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本文由李紅霞編譯，董小橙、江舜堯編輯。 原創(chuàng)微文，歡迎轉(zhuǎn)載。 導(dǎo)讀 人類腸道內(nèi)駐扎著數(shù)千億計的微生物，約是人體真核細胞的10 倍左右，而其所含有的基因數(shù)量是人體基因數(shù)量的100 倍以上，被稱為“元基因組”。相當于人類后天獲得的“器官”，被稱為“人體第二基因組”，與人體基因協(xié)同完成各種生理代謝過程，對人體的消化、營養(yǎng)、代謝和免疫等都有著至關(guān)重要的作用。我們對人類腸道微生物群的理解處于快速發(fā)展的初級階段。本綜述討論了將微生物組學(xué)研究轉(zhuǎn)化為有針對性的、對人類宿主有益的調(diào)制類研究。 論文ID 原名：TheHuman Gut Microbiome:From Association to Modulation 譯名：人體腸道微生物群：從關(guān)聯(lián)到調(diào)控 期刊：Cell IF：31.398 發(fā)表時間：2018年 第一作者：Jeroen Raes, Peer Bork 作者單位：魯汶大學(xué) 綜述結(jié)構(gòu) 綜述結(jié)構(gòu)圖 綜述內(nèi)容 1 影響人腸道微生物群的因素 不同個體間腸道微生物群的組成存在很大的差異，可分為內(nèi)因與外因。按經(jīng)驗分為三類：宿主-外在因素（即在某種程度上受宿主生活方式影響的因素，如飲食習(xí)慣）、宿主內(nèi)在因素（例如宿主遺傳學(xué)）和環(huán)境因素（例如，產(chǎn)婦菌株垂直傳染給新生兒）。在此，我們將腸道菌群近期研究成果做如下總結(jié)。 微生物的狀態(tài)與宿主所處的環(huán)境有關(guān)，并且微生物群與環(huán)境之間的關(guān)系復(fù)雜。結(jié)腸直腸癌、關(guān)節(jié)炎等疾病與微生物間的關(guān)系，可以很好地解釋微生物群與環(huán)境間復(fù)雜的關(guān)系。元組學(xué)研究顯示，不同疾病間微生物標志物存在重疊，暗示其并非某一疾病的特定標志物。微生物群的形成與其早期分娩方式、喂養(yǎng)方式、抗生素暴露等有關(guān)，并進一步影響成年后微生物的結(jié)構(gòu)與某些疾病的發(fā)生有一定的關(guān)系。 影響微生物的外在因素包括：藥物、飲食、生活方式、Body Mass Index （體質(zhì)指數(shù)）、大便性狀等。對1200種藥物進行體外篩選研究發(fā)現(xiàn)，約一半的的抗感染藥物與四分之一的靶向制劑可以抑制人體微生物?？股?、抗精神病藥物、質(zhì)子泵抑制劑、非甾體抗炎藥物等藥物均可影響腸道菌群。影響微生物的內(nèi)在因素-宿主基因。對北德人群進行的研究發(fā)現(xiàn)，宿主基因?qū)δc道菌群有顯著影響，但相對外部的影響較小。腸道菌群還與所處的環(huán)境相關(guān)，研究表明，同一家庭成員腸道菌群比非家庭成員具有更多的相似性。 圖一：定向微生物群調(diào)控的途徑需要三條連續(xù)且相互依賴的調(diào)查線 圖二：微生物群影響因素與協(xié)變量的關(guān)系 2 研究腸道菌群的局限性 盡管腸道菌群研究取得了較多的成果，但是，在說明腸道菌群間相互關(guān)系、解釋腸道菌群功能、揭示腸道菌群因果關(guān)系等方面還存在諸多困難。 在技術(shù)方面，典型的微生物學(xué)研究包括：樣品收集處理、DNA提取和處理、生物信息學(xué)分析。最近研究表明，不同實驗室間相同實驗的重復(fù)性存在巨大的差異。即使技術(shù)上導(dǎo)致的差異可以逐漸改變，但是，尋找疾病與微生物間的生物標志物存在巨大的挑戰(zhàn)。目前，元基因組技術(shù)研究腸道菌群一般在屬水平，難以達到種水平。并且，在研究時，一般采用小鼠模型，從這種模型研究到揭示人體與腸道菌群相互關(guān)系還有較長的路。 圖三：微生物群的研究進展：從不同的角度研究腸道微生物群 3 腸道菌群的干擾實驗 人體腸道微生物處于動態(tài)變化當中，要理解腸道微生物的動態(tài)變化與腸道菌之間的相互作用，一般通過干預(yù)實驗進行研究。事實上，干擾實驗對于微生物群落生態(tài)學(xué)（動態(tài)）預(yù)測模型要比橫截面研究提供更多的信息。在這里，我們回顧了干擾研究對于提高我們對腸道微生物群的理解的例子。我們使用干擾的廣義定義，包括藥物或飲食干預(yù)等。飲食對腸道微生物的影響以經(jīng)過了幾百萬年的進化。一項研究發(fā)現(xiàn)，肥胖患者在能量受限的高蛋白飲食下，基因豐富度在生態(tài)系統(tǒng)范圍內(nèi)持續(xù)增加。為了了解腸道微生物群的狀態(tài)，干擾研究需要在人體進行系統(tǒng)研究。 4 腸道菌群的預(yù)測與調(diào)控 理解腸道菌群的功能，對于靶向調(diào)節(jié)腸道菌群，達到治療疾病具有積極的意義。腸道微生物群與疾病之間的聯(lián)系被發(fā)現(xiàn)，人類腸道微生物群將繼續(xù)作為治療目標備受關(guān)注。在這里，我們回顧了最近在非靶向和靶向微生物調(diào)控方面的進展。非靶向調(diào)控包括：糞便移植、益生菌服用、飲食調(diào)控。 研究微生物學(xué)水平上的調(diào)制效應(yīng)的大多都是在屬或種的水平上進行的。然而，對于幾種益生菌來說，只有特定物種的特定菌株在臨床上是有效的，而特定菌株的有效性可能取決于受體的微生物群。的確，一些大腸桿菌菌株是非常有益的益生菌，而另一些菌株是強致病菌。這說明了適當?shù)姆诸悓W(xué)解決方案對成功的微生物群調(diào)制的重要性：精確的干預(yù)需要對目標系統(tǒng)有一個精確的理解，即為菌株提供特定的微生物環(huán)境。 結(jié) 論 本文從影響微生物菌群的因素，目前研究存在技術(shù)與方法上的局限性，對腸道菌群的靶向調(diào)節(jié)等方面進行綜述。將近年來研究工作進行很好的總結(jié)，對于研究者腸道菌群的研究者是值得學(xué)習(xí)的總結(jié)性的經(jīng)驗。 評 論 本綜述討論了將微生物組學(xué)研究轉(zhuǎn)化為有針對性的、對人類宿主有益的調(diào)制類研究。 將近年來研究成果進行系統(tǒng)總結(jié)，有助于我們更好的理解腸道菌群研究進展與未來研究方向。
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