[发明专利]检测乙酸、异丁酸和/或戊酸含量的产品在制备揭示便秘患者的肠道微生态存在失衡的产品中的用途

说明书

本发明公开了一种肠道微生物体外模拟培养方法，所述方法为：将粪便样品接种至发酵培养基中，37℃厌氧发酵培养，获得含肠道微生物的发酵液；所述发酵培养基为含6‑10g/L碳水化合物的YCFA基础培养基，所述碳水化合物为多糖、寡糖或糖醇；本发明通过检测肠道微生物在体外模拟发酵系统中对特定碳源的一系列响应值，直接反映肠道微生物的代谢能力以及益生菌的水平，实现肠道微生物这一复杂生态系统功能的直接评估。

技术领域

本发明涉及一种肠道微生物体外模拟培养方法。

背景技术

随着分子生物学技术突飞猛进的发展，特别是完成了人类基因组测序技术和人类肠道微生物16SrRNA基因测序，我们对影响人类健康的因素有了更加深刻的了解。肠道微生物是处理我们人体自身的基因之外另一个与健康的关系非常密切的因素。目前已经证明肠道微生物影响了宿主对食物中能量的转化效率，影响着宿主的体重，参与了代谢综合征、脂肪肝、慢性结肠炎、肠癌等等发病过程。甚至，肠道细菌参与了五羟色胺的代谢，影响到宿主的精神状态。因此，人体健康的概念有了新的含义，除了自身器官的功能正常，还应该包含肠道微生物的功能正常。

最新的研究表明我们人体肠道内，主要是在大肠生活着大量的微生物，其数量是人体细胞数量10倍。肠道微生物目前知道的有1100余种，每个人约有160种，数量上的局限注定了个体差异的巨大。其中大部分是厌氧菌，多数不能单独培养，导致我们对肠道微生物的认识十分有限，因此仅从肠道微生物的组成去判断肠道微生物的功能是否正常，在目前的认知水平是不合理的。

由于肠道微生物数量的庞大，其代谢产物的量也是惊人的，包括乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸（SCFA）、氢气、硫化氢等气体，这些小分子代谢产物集中排放在大肠这约1.5米的管道中，并且被肠粘膜迅速吸收进入血液，其影响范围波及人体各个器官，同时激活肠壁细胞上的各类受体，包括G蛋白偶联受体（GRP）、不仅涉及能量代谢、与体内自由基的氧化还原有关，还影响到神经元的营养与信号传递。乙酸是细菌提供宿主能量的主要来源，有刺激食欲的作用，提供人体日总能量的10%，同时抑制病原菌 (Fukuda, et al, 2011)。丙酸是通过肠壁吸收进血液在肝脏被代谢，参与丙酮酸逆转化葡萄糖的过程，同时抑制脂肪的合成过程，并影响胆固醇的合成（Raman, et al, 2016）。丁酸直接被肠壁细胞作为能源利用，有抑制炎症的作用。丙酸和丁酸还能够激活能够诱导肠激素肽YY（PYY）和GLP-1的另一个游离脂肪酸受体FFAR3，促进胰岛素分泌，产生饱腹感。此外，SCFAs（例如丙酸酯）通过与G蛋白偶联受体GRP41和GRP43的相互作用调节交感神经系统的活性。气体分子与细胞内的氧化应激，线粒体失衡和其他细胞疾病相关。硫化氢涉及多种生理过程的调节，包括炎症反应、细胞凋亡和平滑肌张力。在生理浓度下，主要作用靶标是心血管和神经系统，涉及ATP敏感的钾通道、钙和氯通道，还能够调节5-羟色胺神经元的活性，并诱导促肾上腺皮质激素释放激素的释放。肠道微生物是当之无愧的人体的超级器官。因此，在个体差异巨大，大部分肠道微生物菌株的功能不明确的情况下，仅通过16S rRNA基因测序，了解微生物的组成是不足以揭示肠道微生物与人体健康、疾病的关系，我们更加关注的是肠道微生物这个生态系统的代谢功能是否正常。

粪便作为排泄物，包含食物残渣和大量的肠道微生物，是无创检测：包括宿主肠道自身的疾病排查以及肠道微生物菌群结构分析的最佳检测对象。然而对于肠道微生物代谢产物的检测，却不能真实反应肠道微生物的代谢状况。因为粪便中这些短链脂肪酸和气体的含量，是微生物生产量与宿主肠壁吸收量的一个差值。要检测肠道微生物代谢产物，必须规避宿主肠壁细胞吸收的影响。