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随着经济发展和生活水平的提高，肥胖已成为全球范围内严重的公共健康问题。目前，通过饮食、运动、药物和手术等传统方法已经显示出不同程度的治疗效果，但持续的作用有限，迫切需要具有长期疗效的新方法。近年来由于测序、生物信息学和生物实验的革命性进展，人们对微生物与能量代谢关系进行了深入研究，该领域也体现出了持续体重管理的机遇，是微生物组靶向医学治疗中的一个大有前途的新前沿。 《NATURE REVIEWS MICROBIOLOGY》（IF=78.29）于2023年5月3日在线发表一篇题为“Roles of the gut microbiome in weight management”的最新综述，向我们概述了肠道微生物群在能量代谢中的作用，回顾了肠道微生物群和现有的体重管理方法之间的双向影响，并评估了在开发针对能量平衡的以微生物群为导向的治疗方法中所面临的机遇和挑战，为患者的体重管理提供了全新的选择。
肥胖治疗的背景 我们已经知道我国乃至全球肥胖的发生发展形势极为严峻。目前常见的超重和肥胖的治疗方法主要是通过生活方式干预，降低热量摄入和增加身体活动来保持能量平衡。另外，对于符合适应证的部分肥胖患者也可通过药物或手术方法进行治疗。但以上这种干预方法通常是可以在短期内可获得成功，大多数超重的人能够在6个月的时间里减掉初始体重的5%。然而由于急性短期的负能量平衡降低了基础代谢率和体内对于新陈代谢的适应性，很容易出现体重的反弹。微生物群对于体内能量代谢平衡的动态作用为持续减重提供了可能。 肠道微生物组与体重管理方法的关系 多项研究已经阐明了肠道微生物群对人类生理的关键影响，包括能量平衡。肠道微生物群与现有的体重管理治疗方法关系密切，重要的是，肠道微生物群的变化可以调节干预措施的效果，这表明对肠道微生物群的合理操纵可以促进体重管理。如图1所示，常见的体重调节干预措施（蓝色），如饮食、运动、药物和手术会影响肠道微生物的结构和功能，而肠道微生物组的这些变化又会影响干预的效果，这体现出了两者的双向关系。肠道微生物对体重管理的贡献是新型的以微生物导向疗法（绿色）为目标，包括为支持有益微生物的移植或生长而设计的食品、减重后的自体粪便微生物群移植和下一代益生菌的研发。
图1. 肠道微生物群与生活方式和临床治疗方法之间的相互影响 肠道微生物对宿主能量状态的影响机制 急性炎症是对组织损伤的一种反应，而以异常细胞因子产生和持续炎症信号为特征的慢性低度炎症主要是由代谢过剩引起的，目前被认为是代谢综合征的典型表现之一。更为重要的是，越来越多的研究证实肥胖本身就是一种慢性炎症状态。肠道微生物群在调节低度炎症方面起着关键作用。尽管炎症和能量代谢之间的机制关系仍不完全了解，但许多细菌类群已被报道可以通过调节炎症对维持肠道屏障的完整性和减重发挥有益作用。例如黏液降解细菌阿克曼菌已被证明可促进黏液屏障厚度的增加和减少脂多糖进入循环的易位，有助于减少高脂肪饮食诱导的肥胖、脂肪组织炎症和胰岛素抵抗。 最新的研究证据认为，肠道微生物组主要通过早期影响塑造代谢和免疫生理学，在生命过程中对饥饿和饱腹感、饮食能量收获、胆汁酸代谢、可用能量的储存与产热分配的动态影响以及调节能量代谢和低度炎症之间的相互作用等机制，对宿主的能量代谢以及平衡的维持做出贡献（图2）。
图2. 肠道微生物影响人体能量状态的机制 面临的挑战 目前对于肠道微生物组对能量代谢的影响方面在动物模型中（特别是小鼠）取得了关键进展，但这些动物模型在解剖学、生理学、行为学以及微生物组结构和功能等几个方面与人类仍存在较大的不同。因此，要实现肠道微生物组在改善代谢功能障碍方面的治疗目标，需要大量的临床转化研究。 与动物模型相比，临床研究面临更多的挑战，包括人类肠道微生物组的高度个体差异和纵向弹性，低程度的生态控制促使肠道微生物组围绕这些长期特征的日常变化，以及发育可塑性在延长人类寿命中的影响，导致宿主表型和贡献微生物特征之间更大的时间脱节。合成微生物群落，使动物宿主能够更贴切地复制能量代谢中人类与微生物群的相互作用，这对于缩小转化差距至关重要。用猪等大型动物的非生物研究来补充小鼠研究也将是有益的，因为猪在生活史、生理学和微生物组方面更接近于人类。体内方法，特别是那些涉及到旨在模拟人类肠道生理条件的生物反应器，以及体外方法，如从诱导多能干细胞或活体组织中提取的器官是重要的补充工具，具有更大的可控制性和可重复性。 展望 肥胖对公共健康的影响巨大，合理调控微生物组可以提高现有体重管理的持续疗效并衍生出新的治疗方法，以微生物为导向的体重管理具有重大的发展前景。但要实现这一目标，必须克服一些基本的挑战，包括解决肠道微生物组的生态敏感性、个体间的变异性、发育可塑性和肠道微生物组对人类生理多态性的影响，这也是科学家们未来需要重点攻克的方向。 文献来源：DOI：10.1038/s41579-023-00888-0 |
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