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捋一捋肠道微生物组与多种人类疾病的复杂关
肠道是人体最大的消化和排毒器官，其回旋盘转的结构被形象地称为人体第二大脑。肠道中寄生着数以计亿的细菌，它们是人体内最重要的一种外环境，各种微生物按一定比例组合，相互制约，相互依存，在质和量上形成一种生态平衡。然而肠道菌群并不都是人类的朋友，按特性来讲，它们可分为3大类，即好菌、坏菌和中性菌。当人体肠道中好菌比例下降而坏菌数量上升时，人体免疫力下降，极易导致多种疾病的发生。研究表明，肠道菌群紊乱与多种疾病的发生密切相关，如消化系统疾病、内分泌系统疾病、精神系统疾病、自身免疫性疾病以及一些感染性疾病。接下来锐翌基因就带您了解一些典型的疾病与肠道菌群间的关系。一、消化系统疾病消化系统疾病是一类常见疾病。以克罗恩氏病和溃疡性结肠炎为代表的炎症性肠病是一种慢性炎症性疾病，目前病因不明，但研究发现该病患者与健康人肠道菌群结构存在很大差异。胃溃疡是一种常见胃病，该疾病的发生主要与幽门螺杆菌的感染有关。幽门螺杆菌进入人体后快速定植并大量繁殖，导致肠道内原本平衡的菌群出现失调，有害菌增加。通过收集患者新鲜粪便进行宏基因组测序，可以反映部分肠道菌群失衡情况。肠炎主要由细菌、真菌、病毒和寄生虫感染引起，此外，饮食不当或滥用抗生素也会导致肠炎的发生。致病微生物通过口腔进入肠道内，并得以快速生殖繁衍，导致肠道内原本平衡的菌群出现失调，有益菌减少而有害菌增加，最终诱发疾病。临床以及大量研究表明服用太多抗生素也会导致肠道菌群失调，原因是抗生素在杀死病原菌的同时也杀死了肠道内原有的细菌并导致许多耐药性细菌大量繁殖。非酒精性脂肪肝包括单纯性脂肪肝以及由其演变的脂肪性肝炎和肝硬化。研究发现该病的发生与粪便中拟杆菌含量负相关，而预防该病的关键是要减肥、降血糖并加以科学饮食和适量的运动。食管癌是一种常见的恶性肿瘤，死亡率仅次于胃癌。除遗传易感因素外，化学有害物质、生物因素以及不良的饮食习惯均可能导致食管癌的发生。众所周知，许多胃病与幽门螺杆菌的感染有关，而幽门螺杆菌通过口腔最终进入胃中，中间需经过食道，所以，不排除食管癌与幽门螺杆菌感染有关。此外，食管癌患者多数具有营养不良的症状，而营养不良与肠道菌群中益生菌的减少有关。因此，食管癌的发生与肠道菌群失调也有一定关系。胰腺炎发生会使得肠黏膜屏障损坏，继而引起肠道内细菌和内毒素移位，致病菌过度繁殖，导致菌群失调。研究发现，糖尿病和慢性胰腺炎人群中胰腺癌的发病率更高，且病人口腔微生物的组成模式与健康人之间存在明显差异，口腔与肠道中的很多微生物不仅能共存而且变化相一致，故由此也可说明肠道微生物变化与胰腺癌发生的相关性。二、分泌系统疾病如今，肥胖和糖尿病是最常见的两种内分泌系统疾病，物质生活的提高使得越来越多的人在享受生活的同时也遭受疾病带来的困扰。近些年的数据表明，糖尿病的病龄愈来愈年轻化。如何快速、健康地减肥和治疗糖尿病却是摆在科学面前的两道难题。那么人的胖瘦是否与肠道菌群有关呢？研究人员对一位肥胖症患者进行饮食和药物的双重治疗，通过定期检查肠道菌群的组成情况，发现在初始时占到菌群总量30%的一种细菌——阴沟肠杆菌，在干预治疗后，几乎在肠道菌群内检测不到了。阴沟肠杆菌能够产生脂多糖类内毒素，引起机体的炎症反应，进而通过改变代谢相关基因的表达等方式导致肥胖。科学人员将胖瘦不一样的双胞胎姐妹的肠道菌群转移到小鼠肠道中，分开饲养并投喂相同的健康食物，结果转移了胖菌的小鼠变胖，转移了瘦菌的小鼠相对较瘦。说明可以通过降低阴沟肠杆菌等方式人为地改变肠道菌群，从而治疗肥胖。糖尿病一般分为Ⅰ型和Ⅱ型两种。