幽门螺旋杆菌（Helicobacter pylori,H.pylori）的感染与胃肠道疾病相关,被世界卫生组织列为一级致癌物。目前根除治疗H.pylori感染的方法以抗生素四联疗法为主,补充添加益生菌辅助改善治疗效果。益生菌拮抗致病菌的机制主要有产生抗菌物质、竞争性粘附定殖位点、增强粘膜屏障和进行免疫调节四个方面。一直以来乳杆菌发酵上清中的乳酸及其他代谢物质被认为是抑制H.pylori生长的主要原因,不同于先前的文献报道,一株不依赖于乳杆菌生物活性的德国专利菌株罗伊氏乳杆菌DSM 17648引起广泛关注。罗伊氏乳杆菌DSM 17648可以与H.pylori结合生成共聚体,优先占据H.pylori表面用于定殖和粘附的位点。大量的临床研究已经证明DSM 17648可以降低患者体内的H.pylori载量并提高治疗的转阴率。通过本课题组前期的研究发现,与国内菌种库中的乳杆菌相比,DSM 17648并不是聚集表现最优的菌株。因此,本课题期望开发具有共聚集H.pylori能力的中国益生菌,并通过宏观影响因素的分析和比较基因组等的研究找到靶向性筛选益生菌的方法。主要的结论如下:首先建立人工胃液筛选模型,从不同种属的乳杆菌中筛选具有类似或优于DSM17648、可有效地与H.pylori发生聚集性结合的菌株。共评价了56株乳杆菌在模拟胃液环境中聚集H.pylori的效果,除少数菌株不存在共聚集现象,乳杆菌与H.pylori的共聚率主要在10%～80%的范围内,其中与阳性参照菌株（15.50%左右）比较,北酸乳杆菌S7、罗伊氏乳杆菌LYS2、干酪乳杆菌GL14、鼠李糖乳杆菌SLT1和SLT2、嗜酸乳杆菌S5等六株乳杆菌表现出显著高的共聚率,共聚率均大于40%。随后通过激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对这些菌株与H.pylori产生共聚集的过程进行显微形态分析,结果发现通常一个乳杆菌的表面可以紧密地结合多个H.pylori,并且乳杆菌间可以发生自聚集,这利于更大共聚体的形成。接着选取具有共聚集效果代表性的菌株分别进行环境影响因素及乳杆菌菌体表面宏观特性的分析实验。结果表明乳杆菌与H.pylori的共聚集作用是一个快速、耐低p H条件的稳定作用,并且与乳杆菌菌株的生物活性无关,这表明菌株发挥作用可能依赖于其表面物质而非代谢产物。进而在乳杆菌表面特性与共聚集的相关性分析中发现,共聚率与乳杆菌的表面疏水性呈显著正相关,而与表面Zeta电位无关。在此基础上,通过比较基因组技术分析了两组具有显著H.pylori共聚集能力的差异菌株（LYS1和LYS2,SLT1和SLT6）的基因组特征差异。两组差异菌株的基因总数处于相似水平,并且属于直系同源基因。蛋白质直系同源簇数据库比对不同菌株的核心功能基因占比发现绝大部分的核心基因主要被用来编码满足菌体自身最基本的新陈代谢,具有较好共聚集效果菌株的氨基酸的转运和代谢占比均高于共聚集效果不好的菌株,其中COG0531和COG0765分别是罗伊氏乳杆菌与鼠李糖乳杆菌中差异最大的功能基因。碳水化合物活性酶的注释分析显示,差异菌株的共聚率与五大碳水化合物家族基因间不存在显著的相关性。最后通过菌株的组分剥离和表面物质成分的提取实验探究共聚集作用的物质基础。结果发现,乳杆菌的去壁、去蛋白/多糖处理均可以导致共聚率的降低,其中下降最显著的是去除表面蛋白的处理。对乳杆菌细胞表面多糖、磷壁酸和表面蛋白的提取测定表明,一种分子质量在40 k Da～50 k Da大小的表面蛋白是乳杆菌发生共聚集的潜在物质基础。综上所述,本课题筛选得到6株具有较强H.pylori共聚集能力的乳杆菌,并证明了菌株间的聚集是一种真实存在且连接紧密的作用。进而通过探究影响因素发现这种聚集作用是一种不依赖于乳杆菌活性,可稳定、有效地发生在胃酸环境中的作用,并进一步通过比较基因组证明乳杆菌结合H.pylori的作用与其氨基酸转运与代谢相关功能基因有关。最后通过乳杆菌分子层面的组分剥离与提取实验验证了表面蛋白在共聚集中发挥的重要作用。本研究为拮抗H.pylori益生菌的资源挖掘提供了新的视角,同时为具有H.pylori共聚集能力功能菌株的定向选育提供了相关的基因和蛋白靶标。