肠道菌群文献分享论文

5月29日是世界肠道健康日，肠道是人体吸收营养、排出废物的重要器官，作为人体最大的免疫器官之一，肠道含有大量肠道相关淋巴组织，近年发现多种细胞和细胞产物参与肠道免疫应答，就像守门员一样，防止外来致病因素的入侵；同时它也是人体内最大的储菌库，细菌种类达400种以上，正常情况下，肠道微生态处于平衡状态。据《生命时报》调查，在中国每年有超过10亿人次出现腹泻或便秘症状，每10个中国人中就有1人受便秘影响，70%的国人存在不同程度的胃肠不适，新增大肠癌患者达40万，且在我国所有肿瘤的发病率中排名第五，平均发病年龄为58岁，比欧美国家提前12-18年。这些数字让人感到非常的触目惊心！那么哪些人群最容易被肠道疾病登门拜访呢？ 中老年 中老年人牙齿多松动脱落，或由于疾病原因，常常喜欢吃精细软烂的食物，纤维量摄取不足。 这种饮食习惯使肠道内益生菌减少，容易出现肠道菌群紊乱，导致便秘或腹泻。 婴幼儿 小宝宝的肠壁薄，黏膜弱，肠液中的各种酶含量较成人低。肠系膜长而薄，发生肠套叠、肠扭转的机会比成人高。 同时婴幼儿神经系统功能发育不完善，发热、感冒、肺炎等均可影响消化功能，造成食欲不振、呕吐和腹泻。 美食爱好者 有些人似乎天生长着一副好肠胃，各种美食来者不拒大快朵颐。实则这样的你也要注意哦，常言道：病从口入，大部分病菌都是从嘴里吃进去的。 若只管满足口腹之欲，不注重食品卫生，平时胡吃海塞不在意自己的肠胃，小心会吃坏你的消化系统，让腹痛腹泻消化不良等症状找上门。 久坐加班族 生活节奏快，工作压力大，加班熬夜，饮食不规律，已经是办公室“码农表妹们”的日常写照。不健康的生活方式会打破肠道规律，导致肠道功能紊乱。 而久坐导致的胃肠蠕动缓慢，使身体不能及时将毒素排出，引发便秘等问题。所以办公室白领要时不时地站起来活动一下，让你的肠道动起来。 旅游发烧友 对于大多数旅游爱好者来说，贝爷的荒野求生好像还只能是神一般的存在，通常大家还是会选择相对安全成熟的旅游路线。可即便如此，“水土不服”也经常成为我们忠实的旅伴。 “出师未捷身先死”，旅游中水土不服，伴有发生腹泻、腹痛、呕吐，严重者会导致脱水。所以经常旅行或出差的人肠胃多脆弱，需要更多的呵护。 好啦，经过一番对号入座，心中的警铃是否已经拉响了呢？下面我们就来看看如何养护你的肠道吧。 保持好心情 肠道是一个很聪明的器官，肠壁内的神经细胞超过1亿个，就好像我们个人思维的体内传感器。 古人也常常用带“肠”字的词语来表达一个人的性格或心情，例如“肝肠寸断”，“荡气回肠”，“古道热肠”，“菩萨心肠”，“小肚鸡肠”等等。可见心情不好，肠胃功能是首当其冲的。 压力大、精神紧张，抑郁都会导致消化系统功能紊乱，肠道动力减弱。所以学会调控和驾驭自己的情绪，对维护肠道内环境稳定大有裨益。 注意饮食搭配 最重要的是要保持膳食平衡，增加粗纤维果蔬的食用，控制高脂肪高蛋白食品的摄入量。膳食纤维可以维护肠道正常功能，提高免疫力，降低慢性疾病发生的风险。 如果饮食结构中缺乏粗纤维食物，会使粪便通过肠道的速度减慢，使其中的致癌废物与肠黏膜接触时间延长，增大癌变风险。 增加体育锻炼 保持适度的运动，对于防止肠道老化有非常好的作用。运动能够加强胃肠道蠕动，促进消化液的分泌，加强胃肠的消化和吸收功能。 运动还可以增加呼吸的深度与频率，促使膈肌上下移动和腹肌较大幅度地活动，对胃肠道起到较好的按摩作用，改善胃肠道的血液循环，加强胃肠道黏膜的防御机制，尤其对于促进消化性溃疡的愈合有积极的作用。 治疗肠道疾病合理用药 肠道是很娇嫩的器官，对于肠道疾病的治疗，对症下药是很重要的，谨慎使用抗生素。 首先，为了防止脱水，我们应进行间断、少量、多次的口服补液(ORT)治疗。 其次，在治疗症状的基础上，我们还要注重对肠道的保护，保证肠道内的菌群比例，恢复肠道原动力，让肠道恢复自然健康的运行状态。 