|
本文由李红霞编译，董小橙、江舜尧编辑。 原创微文，欢迎转载。 导读 人类肠道内驻扎着数千亿计的微生物，约是人体真核细胞的10 倍左右，而其所含有的基因数量是人体基因数量的100 倍以上，被称为“元基因组”。相当于人类后天获得的“器官”，被称为“人体第二基因组”，与人体基因协同完成各种生理代谢过程，对人体的消化、营养、代谢和免疫等都有着至关重要的作用。我们对人类肠道微生物群的理解处于快速发展的初级阶段。本综述讨论了将微生物组学研究转化为有针对性的、对人类宿主有益的调制类研究。 论文ID 原名：TheHuman Gut Microbiome:From Association to Modulation 译名：人体肠道微生物群：从关联到调控 期刊：Cell IF：31.398 发表时间：2018年 第一作者：Jeroen Raes, Peer Bork 作者单位：鲁汶大学 综述结构 综述结构图 综述内容 1 影响人肠道微生物群的因素 不同个体间肠道微生物群的组成存在很大的差异，可分为内因与外因。按经验分为三类：宿主-外在因素（即在某种程度上受宿主生活方式影响的因素，如饮食习惯）、宿主内在因素（例如宿主遗传学）和环境因素（例如，产妇菌株垂直传染给新生儿）。在此，我们将肠道菌群近期研究成果做如下总结。 微生物的状态与宿主所处的环境有关，并且微生物群与环境之间的关系复杂。结肠直肠癌、关节炎等疾病与微生物间的关系，可以很好地解释微生物群与环境间复杂的关系。元组学研究显示，不同疾病间微生物标志物存在重叠，暗示其并非某一疾病的特定标志物。微生物群的形成与其早期分娩方式、喂养方式、抗生素暴露等有关，并进一步影响成年后微生物的结构与某些疾病的发生有一定的关系。 影响微生物的外在因素包括：药物、饮食、生活方式、Body Mass Index （体质指数）、大便性状等。对1200种药物进行体外筛选研究发现，约一半的的抗感染药物与四分之一的靶向制剂可以抑制人体微生物。抗生素、抗精神病药物、质子泵抑制剂、非甾体抗炎药物等药物均可影响肠道菌群。影响微生物的内在因素-宿主基因。对北德人群进行的研究发现，宿主基因对肠道菌群有显著影响，但相对外部的影响较小。肠道菌群还与所处的环境相关，研究表明，同一家庭成员肠道菌群比非家庭成员具有更多的相似性。 图一：定向微生物群调控的途径需要三条连续且相互依赖的调查线 图二：微生物群影响因素与协变量的关系 2 研究肠道菌群的局限性 尽管肠道菌群研究取得了较多的成果，但是，在说明肠道菌群间相互关系、解释肠道菌群功能、揭示肠道菌群因果关系等方面还存在诸多困难。 在技术方面，典型的微生物学研究包括：样品收集处理、DNA提取和处理、生物信息学分析。最近研究表明，不同实验室间相同实验的重复性存在巨大的差异。即使技术上导致的差异可以逐渐改变，但是，寻找疾病与微生物间的生物标志物存在巨大的挑战。目前，元基因组技术研究肠道菌群一般在属水平，难以达到种水平。并且，在研究时，一般采用小鼠模型，从这种模型研究到揭示人体与肠道菌群相互关系还有较长的路。 图三：微生物群的研究进展：从不同的角度研究肠道微生物群 3 肠道菌群的干扰实验 人体肠道微生物处于动态变化当中，要理解肠道微生物的动态变化与肠道菌之间的相互作用，一般通过干预实验进行研究。事实上，干扰实验对于微生物群落生态学（动态）预测模型要比横截面研究提供更多的信息。在这里，我们回顾了干扰研究对于提高我们对肠道微生物群的理解的例子。我们使用干扰的广义定义，包括药物或饮食干预等。饮食对肠道微生物的影响以经过了几百万年的进化。一项研究发现，肥胖患者在能量受限的高蛋白饮食下，基因丰富度在生态系统范围内持续增加。为了了解肠道微生物群的状态，干扰研究需要在人体进行系统研究。 4 肠道菌群的预测与调控 理解肠道菌群的功能，对于靶向调节肠道菌群，达到治疗疾病具有积极的意义。肠道微生物群与疾病之间的联系被发现，人类肠道微生物群将继续作为治疗目标备受关注。在这里，我们回顾了最近在非靶向和靶向微生物调控方面的进展。非靶向调控包括：粪便移植、益生菌服用、饮食调控。 研究微生物学水平上的调制效应的大多都是在属或种的水平上进行的。然而，对于几种益生菌来说，只有特定物种的特定菌株在临床上是有效的，而特定菌株的有效性可能取决于受体的微生物群。的确，一些大肠杆菌菌株是非常有益的益生菌，而另一些菌株是强致病菌。这说明了适当的分类学解决方案对成功的微生物群调制的重要性：精确的干预需要对目标系统有一个精确的理解，即为菌株提供特定的微生物环境。 结 论 本文从影响微生物菌群的因素，目前研究存在技术与方法上的局限性，对肠道菌群的靶向调节等方面进行综述。将近年来研究工作进行很好的总结，对于研究者肠道菌群的研究者是值得学习的总结性的经验。 评 论 本综述讨论了将微生物组学研究转化为有针对性的、对人类宿主有益的调制类研究。 将近年来研究成果进行系统总结，有助于我们更好的理解肠道菌群研究进展与未来研究方向。
|
|
|
