6，H3.S.8H3.AC1便秘水苏糖C1.PC1.S.1，C1.S.3，C1.S.4C2水苏糖C2.PC2.S.1D1腹泻CPbD1.PD1.S.1，D1.S.2D1.AS1大便异常水苏糖S1.PS1.S.1，S1.S.2，S1.S.3，S1.S.4，S1.S.6S1.AA1腹胀水苏糖A1.PA1.S.1，A1.S.2，A1.S.3，A1.S.4T1口气异常CPbT1.PT1.S.1，T1.S.2，T1.S.4，T1.S.5T1.AT2MF-13合生元T2.PT2.S.1，T2.S.3，T2.S.9T2.AI1失眠水苏糖I1.PI1.S.1，I1.S.2，I1.S.3，I1.S.5I1.AI2CPbI2.PI2.S.3，I2.S.4，I2.S.6注：样本编号中，第1个大写字母中，H.健康志愿者；C.便秘志愿者；D.腹泻志愿者；S.大便异常志愿者；A.腹胀志愿者；T.口气异常志愿者；I.失眠志愿者。第1个数字表示志愿者序号。第2个大写字母中，P.干预前；S.干预中；A.干预后。第2个数字表示干预的周数。比如：H1.P.1号健康志愿者干预前；C2.S.1.2号便秘志愿者干预第1周；D1.A.1号腹泻志愿者干预后。1.3.2 粪便微生物16S rRNA高通量测序粪便微生物DNA的提取参考文献12。将DNA提取液适当稀释，结果A260 nm/A280 nm在1.82.0之间；取样品DNA提取液5 L，采用1%的琼脂糖凝胶进行电泳，凝胶成像仪下观察DNA条带状态，结果显示获得了完整且浓度较高的粪便细菌DNA。16S rRNA V3区的聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）扩增参考文献12。按照Ion Plus Fragment Library Kit和Ion Xpress Barcode Adapters Kit试剂盒说明书进行测序文库的构建。按照Ion PGM Template OT2 400 Kit试剂盒说明书配置模板制备体系，最后按照Ion OneTouch 2仪器标准操作说明进行测序模板的制备，按照Ion OneTouchTM ES操作规范并利用Ion PGMTM Template OT2 200 Kit试剂盒配置富集和洗脱反应体系，Ion OneTouchTM ES仪器自动进行离子微球颗粒（ion sphere particles，ISPs）的富集。上机测序操作参见文献12。1.3.3 粪便中胆固醇含量的检测参照Kim等13方法，称取粪便样品0.2 g，转入10 mL离心管，加入5 mL氯仿-甲醇（2 1，V/V），充分匀浆。匀浆液以4 000 r/min离心l0 min，取2 mL上清移入干净10 mL离心管，65 水浴条件下用N2吹干，残渣中加5 mL甲醇溶解，按照总胆固醇试剂盒说明书测定提取液中胆固醇的质量浓度，并进一步计算出粪便中的胆固醇含量。1.3.4 粪便中总胆汁酸含量的测定用10 mL离心管称取冻存的粪便样品约500 mg，加入5 mL蒸馏水，充分匀浆，匀浆液4 000 r/min离心10 min，取上清液14，按照总胆汁酸检测试剂盒说明书测定上清液中总胆汁酸质量浓度，并进一步计算出粪便中的胆汁酸含量。营养卫生 食品科学 2023,Vol.44,No.19 1211.4 数据分析测序数据的生物信息学及多变量统计学分析方法参见文献12。2 结果与分析2.1 微生态制剂干预后粪便中胆汁酸和胆固醇含量的变化如图1所示，各干预组中粪便胆汁酸和胆固醇的含量波动较大，干预过程中均有显著或极显著变化，但整体变化趋势不明显。从胆汁酸含量的变化趋势来看，微生态制剂干预12 周时，几乎所有样本较干预前都有显著变化，但在干预38 周或干预后，除CPb组的失眠样本外，胆汁酸含量基本上又恢复到干预前水平的趋势，但含量整体上高于干预前水平。多数干预组胆固醇含量在干预38 周或干预后阶段与干预前相比有显著变化（P0.05、P0.01）。多数样本（如水苏糖干预组和CPb干预组）结果显示，胆汁酸和胆固醇水平表现出此消彼长的关系，其因可能是胆汁酸的肝肠循环所致，即当肠道胆汁酸随粪便排放量增加或减少时，胆固醇通过在肝脏中代谢来回补肠道胆汁酸的损失，引起肠道对胆固醇吸收增强或减弱14，而使粪便当中胆固醇含量呈现出减少或增加的趋势。而在MF-13干预组中，胆汁酸和胆固醇水平变化趋势呈正相关，且对促进肠道中胆汁酸和胆固醇排出有较明显的作用，说明MF-13可能是通过影响胆汁酸的正反馈调节来使肠道中胆汁酸和胆固醇排出量增加。