肠道菌Science专刊：决定你健康状况的“第二基因组” 江西省城乡建设培训中心
肠道菌与人体健康密切相关，二者之间的关系是目前研究的热点。随着研究者的不断深入，我们发现，对人体微生物的了解还远远不够，它们能帮助我们做什么，以及我们如何改变它们？酷派89204 月29日，美国《科学》杂志以“Microbiota at work”为主题发了一期专刊，从不同的方面介绍了人体微生物与健康的关系，并且分析了饮食、药物、抗生素，益生菌和粪菌移植对肠道微生物的不同影响。这 些文章进一步让我们不仅能够了解微生物与人体的相互影响，还能知道人类是如何改变人体微生物的以及这些改变所带来的深远影响。
肠道中必不可少的共生微生物
人类其实并不孤单，包括人类在内的所有生物，都生活在微生物的海洋中，例如人与庞大微生物形成寄生和共生关系。少数种类的微生物（主要是各种病原菌）对 人类危害很大，但绝大多数微生物对人类健康来说是有益的，有些甚至必不可少。事实上，植物和动物的正常发育都离不开微生物的定殖，并且这种共生关系可能在 生命起源的那一刻起就建立了。
人类自身的基因可选择性地让共生微生物参与免疫调节，帮助人体建立防御屏障。这些分布于粘膜组织的微生物，在宿主出生后的免疫系统发育过程中起到了举足轻 重的作用。因此，生命早期微生物的定殖对人类健康可能有长期的影响，特别是对过敏和自身免疫等炎症性疾病的敏感性，具有重要而深远的影响。
然而，要想保持人体微生物的健康可不是一件容易的事。饮食、药物和严重的疾病等都可以破坏微生物。目前，我们对人体微生物的认识还非常有限，对它的影响因素和影响机制知之甚少。
水溶性封闭剂虽然如此，随着越来越多的研究出现，对人类有保护作用的共生微生物的菌株在不断增加，这其中蕴藏着巨大的商业价值和开发前景。不可否认的是，益生菌已经在 重建和恢复一些人的健康肠道微生物方面，显示出了巨大的潜力。然而，益生菌产业也面临着巨大的挑战，一些企业肆无忌惮地夸大益生菌的健康作用，在现有的监 管框架下，制定严格的测试标准仍存在困难。
宿主基因可调控特定种类的肠道菌
助动词
为什么不同人的肠道微生物有差异？除了饮食习惯和生活环，不同人的基因构成也会影响肠道微生物组成。Julia Goodrich和其同事的综述文章，给我们介绍了宿主基因和肠道微生物之间的关系，以往的研究表明，肠道中某些类型的微生物受到人类基因的影响，如在双 生子研究中，同卵双胞胎肠道微生物的相似性要比异卵双胞胎的相似性更高。研究者还发现厚壁菌门的Christensenellaceae科细菌和一些产甲 烷的史氏甲烷短杆菌（Methanobrevibacter smithii）有很强的遗传性，与同卵双胞胎相比，异卵双胞胎有更多的史氏甲烷短杆菌。 在为数不多的全基因组关联分析（GWAS）结合肠道微生物研究中，特定种类的肠道微生物丰度受宿主基因型调控，且绝大多数可遗传的肠道微生物属厚壁菌门， 而拟杆菌门大多是不可遗传的。相比人类，小鼠的肠道微生物的遗传能力要高于其它物种，这可能与环境有关，小鼠饲养的环境通常是可控的，因此小鼠是研究微生 物与基因互作非常好的模型。
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环境因素影响肠道菌以及小鼠模型，图片来自Science, (Goodrich et al., 2016)
此 外，全基因组分析和肠道微生物的研究发现，双歧杆菌属（Bifidobacterium）的相对含量与乳糖分解酶基因（LCT）的基因位点相关。具有乳糖 分解酶的个体喝下牛奶后，其产生的酶会分解牛奶中的乳糖，而没有乳糖分解酶的个体喝下牛奶后，肠道中的双歧杆菌会帮助分解乳糖，并可导致其体内双歧杆菌的 数量相对增多。然而，在不喝牛奶的人体中，无论是否携带有乳糖分解酶基因，他们之间的双歧杆菌相对数量差别不大。
乳糖耐受与双歧杆菌，图片来自Science（Goodrich et al., 2016）
另外，通过对欧洲哈特派信徒（Hutterites）研究发现，双歧杆菌属的富集与嗅觉受体相关的基因关系密切，而梭菌科的细菌富集与免疫过程相关的基因关系密切。这说明肠道微生物的丰度确实受宿主的基因调控，且这种类似的现象，在果蝇和植物中也被发现。
尽管已知肠道微生物与宿主的食物分解、代谢和免疫相关的基因存在密切联系，然而我们仍不清楚宿主和微生物之间的共进化关系。未来将会有越来越多的全基因组研究出现，更大规模的样本量和对微生物表型定量描述的方法越多，将有助于我们揭开微生物和宿主之间的关系。
沧州市朝阳小学重塑肠道微生物可对抗病原菌感染
肠道微生物在对抗病原菌感染方面发挥了重要作用。抗生素在发挥抗感染作用的同时，也在破坏肠道微生物的屏障作用。Eric Pamer等人的文章，不仅分析了肠道微生物抗感染的作用，还讨论了抗生素引起的不良后果以及如何采用益生菌来修复肠道微生物。
丰 富的肠道共生微生物能协助宿主抵抗多种病原菌的侵袭。这些共生微生物通过产生防御
素、短链脂肪酸和胆汁酸盐等物质刺激免疫激活，产生的代谢物质间接帮助宿 主抵御肠球菌、李斯特菌、艰难梭菌和大肠杆菌的感染。它们还能通过自身产生的营养物质和细菌素等防御物质直接作用于病原菌，帮助宿主抵御沙门氏菌和拟杆菌 的感染。
当人们受到病原菌感染时，通常会用抗生素来。事实上，抗生素并不能“精准”地杀死病原菌，抗生素在抑制病原菌的同时，不仅会杀死某些肠道共生微生物， 同时也会促进一些对抗生素有抵抗力的肠道微生物（耐药菌）的生长。合理地使用抗生素，能减少超广谱β-内酰胺酶产生型肠杆菌、碳青霉烯抗性肠杆菌、万古霉 素抗性肠球菌和艰难梭菌等耐药菌的产生。从某些方面来说，抗生素的使用反而会使人更易感染病原菌。重新建立“好的”微生物可帮助修复这一问题。这些“好 的”微生物通常指益生菌，它们可以帮助宿主重塑肠道微生物。
自从1908年的诺贝尔奖得主伊利亚·梅奇尼可夫（Ilya Metchnikov）发现乳酸菌对人健康长寿的重要作用以来，越来越多的益生菌用于重塑人体健康的肠道微生物。最新研究表明，双歧杆菌有助于促进肿瘤免 疫疗法的效果。目前，益生菌已在全球范围内成为一项每年销售额达三千亿美元的大生意。然而，由于缺乏深入的临床研究，市场上大量的益生菌并不
具有特定的疗 效。尽管越来越多的研究表明，益生菌在帮助重建和增强肠道菌抵抗力方面发挥重要作用。益生菌在减少医疗过程中引起的感染方面具有重要价值。在益生菌制剂 研发过程中，需要加强益生菌制剂的生产、包装、运输、剂型、安全性、有效性和临床效果方面的研究。益生菌制剂的商业开发、专利保护和临床应用以及最终获得 FDA的批准，仍有很长的路要走。
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