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这些疾病竟都和肠道菌群有关!|理中归元

发稿时间:2019-10-24

来源:集团企划部

科学家早就知道人体是各种微生物的“家园”,但直到十多年前,他们才意识到人体微生物群有多么庞大和复杂。在人体微生物群的研究中,肠道菌群是目前最受关注的热点。


我们知道,正常情况下,肠道菌群和与人体总是保持着一个动态平衡,但是这种平衡在特殊情况下,可以被打破,造成肠道菌群失调,表现为肠道菌群在种类、数量、比例、定位和生物学特性上的变化。许多原因和疾病能引起肠道菌群失调,引发疾病或者加重病情,从而更加促进菌群失调,形成恶性循环,致使肠道疾病和许多疾病有关系

血糖与肠道菌群
有关肠道菌群情况与疾病之间关系的新闻不绝于耳,这不,前不久,又有一个新发现,关于肠道菌群和糖尿病,这份发现来自于福林德斯大学等机构的科学家们,他们通过研究揭示了肠道菌群影响血清素从而负面影响机体血糖水平的分子机制,相关研究成果刊登在国际杂志PNAS上。
在文章中,研究者揭示了肠道微生物组如何与产生血清素的细胞相互交流来影响宿主机体的血糖水平。本次研究结果或能帮助阐明肠道微生物组控制机体代谢血糖水平的分子机制。研究者Damien Keating教授说道,肠道微生物组会通过向产生血清素的细胞发送信号来恶化机体的代谢过程,其能提高血清素的水平,而且血液中血清素的上升会引发明显的机体代谢性问题。


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肥胖与肠道菌群


肠道菌群在人体营养代谢、免疫调节等多个生理过程中扮演着重要角色。大量研究发现,肠道菌群和肥胖之间存在极强的关联。研究团队用无菌小鼠进行了实验,他们找来几对一胖一瘦的双胞胎姐妹,分别收集她们的肠道菌群样本并移植到不同无菌小鼠的肠道内。然后将这些小鼠隔离开,以相同条件饲养。这些小鼠每天吃等量的食物,但是同组小鼠的胖瘦情况和提供细菌的双胞胎一致:从肥胖者身上得到细菌的小鼠体重更重,身体脂肪含量更高。正如预期的那样,肥胖老鼠的肠道微生物群落的多样性也较低。
之后,研究人员把移植了人类肠道菌的胖小鼠和瘦小鼠放在一起饲养,发现胖小鼠很快“减肥”了。研究表明,肥胖的小鼠通过吞食苗条同类的粪便获得了让它们变瘦的细菌。将瘦小鼠的肠道菌群移植到胖小鼠肠道内也能达到这一效果。一项研究发现,对于采用同样饮食方法和运动方式进行减肥的人,肠道菌群结构是决定减肥效果的关键。体内克里斯坦森氏菌更多的人更容易减肥成功,而小杆菌则能削弱减肥效果。


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肥胖的人肠道菌群多样性较低


慢性便秘与肠道菌群
近期,越来越多的研究证实,肠道微生物与胃肠功能性疾病的发生相关,包括慢性便秘。慢性便秘患者肠道菌群的改变可总结为专性厌氧菌的相对减少(乳酸杆菌,双歧杆菌,拟杆菌等),及与之相伴的潜在致病微生物的增加(铜绿假单胞菌及空肠弯曲菌等),有研究表明,成年便秘患者肠道内双歧杆菌及乳酸菌的含量明显降低,产丁酸盐细菌数量减少,普氏菌的丰度明显降低,硫酸盐还原细菌及几种代表性的厚壁菌丰度增加等特征。


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炎症性肠病与肠道菌群


炎症性肠病(IBD)患者多存在肠道菌群失调,主要表现为肠道菌群种类减少,侵袭性肠菌如变形杆菌、梭杆菌和瘤胃球菌等丰度升高。而有益菌如毛螺菌、梭状芽胞杆菌X、IVa和IV簇、双歧杆菌、罗斯氏菌等丰度降低。IBD的发生和肠道菌群失调互为因果。肠道菌群失调是IBD和由T细胞介导的慢性肠炎的主要原因,正常小鼠移植结肠炎模型小鼠的粪便后也会表现出结肠炎,另外粪菌移植治疗能够有效缓解溃疡性结肠炎(UC)患者的临床症状。肠道慢性炎症也能引起肠道菌群失调,肠道慢性炎症患者不同肠道区域的肠道菌群结构改变并不相同,炎症活动部位的菌群失调更为显著。



肝硬化与肠道菌群


肝硬化患者免疫功能下降,胆汁分泌量明显减少、肠蠕动减弱,加之低蛋白血症及门静脉高压等导致肠壁充血、水肿,维持肠道菌群生态平衡的宿主因素受损伤,引起肠道菌群生态失衡。
多项研究结果显示,肝硬化患者富集的大多数(54%)基因来源于口腔物种的韦荣球菌属或链球菌属,齿双歧杆菌明显增加,肠道菌群严重失调,患者血内毒素水平与肠杆菌科细菌呈正相关,且肠道微生态失衡程度(B/E值)与肝炎病情严重程度有关。



神经系统疾病与肠道菌群


肠道菌群与中枢神经系统密切相关,现有证据表明肠道菌群可以通过调节内皮组织中紧密连接蛋白的表达影响血脑屏障(BBB)的通透性。而在动物实验中发现无菌小鼠(germ-free,GF)的血脑屏障不能完整发育,也提示肠道菌群与中枢神经系统具有密切联系。这种联系目前被习惯性称为肠道菌群-肠道-脑轴(microbiota-gut-brainaxis),通过这个调控系统肠道菌群直接或间接影响着中枢神经系统的生理及病理机能。


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研究表明,70%的自闭症患者合并有胃肠道症状,并且发现自闭症患儿肠道中粪杆菌属和梭菌属的菌群含量明显高于健康儿童。Severance等发现精神分裂患者血液中抗酵母菌抗体水平升高。现有研究发现,人体内95%以上的5-羟色胺(5-HT)在肠道中由肠道菌群代谢产生,而5-HT可以减少Aβ斑块的形成,这提示肠道菌群可能参与了阿尔茨海默病(AD)的发病过程。


肿瘤与肠道菌群


研究表明,肠道菌群与恶性肿瘤的发生、发展、治疗等密切相关,其主要通过以下几种途径影响肿瘤的发展:肠道内微生物直接与肿瘤接触,促进肿瘤发展;通过调控机体免疫系统,降低机体对肿瘤的免疫力;通过调节机体代谢,间接影响肿瘤细胞。其中,类杆菌在肠内的增加具有致癌作用,而大肠癌和肠道菌群的关系尤为密切。傅冷西等证明大肠癌患者类杆菌、梭菌和梭杆菌等较正常人高。


理中归元认为,通过研究微生态与疾病的关系,了解更多患病机制,科学家们有希望进行更为深入的研究来探寻改善人类机体健康状况的新型疗法,可以通过更多途径寻求有效治疗各种疾病的新型策略。


编辑/卿叶
参考资料:
1、Alyce M. Martin, Julian M. Yabut, Jocelyn M. Choo, et al. The gut microbiome regulates host glucose homeostasis via peripheral serotonin, PNAS(2019). doi:10.1073/pnas.1909311116.
2、刘伟伟等.肥胖与肠道菌群的相关性[J].生命的化学,2009,29(6):928-930.
3、尹军霞等.肠道菌群与疾病[J].生物学通报,2004,39(3):27.