0.01.53.53.02.52.0A*1.00.5?/?mol/g?CPb?MF-13?1?2?3?8?*0B12345?/?mol/g?CPb?MF-13?1?2?3?8?*与干预前相比，*.差异显著（P0.05）；*.差异极显著（P0.01）。图 1 各人群粪便中胆汁酸（A）和胆固醇（B）含量的变化Fig.1 Changes in bile acid(A)and cholesterol(B)contents in feces of different populations为进一步探究3 种微生态制剂对粪便胆汁酸和胆固醇含量的影响，通过箱线图将其在干预各阶段的变化趋势直观地展示出来。从图2A中可以看出，水苏糖和CPb干预组中胆汁酸含量整体水平波动，变化趋势不明显，且干预前后无显著性差异；而MF-13干预组中粪便中胆汁酸水平随着干预时间延长呈持续增长的趋势，整体上在38 周时增长显著（P0.05），但在干预后有所回落，接近干预前水平。从图2B中可以看出，水苏糖和CPb干预组中胆固醇含量变化总体呈先下降后上升的趋势，MF-13干预组中胆固醇平均含量变化趋势与胆汁酸相似，在38 周时最高和最低值差异很大，停止干预后回到干预前的平均水平。说明3 种微生态制剂在干预过程中对粪便胆汁酸和胆固醇含量影响最为显著是MF-13，其能够促进肠道中胆汁酸和胆固醇的排出。但胆汁酸和胆固醇均在3 种微生态制剂干预后（即停止干预）含量恢复至干预前水平，表明微生态制剂对肠道胆汁酸和胆固醇的代谢可能有改善作用，但没有持续性的影响。0.000.51.01.52.02.53.0A?/?mol/g?1?2?3?8?CPb?MF-13?0012345B?1?2?3?8?/?mol/g?CPb?MF-13?图 2 3 种微生态制剂对粪便中胆汁酸（A）和胆固醇（B）含量的影响Fig.2 Effects of three microecological agents on contents of bile acids(A)and cholesterol(B)in feces2.2 志愿者粪便微生物16S rRNA V3区测序文库的构建经StepOnePlusTM实时荧光PCR仪扩增定量，结果显示，各样本文库浓度在50300 pmol/L范围内，均达到测序要求（10 pmol/L）。通过Ion Torrent PGM高通量测序平台对样品文库进行测序，最终得到5 907 273 条原始序列，序列长度大多分布在170200 bp范围内，由于细菌16S rRNA基因的V3区长度为180 bp左右，所以测序基本符合V3区要求。对下机数据进行质控，在Bio-Linux操作系统下进行fastqc操作，最终，通过NGStoolkits软件过滤掉序列长度低于50 bp和质量低于Q20的序列，得到2 659 306 条高质量序列。122 2023,Vol.44,No.19 食品科学 营养卫生以97%序列一致性为前提，经过Usearch软件对所有样品的全部Tags序列进行聚类，划分得到1 067 个操作分类单元（operational taxonomic units，OTU），其中有907 个OTU鉴定到科，666 个OTU鉴定到属，587 个OTU鉴定到种，根据物种注释情况，统计每个样品注释到各分类水平上的序列数目，由此可以了解各分类水平的整体注释情况，结果见图3。?025 00050 00075 000100 000125 000?H1.PH1.S.1H1.S.3H1.S.4H2.PH2.S.3H3.S.2H3.S.3H3.S.6H3.S.8H2.S.4H3.PH3.AC1.PC1.S.1D1.S.1D1.S.2C1.S.3C1.S.4C2.PS1.PC2.S.1S1.S.1S1.S.2S1.S.3S1.S.4S1.S.6A1.S.1T1.S.1T1.S.2T1.S.4T2.S.1T2.S.3T2.S.9T1.S.5A1.S.2A1.S.3A1.S.4S1.AA1.PT1.PT1.AT2.AI1.S.1I1.S.2I2.S.3I2.S.4I2.S.6I1.S.3I1.S.5I1.PI2.PI1.AT2.PD1.PD1.A图 3 粪便微生物的OTU聚类和注释情况统计Fig.3 Clustering and annotation statistics of OTU from fecal microbial samples2.3 志愿者肠道菌群多样性分析2.3.1 测序深度分析如图4A所示，随着测序量的增大，所有样本的Shannon指数都到达平台期，说明在此测序量下所有样本中绝大多数菌群都能被发现。