以日常中经常碰到的腹泻为例，在止泻治疗方面，肠黏膜保护剂如“蒙脱石散”就是一种安全有效的治疗方式，它不进入血液循环系统，并会在肠内吸附、清除病毒、细菌及其毒素，随消化道自身蠕动排出体外，同时覆盖受损黏膜，不仅可以止泻，同时还可以起到保护肠黏膜的作用。 最后，饮食治疗也很重要，腹泻发生后及时补充清淡、合理的饮食可以帮助我们尽快恢复。 肠道健康关乎营养吸收、消化食物、情绪控制和免疫等诸多功能，大量的免疫细胞都配置在肠道内，所以肠道是保护我们身体健康的前沿阵地。在发现肠道问题时，一定要及时调理、就医，保护好这个阵地。 正因为肠道健康对于我们的幸福生活如此的重要，近年来，科学家们投入了大量的精力来对机体肠道进行研究，发现肠道中的微生物菌群与人体各种疾病存在着极其密切的关系，在此我们整理了近期的相关研究进展，分享给各位！ Nature：肠道微生物与脑血管疾病存在关联 根据一项新的研究，肠道微生物组中的细菌促进颅内海绵状血管瘤（CCM）的形成。相关研究结果于2017年5月10日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Endothelial TLR4 and the microbiome drive cerebral cavernous malformations”。在这项研究中，Kahn团队发现CCM形成的分子通路是由TLR4激活的。TLR4是细菌分子脂多糖的一种受体。细菌分子脂多糖激活大脑血管内皮细胞表面上的TLR4会极大地加快CCM形成。相反地，如果通过基因手段将TLR4从血管内皮细胞中移除，或者如果小鼠接受阻断TLR4功能的药物的处理，那么就可阻止CCM形成。这项研究提示着改变CCM病人的肠道微生物组可能是一种有效地治疗这种脑血管疾病的方法。此外，研究结果鉴定出肠道微生物组与一种常见的脑血管疾病存在着一种出人意料之外的直接关联性。论文通信作者宾夕法尼亚大学的心血管医学教授Mark Kahn博士说，“这提示着旨在阻断TLR4信号或改变肠道微生物组的疗法可能被用来治疗这种疾病。”Microbiome：肠道微生物与慢性疲劳症存在关联 最近一项研究结果表明，患有慢性疲劳症（CFS）的患者肠道微生物的水平出现异常。相关研究结果发表在《Microbiome》杂志上，论文标题为“Fecal metagenomic profiles in subgroups of patients with myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome”。在这项研究中，研究者们对50名欢患有ME/CFS的患者以及50名健康人的肠道微生物进行了检测，并且对血液中的免疫分子进行了检测。他们发现有7类微生物种群与ME/CFS的疾病发生之间存在明显的相关性。患有ME/CFS的患者肠道的微生物构成发生了变化。而且基于症状严重性的不同，肠道微生物的变化特征也有差异。这一证据表明CFS并不仅仅是患者的大脑出现了问题。此前已经有文章表明80%的患者可能通过肠道微生物进行准确诊断，而这一发现又提供了新的证据。当然，这一研究的样本量较小，还需要进一步的研究进行佐证，尽管如此，这是首次基于肠道微生物对ME/CFS进行诊断以及治疗。Science子刊：肠道细菌影响IBS患者肠道和行为 根据一项新的研究，肠道中的细菌或许能够影响肠道易激综合征（IBS）患者机体肠道和行为的症状。相关研究结果近期刊登在国际杂志Science Translational Medicine上。在这项研究中，麦克马斯特大学的研究人员将IBS患者（焦虑或者非焦虑患者）机体的微生物群落转移到了无菌小鼠机体中，随后研究人员发现，相比接受健康个体微生物的小鼠而言，接受IBS患者机体中微生物的小鼠慢慢会表现出肠道功能和行为的改变。通过粪便移植所影响的小鼠的疾病情况包括胃肠道症状、肠屏障功能障碍低度炎症以及焦虑样行为等。相关研究或为研究人员开发微生物定向疗法提供了新的思路和见解。