本文由Vincent B Young原创，江舜尧编译，并根据中国的语言习惯等稍作调整。
原文题目：The role of the microbiome in human health and disease: an introduction for clinicians
期刊：The BMJ
IF：20.785
发表时间：2017年
摘 要 对微生物组(microbiome)（包括微生物及其栖息的宿主环境）的研究改变了临床医生对微生物在人类健康和疾病中的看法。也许最根本的改变是我们认识到，我们体内的大多数微生物都提供了至关重要的生态系统贡献，这有益于整个宿主-微生物系统。这些贡献包括重要资源的生产、营养的生物转化和对病原微生物的抵御。因此，疾病产生的原因可能是有益功能的丢失，或者入侵微生物导致的异常功能的引入。
本综述将阐述，对原籍微生物（indigenous microbiota）的动力学和功能的了解如何改变了我们对微生物维持体内平衡并引起疾病的看法。将讨论微生物的有益功能的破坏如何导致疾病。研究微生物的方法将作为概念框架的一部分在此介绍，利用这些方法来描述健康状态下微生物的新作用。笔者将讨论微生物组和疾病的特异性变化之间的关键联系。这将引出一种阐释，即如何调节微生物才能预防或多种疾病，调节方法包括恢复缺失的功能和消除有害的功能。随着微生物组与健康和疾病的关系方面的研究的激增，本综述的目的是为临床医生提供一个基础，使大家能够跟踪这个发展中的生物医学研究领域。 1 简介
依百兰鞋业2016年公布的美国国家微生物组计划反映了过去十年微生物组科学的兴起。了解复杂微生物落（microbial communities）如何影响多种疾病的发病机理，对预防、诊断和具有一定的指导意义。但是，由于在传统上，微生物学的这一新领域并不是医学预科或医学课程的一部分，因此，执业医师和正在学习的医务人员往往很难理解在临床实践中对微生物组的日益关注。
本综述旨在帮助医生了解如何研究微生物组，并概述关于微生物落的结构和功能的知识如何最终影响到医学实践。由于对微生物组的研究跨越了几个生物医学学科，因此不可能对许多主题进行详细的讨论。仅为读者提供高质量的综述，以便更多地了解感兴趣的特定领域。
2 资源和选择标准
本综述中使用的参考文献检索自PubMed和Medline，发表于1965年至2016年间，同时，部分来自笔者个人图书馆。鉴于“微生物组（microbiome）”这一术语的使用呈指数增长（图 1），所以，笔者聚焦在最近十年。检索的术语包括微生物组（microbiome）、微生物（microbiota）、益生菌（probiotic）、益生元（prebiotic）、代谢组（metabolome），同时结合特定疾病和健康状态，包括肥胖、传染性疾病、炎症性肠病、糖尿病、心血管病和慢性阻塞性肺病。很少有高质量的系统综述和随机对照试验(RCTs)评估微生物组在疾病中的作用，因此很难用正式的质量标准来评估文献。由于主题的广泛性，笔者将最近的高质量综述和RCTs放在了优先级，其中多个参考文献是相关的。本综述所引用的研究文献（大多数是观察或使用动物模型）是发表在高影响力杂志的，而且其研
究人员通常受到该领域其他人的尊重。重要的原始文献被引用，以作为特定疾病的关联或新方法的一个例子。
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图1 微生物组相关出版物数量的增长。从1980年到2016年，当用术语“microbiome”在PubMed查询时，在过去的十年中，出版物的数量呈指数增长。
3 关于微生物在健康和疾病中的作用的不断演化的概念
在理解微生物落如何影响人类健康方面，有些困难来自于这么一个事实，即这一领域的历史与在医学培训期间教授的标准微生物和传染病的历史不同。我们最初对微生物在人类健康中的作用的理解依赖于细菌致病论，这是由路易·巴斯德提出并由罗伯特·科赫和其他人发展的。早期的研究主要集中在微生物作为疾病的病原(即病原体)，科赫的假设是将个体微生物作为疾病的致病因子。这导致人们关注微生物破坏宿主体内平衡的这一属性。对单一生物体(最初是细菌，然后扩展到真菌、病毒和朊病毒)和发病机理的这一关注使人们在医学上取得了巨大的进步。伴随对微生物学的理解而来的是控制传染病的方法的发展，这促进了公共卫生和卫生实践以及抗生素的发展。