图4B显示，随着测序数据量的增加，分析得到的类群数目也逐渐增长，最终曲线趋于平缓，说明测序深度已经基本覆盖到样品中所有的物种。如图4C所示，随着物种范围的扩大，所有样品Chao1指数基本达到饱和，说明所有样本中绝大多数物种都被发现。如图4D所示，随着OTU种类的增多，曲线趋于水平，反映了较好的物种丰度和均匀度。用于判断样本量是否能充分估计物种丰富度的物种累积曲线如图4E所示，随着样本量的增加，曲线趋于平缓，说明抽样量充分，可以进行数据分析。1234Shannon?05 00010 00015 00020 0008A567?0200400600?OTU?05 00010 00015 00020 000800B?0200400600800Chao1?05 00010 00015 00020 0001 000C?0.000 10.0010.010.1?0200400600800D?5001 000?OTU?1 5002 0001 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55E?A.Shannon曲线；B.稀释曲线；C.Chao1曲线；D.相 对 丰 度 曲 线；E.物 种 累 积 曲 线。图 4 志愿者肠道菌群多样性分析Fig.4 Analysis of intestinal flora diversity of the volunteers2.3.2 多样性指数分析如图5所示，Goods_coverage指数在3 种微生态制剂的各干预阶段呈无规则小幅度波动状，说明人体肠道菌群在各微生态制剂干预前后物种多样性并无明显变化。Shannon和Simpson指数变化总体趋势较为相似：在干预14 周阶段内，MF-13干预组Shannon和Simpson指数均有所升高，而水苏糖和CPb干预组Shannon和Simpson指数均有所下降；在干预58 周和干预后阶段，水苏糖干预组和MF-13干预组Shannon指数持续均呈下降趋势，Simpson指数干预后与58 周相比均有所下降，而CPb干预组Shannon和Simpson指数均为先下降后升高。水苏糖和CPb干预组的Chao1指数在干预阶段呈下降趋势，MF-13干预组Chao1指数14 周阶段明显升高，但随后的干预阶段呈下降趋势。各干预组中Shannon指数、Simpson指数和Chao1指数变化说明微生态制剂干预前后物种的多样性以及均匀度变化是复杂的，但整体来说变化不大。营养卫生 食品科学 2023,Vol.44,No.19 123Goods_coverage?0.9850.9900.9951.000A?1?4?5?8?CPb?MF-13?Shannon?34567B?1?4?5?8?CPb?MF-13?Simpson?0.70.80.91.01.1C?1?4?5?8?CPb?MF-13?Chao1?4005006007008009001 000D?1?4?5?8?CPb?MF-13?A.Goods_coverage多样性指数曲线；B.Shannon多样性指数曲线；C.Simpson多样性指数曲线；D.Chao1多样性指数曲线。图 5 微生态制剂对肠道微生物多样性指数的影响Fig.5 Effects of microecological agents on gut microbial diversity indexes2.4 微生态制剂对志愿者肠道菌群在门和属水平上丰度的影响2.4.1 门水平的丰度变化在所得到每个OTU包含的序列中，选取丰度最高的为代表序列，进而以此来划分细菌分类地位，最后运用R软件对所有样本在门水平和属水平上作相对丰度柱状图，如图6所示。在门水平上选取每个样本最大丰度排名前十的物种，所有OTU被划分为10 个菌门，即疣微菌门（Verrucomicrobia）、TM7菌门、无壁菌门（Tenericutes）、互养菌门（Synergistetes）、蓝细菌门（Cyanobacteria）、梭杆菌门（Fusobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）。