更有意思的是，研究者还发现，肠道中的微生物或许还能够影响大脑的功能，这就表明，肠道微生物或许在多种脑部障碍的发生过程中扮演着重要角色，比如焦虑、自闭症、帕金森疾病以及多发性硬化症等疾病。同时，该项研究也为研究人员开发靶向作用肠道微生物的新型疗法，以及寻找诊断IBS的生物标志物提供了新的线索。文章第一作者Giada De Palma说道，这是一项标志性研究，因为其超越了一种简单的关联性研究，而且本文研究发现了肠道微生物的改变会同时影响IBS患者机体肠道和行为的反应。他总结道：本文研究或许提出了一种可能性，即包括益生菌疗法等微生物定向疗法或许能够有效治疗患者的肠道症状，同时也能够有效缓解IBS患者的疾病表现。Microbiome：肠道微生物潜在塑造大脑结构 根据最近一项研究，大脑产生的信号能够影响肠道微生物组的构成，而肠道微生物分泌的化学物质又能够反过来塑造大脑的结构。相关结果发表在近期的《Microbiome》杂志上。论文标题为“Differences in gut microbial composition correlate with regional brain volumes in irritable bowel syndrome”。在这项研究中，加州大学洛杉矶分校的研究人员收集了29名患有肠道应激综合征（IBS）的患者以及23名健康人的行为学以及临床检测相关数据，还有他们的粪便样本进行分析。通过DNA测序以及多种数学手段对微生物的的多样性以及丰度进行定量计算。之后，研究者们将这一结果与大脑的结构特征进行了一一比对。此外，研究者们还对儿童外伤，大脑的发育以及肠道微生物组结构之间的联系进行了深入的探究。这项研究第一次揭示患有IBS的患者肠道微生物组与大脑参与处理感受信号的区域之间的关系。早期的创伤史与大脑的结构、功能的改变之间存在明显的相关性，而且会影响肠道微生物的组成。因此，有可能肠道微生物感知到这些信号，进而导致其微生物的组成发生永久性的改变。这些改变将可能对大脑的感受区域产生反馈，改变对肠道信号刺激的敏感度。对肠道微生物进行分析渐渐成为临床长筛查IBS的主要手段。而在不远的将来，控制饮食以及摄入特定的微生物也将成为个体化治疗的主要方式。同时，对于患有IBS且大脑与肠道特征具有明显特异性的人群来说，他们对于大脑降压式的疗法、认知行为疗法以及靶向药物治疗的反应效果也将有明显的差异。Cell Host & Microbe：肠道微生物诱发机体老化相关的炎症 根据一项新的研究，肠道微生物或许是机体老化相关炎症和过早死亡的罪魁祸首之一，老年小鼠机体中肠道微生物的失衡或许会促进肠道组织易于泄漏，从而释放细菌产物来诱发炎症，并且损伤机体的免疫功能。相关研究结果发表在国际杂志Cell Host & Microbe上，论文标题为“Age-Associated Microbial Dysbiosis Promotes Intestinal Permeability, Systemic Inflammation, and Macrophage Dysfunction”。在这项研究中，来自麦克马斯特大学等机构的研究人员在无菌的环境中培育小鼠，并且将这种小鼠同常规环境中培养的小鼠进行对比研究。然后他们发现，相比常规环境培育的小鼠而言，无菌小鼠并不会表现出老化相关的肠道通透性增加、细菌产物水平的增加，以及血液中促炎性细胞因子水平的增加；此外，很大一部分比例的无菌小鼠都能够存活到600天，而且来自老年无菌小鼠机体中的巨噬细胞还能够继续维持其机体的抗菌活性。未来研究中，研究者Bowdish及同事将会通过更为深入的研究来鉴别出能够随着机体老化维持肠道健康及完整性的优良细菌，而且研究人员还希望通过研究理解机体微生物群落发生改变的时间以便可以及时采取策略来改变机体的免疫功能。本文研究结果或能帮助研究人员开发出新型疗法来通过操控机体微生物组改善肠道健康，并且降低老化相关的炎症表现。