与医学微生物学和传染病学的发展平行，其他科学家开始研究微生物在自然环境中的作用，如在土壤和海水中发现的微生物。研究人员发现，这些环境中的微生物很少单独存在，而作为复杂落的成员是最常见的。这些微生物学家与生态学和进化生物学领域（而不是医学领域）的研究人员建立了更紧密的学术联系。
当医生和医学研究人员考虑到复杂的微生物落时，通常是在消化道中，微生物被认为是一种共生生物(表1)，即通过与宿主保持紧密联系而获得益处但对宿主没有任何积极或有害影响的生物体。然而，最近人们意识到这种关系可能不是单方面的。
表1 概念
概念 | 含义 |
英文 | 中文 |
Functional metagenomics | 功能宏基因组学 | 匝间短路测试仪一种在宏基因组中寻特定生化功能的方法。宏基因组被克隆进载体（如质粒或细菌人工染体）形成文库。然后，这个文库被转染到一种测试微生物(如Escherichia coli)中，并筛选一些有趣的功能，如抗生素耐药性或对给定的基质进行代谢的能力 | 美味关系电影
Metabolome | 代谢组 | 在特定环境下，小代谢物(多肽、低聚糖、单糖、脂类等)的总和。就宿主相关的微生物组而言，代谢组通常反映宿主和微生物的代谢活动 |
Metagenome | 宏基因组 | 一个给定的微生物落的集体基因组。它是一种对特定微生物的功能潜力的测量。宏基因组学是对宏基因组的研究 |
Microbiome | 微生物组 | 一个典型的微生物落，它占据了一个相当明确的栖息地，并且具有独特的物理化学性质。这一术语不仅指涉及到的微生物，还包括它们的活动。有些人使用微生物组这一术语仅仅指代微生物本身(参见下面的“microbiota”)。此外，一些人还使用这一术语来指代微生物落的集体基因组(见上面的metagenome) |
Microbiota | 微生物 | 一个微生物落，它们占据了一个特定的地点或栖息地 |
Operational taxonomic unit (OTU) | 操作分类单位(OTU) | 一个分类单元，基于一种分类标记基因的DNA序列相似性(如16S rRNA编码基因)。基于16S基因序列的生物分类，普遍使用的阈值是97%，两条基因序列的相似性等于或大于该阈值则被认为是同一个OUT |
Phylotype | 种系型 | 一种分类单元，它基于将待查询序列与给定数据库进行比对，并根据与数据库的相似性，将成员分配给给定的小单元。在计算上，这个方法通常比基于OTU的方法要快但是它非常依赖于数据库的完整性以及底层分类的准确性 |
Prebiotic | 益生元哈尔滨理工大学学报 | 一些有利于有益微生物的生长及其遗传功能的营养素。它们大都是碳水化合物，不能被人类的消化系统所分解，但是可以被微生物中的特定成员所代谢 |
Probiotic | 益生菌 | 通常被定义为“活的微生物，在适当的剂量下，有益宿主健康。”在过去，这些往往是在发酵食品中首次被发现的生物体。目前，人们对健康人中微生物的潜在益生菌感兴趣 |
Proteome | 蛋白质组 | 在给定的环境中，蛋白质的总和 |
食疗歌Symbiosis | 共生 | 字面意思是“生活在一起”。当指宿主-微生物互作时，就叫经典的“互利共栖”，双方都获益；当微生物获益而且以损害宿主为代价时，叫做“寄生”；当微生物受益而且对宿主无害也无益时叫做“偏利共栖”。真正的偏利共栖很可能是少见的，但这是一种互惠互利的形式，对宿主的益处并不是显而易见的 |
Transcriptome | 转录组 | 在给定条件下，微生物的转录活性基因的集合。对转录组的分析通常包括采集和测序微生物的总RNA |
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