目前关于Ⅱ型糖尿病与肠道菌群关系的研究较多。通过宏基因组测序，研究人员发现糖尿病患者肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌数量显著降低，而患者空腹血糖含量则与双歧杆菌数量呈负相关。当生物体出现糖代谢紊乱时，肠道菌群能够刺激机体免疫系统产生一些细胞因子，从而影响胰岛素的敏感性和葡萄糖的代谢。最近，研究发现灵芝和葛根芩连汤可通过改变肠道菌群治疗肥胖和Ⅱ型糖尿病，这为饮食疗法的可行性提供了一定的依据。三、精神系统疾病接下来，我们来看一下肠道菌群与精神系统疾病的关联性及研究现状。自闭症也叫孤独症，是广泛性发育障碍的一种亚型，起病于婴幼儿期，主要表现在儿童期，如言语发育障碍、人际交往障碍、兴趣狭窄、行为方式刻板等。近年来，自闭症的患病率逐年升高。年，美国加州理工学院Mazmanian实验室的研究人员PaulPatterson和同事们发现：在一些有自闭症症状的小鼠肠道内，脆弱拟杆菌比正常小鼠低很多，这些小鼠表现得更为紧张、反社交性并且有肠道疾病症状。令人惊喜的是，向这些小鼠喂食脆弱拟杆菌，竟然反转了自闭症状！那么，自闭症是如何形成的呢？首先，造成自闭症的直接原因是神经系统发生损伤，而来自中枢神经系统的小胶质细胞能够修复受损脑组织。那小胶质细胞怎么发挥功能呢？研究发现短链脂肪酸能够通过调控小胶质细胞的发育成熟从而控制这一功能。而短链脂肪酸是膳食纤维被肠道益生菌发酵后的代谢产物。科学家们推测，肠道菌群的改变导致肠屏障的通透性改变，使得4EPS等肠道菌群代谢物进入人体，通过血液循环影响中枢神经系统，导致自闭症。基于以上研究成果，科学家们提出了一种治疗自闭症的新思路，有可能在不久的将来成为现实，为人类造福！四、自身性免疫疾病类风湿关节炎、痛风、系统性红斑狼疮等是常见的自身性免疫疾病，很多研究证明这些疾病的发生均与肠道微生物失调有关。与健康人或治愈后的病人相比，患有这些疾病的人群肠道内很多微生物的种类、丰度均发生显著变化。研究发现，系统性红斑狼疮患者肠道中拟杆菌门数量显著上升而厚壁菌门数量则显著降低。相似地，患有类风湿关节炎的人群肠道内嗜血杆菌属和唾液乳杆菌的丰度也发生很大变化。正常情况下，肠道微生物通过脂多糖、脂蛋白等物质调控寄主的免疫系统。因此，免疫性疾病的发生可能与菌群紊乱造成的免疫系统缺陷有关。五、感染性疾病感染性疾病，顾名思义，就是病人在治病期间，由于抵抗力较弱，感染了一些病原菌而导致了其他疾病。一方面，病原菌的入侵极易改变身体内正常的菌群结构；另一方面，抗生素的使用也进一步加剧了肠道菌群的紊乱。研究表明，在使用抗生素抗感染的治疗过程中，肠道双歧杆菌、乳酸杆菌及大肠杆菌显著减少，导致菌群失调。益生菌的减少一方面使得碳水化合物不能酵解成乳酸和短链脂肪酸，使得初级胆汁酸积滞在肠道而导致渗透性腹泻；另一方面少数有害菌得以大量繁殖，产生氨类和内毒素，造成腹泻。通过补充益生菌，可以提高患者自身免疫力，从而减轻疾病。尽管科学家已经证明很多疾病均与肠道菌群紊乱有关，但疾病发生与菌群失调的“因果关系”如何，目前还鲜有定论，随着宏基因组技术的普遍应用，将帮助我们更加准确全面地研究肠道菌群。锐翌基因拥有国内最顶尖的宏基因组分析团队，算法精准、流程清晰、图表精美，拥有最前沿的分析内容，助您全方位、多角度地做好微生物群落研究。本月15-16日即将在上海召开（第二届）肠道微生物组与临床应用研讨会（点此了解）。会议期间，我们经验丰富的技术人员也将在会议现场为您解答肠道微生物组与临床应用研究的相关问题。欢迎莅临锐翌基因展位！鍖椾含娌荤枟鐧界櫆椋庡幓鍝釜鍖婚櫌鏈�濂?鍖椾含鍝鍖婚櫌娌荤枟鐧界櫆椋庣枟鏁堝ソ