Scientific Reports：肠道微生物潜在预防2型糖尿病 根据一项新的研究，血清中高浓度的吲哚丙酸可以预防2型糖尿病。相关研究结果发表于Scientific Reports。论文标题为“Indolepropionic acid and novel lipid metabolites are associated with a lower risk of type 2 diabetes in the Finnish Diabetes Prevention Study”。在这项研究中，研究人员比较了两组参加芬兰糖尿病预防研究所的参与者的相关数据。在研究开始时，所有参与者都超重，葡萄糖耐受功能受损。有的参与者在第一个五年中发展为2型糖尿病，有的在15年的随访中，未发展成2型糖尿病。这项发现为肠道细菌在饮食、代谢与健康之间的相互关系提供了新观点。肠道细菌的直接识别是一个复杂的过程，然而通过其代谢物来分析肠道细菌对于发病机制的作用似乎是可行的，通过此次研究，科学人员得出结论，通过控制生活方式，2型糖尿病是可以预防的。其中最主要的就是减肥，多运动，饮食调整，包括多吃全麦食品和高纤维食品。Neurology：帕金森症有可能源于肠道 科学家们最近发现了新的证据表明帕金森症有可能是起源于肠道，进而扩散到了大脑：经历了迷走干神经切断术的患者帕金森症的发病率得到了明显的减轻。相关结果发表在《Neurology》杂志上，论文标题为“Vagotomy and Parkinson disease: A Swedish register-based matched-cohort study”。在这项研究中，研究者们对瑞典国内40年来的数据进行了分析，比较了9430名进行了迷走神经切除术的患者以及377200名对照人群的信息。这项经历5年的研究结果表明，接受这一手术的患者帕金森症的发病率相比对照组下降了40%。这一结果更加能够证明帕金森症有可能是来自于我们的肠道。研究者们相信，这一发现能够进一步证明帕金森症与肠道异常之间的关系，并且有助于开发针对性的预防与治疗的方法。如果我们对这一现象背后的机制能够有清楚的理解，那么将会有助于防止此类疾病的发生。AJCN：益生菌组合疗法治疗过敏症 日前，一项刊登在国际杂志The American Journal of Clinical Nutrition上的研究报告中，来自佛罗里达大学的研究人员通过研究发现，一种益生菌组合或许能够帮助减轻花粉症的症状。在这项研究中，研究人员招募了173名健康成年人进行研究，研究对象都表示经历过季节性过敏，研究人员在春季过敏高峰时进行了相关实验，相比安慰机组研究对象而言，摄入益生菌治疗的研究对象表示其生活质量得到了改善，比如益生菌组个体遭受的花粉症相关的鼻腔症状明显减轻了。研究者Jennifer Dennis表示，并不是所有益生菌都能够帮助抵御过敏症，如今我们知道，一种由乳酸杆菌和双歧杆菌组成的益生菌组合能够帮助维持机体消化系统和部分免疫系统的健康。后期研究人员希望通过更为深入的研究来开发新型有效的疗法治疗个体的季节性过敏症。Nat Immunol：肠道益生菌逆转炎性肠病 根据美国北卡罗莱纳大学的一项最新研究，有益细菌或许是帮助逆转炎症性肠病中肠道炎症的关键。研究人员在这篇发表在国际学术期刊Natue Immunology上的新文章中介绍了缺少一种叫做NLRP12的炎症抑制因子如何导致炎症失控（DOI: 10.1038/ni.3690）。这种蛋白在保持肠道菌群稳定防止炎症方面有重要作用。文章作者Liang Chen表示，NLRP12是免疫系统的一个检查点，能够检查炎症水平，如果缺少了这种蛋白，就会出现严重的肠道炎症，促进炎症性肠病。这不仅是NLRP12本身的作用还包括其与肠道细菌之间的相互作用。研究人员发现添加有益细菌或靶向炎症信号可以逆转不良循环。