肠道菌群多重要,也是“一人一宇宙”
文丨饭范
2016年10月,美国顶尖的医疗机构克利夫兰医学中心(Cleveland Clinic)公布了“2017年十大医疗科技创新”的榜单,基于人体微生物组的预防、诊断和治疗,出现在榜单第一位。
为什么“微生物组”是第一?
数以亿计的细菌群落寄住在人体内,当然就算是细菌,“房子”也不是白住的,也是“租客”。其中超过90%的微生物生活在肠道里,被称为“肠道菌群”,它们与健康相辅相成,同样也众多疾病的发生发展息息相关。
肠道菌群是“一人一宇宙”的既视感
自人类出生伊始,微生物便开始在人体肠道里定居了。我们日常吃的食物、吸的空气都存在大量微生物,此外,皮肤、口腔、肠道等诸多部位都存在大量的微生物,人体正常菌群种类1000余种,因此人体是一个含有微生物的超级生命体,像一个完整的生态系统,“一人一宇宙”的既视感。人体周围也都弥散着菌群,意思就是你还没有碰到别人的身体时,你们的菌群已经相遇了。当你碰到别人的身体时,菌群已经融合了。
科学家们发现,肠道微生物与人体多种疾病息息相关:大肠杆菌---是人类细菌性痢疾最为常见的病原菌;乳酸菌、瑞士乳杆菌---是减轻压力和焦虑的“正能量使者”;甲烷短杆菌---是人体内大部分甲烷产生的“始作俑者”;双歧杆菌---是缓解多种肠道疾病的“得力能手”。
大量研究表明:消化道类疾病,如结肠炎、结肠癌;代谢类疾病,如肥胖和II型糖尿病;免疫性疾病,如类风湿关节炎;以及一些精神疾病,如抑郁症、焦虑症等。这些慢性病的发生发展都和肠道菌群关系密切。
“肠道菌群检测”在精准医学中如何发挥作用
2015年1月20日,美国前总统奥巴马在国情咨文演讲中启动精准医疗计划。同年2月,国家有关领导批示科技部和国家卫生计生委,要求成立中国精准医疗战略专家组,开启了中国的精准医疗计划。
基因检测是精准医疗的基础,主要针对的是基因组上的疾病易感基因检测。近年来,对人体微生物组的研究发现,人体内环境也反映了人体健康状况,特别是对于一些慢性疾病,可以采取一种彻底的无创检测手段——粪便检测。
肠道菌群被称为人类的“第二基因组”,肠道菌群检测内容包含菌型类别,菌群物种多样性,功能菌含量分析,疾病风险检测,营养物质代谢与吸收检测。
肠道菌群检测 (来源:知光优选)肠道菌群与减肥
2013年,《Nature》有两篇关于肠道微生物与肥胖的研究成果。研究发现,肠道菌群数量及多样性越少的人,比其他人肥胖,且表现出消化道和整个身体的轻度炎症,增加2型糖尿病和心血管事件的风险。另一研究结果表明,加大高纤维食物(如水果和蔬菜)的摄入能够促进细菌丰富程度增加,可改善一些与肥胖相关的临床症状。
上海交通大学的微生物学家赵立平教授发现,一种叫做“阴沟肠杆菌”的肠道细菌,大量地存在于病态肥胖人类志愿者的肠道之中,可能是造成肥胖的元凶之一。2017年,《Nature Medicine》发布研究,发现多形拟杆菌(一种可发酵谷氨酸盐的共生细菌)在肥胖者体内少,而这种细菌与脂肪代谢相关。另《cell》杂志上的一项研究指出,被命为“Christensenellaceae”的肠道益生菌家族在瘦人肠道丰度高于肥胖人群,接受这类细菌移植的小鼠不容易长胖。
肠道菌群与肝硬化
肝硬化患者:粪便微生物中拟杆菌水平降低,而变形菌、梭菌属水平增高;自生菌种偏少,如 Blautia、氏菌属、Fecalibacterium、Dorea;乙状结肠黏膜的微生物也与正常人群明显不同,如罗氏菌减少,而肠球菌、韦荣球菌、巨型球菌和伯克霍尔德菌增加。
肠道菌群与癌
内源细菌--- 肠道菌群(gut microbiota)在肿瘤发生发展及治疗中的作用是近年来肿瘤研究的一个热点领域。研究发现,健康的肠道微生物群不仅不是致癌因素,反而是抗癌因素,肠道菌群有益于肿瘤治疗,在肿瘤本身或其并发症的治疗中发挥重要作用。
肠道菌群与疾病监测
近年来,各项研究明确提出,通过肠道微生物进行一些疾病监测,如肝硬化、II型糖尿病(T2D)、结直肠腺瘤及结直肠癌、类风湿性关节炎(RA)、肥胖病、强直性脊柱炎(AS)是可行的。
肠道菌群与疾病治疗
简而言之,这些研究首先以菌群为基础进行诊断,之后根据菌群,选择个性化治疗方案,并利用益生菌、益生元及药物等,针对靶向菌群进行调节。
微生物治疗--- 主要是应用以人体微生物组为靶点的药物;微生物组检测--- 主要是检测基因、血液、唾液及肠道微生物组等指标,给予客户作息、食谱及运动等建议;菌群移植(粪菌疗法)--- 主要是收集一些健康人的粪便,经过处理之后提供给医院等有相关需要的机构。
肠道菌群在机体免疫系统中也扮演重要角色,在肿瘤治疗中发挥重要作用。粪菌疗法(fecal microbiota therapy)也由此应运而生,就是将健康液化的粪便从一个人移植到另一个人的肠道中,从而使健康的菌群在受体肠道中重新定植。粪菌移植,目前已经用于治疗严重的感染性疾病,如难辨梭状芽胞杆菌感染等,与标准抗生素疗法20%的有效率相比,粪菌移植的疗效可以达到85%-90%,粪菌移植展现出绝对优势。
此外,粪菌移植目前也在试用于其它情形,如肥胖、糖尿病、肠易激综合征等。鉴于肠道菌群在肿瘤发生发展及治疗中的重要作用,我们有理由相信:不久的将来,粪菌移植将会被用于肿瘤治疗,从而产生一个崭新的肿瘤治疗方法----肿瘤粪菌疗法。
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最前沿的基因组学+肠道菌群多样性检测,已应用于疾病诊断、健康管理及精准医学等领域了。在美国和欧洲,很多创业型公司已经开始如火如荼地开展了,有产品、有市场、有融资、有上市。