其中优势菌门为厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes），占到了总序列数的91.65%，其中拟杆菌门（Bacteroidetes）约占总序列数的70.10%，厚壁菌门（Firmicutes）则占总序列数的21.55%。其次是变形菌门（Proteobacteria），约占总序列数的7.30%，放线菌门约占总序列数的0.85%。无壁菌门（Tenericutes）、互养菌门（Synergistetes）、TM7菌门和疣微菌门（Verrucomicrobia）等在各样品中所占比例基本都不足0.5%，还有0.1%左右的无法确定具体分类地位的细菌（Unassigned）。?0.000.250.500.751.00?H1.PH1.S.1H1.S.3H1.S.4H2.PH2.S.3H3.S.2H3.S.3H3.S.6H3.S.8H2.S.4H3.PH3.AC1.PC1.S.1D1.S.1D1.S.2C1.S.3C1.S.4C2.PS1.PC2.S.1S1.S.1S1.S.2S1.S.4S1.S.6A1.S.1T1.S.1T1.S.2T1.S.4T2.S.1T2.S.3T2.S.9T1.S.5A1.S.2A1.S.3A1.S.4S1.AA1.PT1.PT1.AT2.AI1.S.1I1.S.2I2.S.3I2.S.4I2.S.6I1.S.3I1.S.5I1.PI2.PI1.AT2.PD1.PD1.A?VerrucomicrobiaTM7TenericutesSynergistetesCyanobacteriaFusobacteriaActinobacteriaProteobacteriaFirmicutesBacteroidetes?CPbCPbCPbCPbMF-13MF-13图 6 各物种在门水平上的相对丰度Fig.6 Relative abundance of dominant phyla水苏糖干预组各样本中拟杆菌门相对丰度在干预后整体上均有所升高，而厚壁菌门相应有所降低，两者大致呈此消彼长的关系，其中，便秘（C）和大便异常（S1）两种样本中拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度变化幅度较大，拟杆菌门相对丰度分别由47.55%和29.18%增长至89.52%和69.96%（干预前到实验的最后一个阶段，下同），厚壁菌门相对丰度分别由44.11%和65.82%降低至8.93%和11.99%；此外，变形菌门相对丰度在水苏糖组各样本中变化较明显的为便秘（C）（由4.21%降至0.51%）、大便异常（S1）（由2.27%升至16.01%）和失眠（I1）（由7.50%降至3.77%）这3 类样本；说明水苏糖对不同肠道环境的个体影响存在一定的差异；放线菌门和梭杆菌门所占丰度较小，除健康（H1）和大便异常（S1）样本外，其余均无明显变化。CPb干预组中，拟杆菌门和厚壁菌门相对丰度在失眠（I2）样本中分别呈现增长和降低的趋势，而在健康（H2）样本中则变化趋势与前者相反，在其余样本（腹泻（D1）、口气异常（T1）中变化幅度不大；变形菌门相对丰度在腹泻样本中由7.8%降至0.50%，而在其余样本（H2、T1、I2）中有增长趋势；放线菌门和梭杆菌门相对丰度在各124 2023,Vol.44,No.19 食品科学 营养卫生样本中整体变化不明显。MF-13干预组中，拟杆菌门和厚壁菌门相对丰度整体均无明显变化；而变形菌门和放线菌门相对丰度呈增长趋势，健康（H3）样本和口气异常（T2）样本中变形菌门分别由8.26%和0.8%增长至16.02%和1.50%，而放线菌门分别由0.75%和0.12%增长至2.26%和0.44%，梭杆菌门相对丰度几乎没有变化。从各类志愿者样本来看，在微生态制剂干预前，同类志愿者之间肠道菌群在门水平上的结构存在差异。健康人群（H1、H2、H3，分别由水苏糖、CPb和MF-13干预）肠道菌群在门水平上的变化表现为：H1样本拟杆菌门、放线菌门和梭杆菌门相对丰度增高，而厚壁菌门和变形菌门相对丰度下降。H2样本拟杆菌门相对丰度有所降低，厚壁菌门和变形菌门相对丰度增加，放线菌门和梭杆菌门相对丰度变化趋势不明显；H3样本拟杆菌门、厚壁菌门和梭杆菌门相对丰度变化幅度较小，而放线菌门和变形菌门相对丰度增长趋势较明显。说明在日常饮食不受控制的前提下，3 种微生态制剂对健康志愿者肠道菌群丰度有不同的影响，有较为突出的个体差异，总地来看，水苏糖对肠道菌群拟杆菌门和厚壁菌门比例的调节作用最明显。便秘人群（C1、C2均由水苏糖干预）肠