他们认为他们的研究发现或有助于开发治疗方法，治疗因NLRP12表达下降导致的炎症性肠病。BJN：鼠李糖乳杆菌HN001降低孕期糖尿病风险 根据一项新的研究，一种叫做鼠李糖乳杆菌HN001的益生菌或许能够降低女性妊娠糖尿病的风险，同时还会降低个体的空腹血糖水平，相关研究刊登于国际杂志British Journal of Nutrition上（DOI:10.1017/S0007114517000289）。在这项研究中，研究人员让194名孕早期的女性摄入含有HN001的胶囊，同时让另外200名孕早期女性摄入安慰剂，随后在女性怀孕24-30周时评估个体的妊娠糖尿病水平。然后研究人员发现益生菌治疗组与安慰剂治疗组的女性相比，患上妊娠糖尿病的比例下降了68%。此外，摄入益生菌HN001后也能够明显降低研究组女性机体中的空腹血糖水平。研究结果表明，益生菌HN001或许能同以某种方式同正常的肠道细菌发生相互作用从而降低孕期女性机体的葡萄糖水平；此前研究人员也通过研究发现，相同的益生菌对机体免疫系统也会产生相应的保护效应，同时还会降低个体婴儿期50%患湿疹的风险。研究者Crane教授说道，下一步他们将会深入研究调查益生菌是否会降低普通人群患糖尿病的风险；研究者们希望后期能够通过更多研究来利用这种益生菌结合益生元来观察是否其能够有效抑制成年人前驱糖尿病的进展。

肠道微生物群在宿主能量稳态中起着至关重要的作用，而宿主能量稳态受高脂饮食(HFDs)和高糖饮食(HCDs)的影响。多种研究表明益生菌治疗能有效调节肠道微生物群，然而，益生菌是否能有效改善HFD与HCD诱导的微生物群失调仍不清楚，该研究用益生菌制剂灌胃HCD与HCD小鼠，表明益生菌可改善高脂肪与高糖饮食肥胖小鼠肠道菌群失调。 文献ID： https://doi.org/10.1016/j.nut.2018.10.002. 题目： Probiotics improve gut microbiota dysbiosis in obese mice fed a highfat or high-sucrose diet 译文： 益生菌改善高脂肪与高糖饮食肥胖小鼠肠道菌群失调 期刊： Nutrition     IF： 3.734 发表时间： 2018.10 通讯单位： 同济大学附属上海市第十人民医院普外科 80只小鼠在6周时分成三组，每组提供不同的饮食 HFD组：20% kcal蛋白质，20% kcal碳水化合物，60% kcal脂肪，5.24 kcal/g； HCD组：20% kcal蛋白质，70% kcal蔗糖，10% kcal脂肪，4 kcal/g； ND组：20.6% kcal蛋白质，67.4% kcal碳水化合物，12% kcal脂肪，3.64 kcal/g。 按照上述方式喂养13周后，每组小鼠分成两类；15周时，一类按照上述方式继续喂养，另一类在原先食物的基础上灌胃胶囊益生菌制剂（图1）。 胶囊益生菌制剂包含 Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium longum、Enterococcus faecalis (1:1:1) 每周测量体重与食物摄入量；6、9、19周时收集粪便样本测序；19周时处死小鼠。 测序区域及平台 16S rRNA 基因 V3-V4 测序； illumina平台 喂食13周后，相比ND组小鼠，HFD、HCD小鼠体重显著增加，15周时同种饮食条件下，添加益生菌与未添加益生菌的小鼠体重没有严重性差异。添加益生菌的小鼠体重继续增加，但增加变缓，尤其是HCD组（P<0.05）（图2A，2B）。为说明益生菌减缓体重增加的程度，该研究定义了一个新的指标——增重率（增重率=（19周时体重-15周时体重）*100% / 15周时体重），HFD与HFD+P的增重率分别是11.34%与5.97%；HCD与HCD +P 的增重率分别是8.17%and4.89%。 一直食用HFD的小鼠比HCD、ND比小鼠食物消耗量更大（图2C），但能量消耗量更低（图2D），HFD组和HCD组有更高的脂肪囊泡数量，益生菌治疗可以减少肝脂肪堆积（图2E）。α多样性分析显示高卡路里饮食显著降低小鼠肠道微生物多样性；一些常见有益微生物如 Clostridium sensu stricto、Lactobacillus、Prevotella、Alloprevotella、Ruminococcus、Allobaculum、Olsenella 在HFD、HCD两种高卡路里饮食中显著降低；与肥胖呈负相关的微生物（如 Akkermansia ）以及产丁酸微生物（ Faecalibacterium 、 Bifidobacterium ）也表现出降低的趋势；而一些条件致病菌如 Bacteroides、Alistipes、Anaerotruncus  Oscillibacter、Escherichia/Shigella、Acinetobacter 等则显著升高（图3A）。 非加权的PCoA以及距离热图分析显示三组饮食小鼠肠道微生物组成存在显著性差异（图3B、3C）；进一步的线性判别分析显示 Bacteroides、Alistipes 是HCD的关键微生物， Barnesiella、Alloprevotella 是HFD的主要优势微生物，而 Lactobacillus、Prevotella 则是ND组的关键微生物（图2D）。长期HCD饮食中增加的微生物 Escherichia/Shigella、Oscillibacter、Acinetobacter 等在加入了益生菌的HCD与HFD小鼠中开始降低；原先在高能量饮食中增加的微生物 Alistipes、Anaerotruncus、Bacteroides 同样被抗生素中和，原先降低的微生物 Allobaculum、Alloprevotella、Lactobacillus、Clostridium sensu stricto 在益生菌治疗后开始增加。 其他益生菌包括 Bifidobacterium 以及 Lactococcus 同样增加，与肥胖呈负相关的微生物 Akkermansia 在服用益生菌之后不再下降。益生菌抵消了HFD组 Olsenella 的原有下降趋势，甚至导致HCD组 Olsenella 明显增加（图4A）。 上述结果表明 Oscillibacter、Lactobacillus、Escherichia/Shigella、Clostridium sensu stricto 这些微生物更容易受到益生菌的干预。非加权的PCoA分析表明不论HCD还是HFD益生菌干预前后小鼠肠道微生物存在显著差异（图4C），表明益生菌可以逆转由HFD与HCD诱导肠道菌群变化的影响，且HCD诱导的小鼠肠道菌群对益生菌比HFD诱导的更敏感。HCD与ND网络相关性分析显示，HCD与ND具有复杂的微生物群落关系，HCD中丰度下降的 Akkermansia 与同样下降的 Prevotella 有最强的正相关，而与在ND富集的微生物呈负相关，尤其是 Anaerotruncus （图5A）。益生菌干预后，原本的网络结构被打破，形成了以 Bifidobacterium、Lactococcus 多种益生菌为主的强正相关网络（图5C）。同样，HFD组与ND组之间的微生物群落也与丰度变化呈较强的负相关，益生菌干预后，两者之间的正相关有益占主导地位（ Clostridium sensu stricto 与Lactococcus ）（图4B、D）。 1、 高热量饮食通过改变肠道内的微生物群，在一定程度上导致了肥胖； 2、 益生菌可以通过增加有益菌和减少促炎菌来改善高热量饮食引起的肠道菌群失调，尤其是在HCD诱导的肥胖中。 该研究探讨益生菌对HFD与HCD诱导的微生物群失调的影响，为HFD或者HCD引起的肥胖的治疗提供了一定的依据。