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人体肠道微生态 生命早期微生物对健康的意义



(11)、2015年,Dachuan Zhang等研究表明, 肠道菌群通过TLR及MyD88信号通路介导中性粒细 胞的衰老;如果清除肠道菌群会导致循环中的衰老 中性粒细胞显着减少,并增加了炎症相关的器官损 伤


(12)、2014年,Manon DSchulz等在K-ras小 鼠身上证明,高脂饮食可以促进小肠肿瘤发生且与 肥胖无关。 (13)、2014年,Nan Qin等构建了肝硬化患者 肠道菌群基因组,找到了66个代表细菌物种的MGS, 其中28个在患者组中富集,38个在健康组中富集, 并根据各基因标记物定义了肝硬化病人区别指数
5 抗肿瘤作用


双歧杆菌是肠道菌群中的主力军,具有显着的抗癌 作用,能够直接或间接清除致癌物质,使致癌物质 失活: 抑制肠道内腐败菌产生的致癌酶;降低肠道pH值, 促进肠道蠕动,缩短致癌物质与肠道接触时间,促 进致癌物质的排放。


(1)、与减肥后反弹有关:2016年,Christoph A Thaiss等发现给予节食减重的小鼠高脂饮食后,促 进了更快的体重反弹和代谢失常;将此类鼠的菌群 移植到无菌小鼠并给予高脂饮食时,与移植正常菌 群的小鼠相比体重增加更快。 (2)、2016年,Martina Sassone-Crosi等研究 发现有益菌EcN可以分泌具有抗菌活性的蛋白 microcin,该蛋白可以抑制炎症肠道中肠杆菌的扩 增,使炎症程度减轻


(14)、2012年,Junjie Qin等利用宏基因组相 关研究的方法,最终确定了可用于二型糖尿病分类 的23个肠道生物标记物 (15)、2011年,Andrew LKau等利用宏基因组 学和无菌动物,阐释了饮食、营养、肠道菌群和宿 主免疫系统之间的关系,说明肠道菌群与人类健康 息息相关。
16)、在新生儿中, 发现细菌,发酵母 乳中的低聚糖。 仅在婴儿中发现的 双歧杆菌菌株(例 如,长双歧杆菌婴 儿亚种)可以代谢 乳低聚糖。




肠道细菌的种类繁多、数目巨大,占机体微生物总 量的78%。 健康成人肠道内的微生物总量大约1-1.5kg,有 1000多种,肠道微生物的数量是人类细胞数的10 倍,而且编码基因数目超过人体自身基因数目的 100倍,是控制人类健康的“第二基因组”。 人体每天排出粪便干重的1/3由细菌组成,大多数 为肠道细菌。 数量如此庞大的肠道微生物与宿主经过长期协同进 化,已经成为宿主不可分割的一部分,对维持机体 健康平衡发挥着重要作用



2013年12月,“肠道菌群与人体健康关系的研究” 被列入Science杂志报道的十大科学进展,肠道菌 群已经成为近年来研究的最热门领域之一。 肠道微生物作为数量庞大、种类繁多的微小生命体 对人类健康具有重要意义:大量研究表明肠道菌群 与肥胖、糖尿病、肝脏疾病、心脑血管疾病、肠易 激综合征、炎症性肠病、慢性肾病、艾滋病、过敏 性湿疹、消化道癌症、自闭症、抑郁症及老年痴呆 等精神性疾病相关,已经成为一系列代谢性疾病防 控的新方向


(5)、2016年,Kenn Gerdes等研究表明持留菌 (抗生素敏感型细菌转变为生长缓慢或休眠的状态 获得抗生素耐受性)可能利用一种能量依赖型外排 泵蛋白TolC将抗生素泵出,从而在抗生素的处理下 存活率逐渐增加,提示持留菌可能与复发及慢性感 染性疾病有关 (6)、2016年,Andreas JBaumler等发表综述 阐释肠道菌群与致病菌的相互作用:致病菌能利用 来源于菌群的碳和氮,能调节促进自身生长和毒性 的信号。


(7)、2016年,MichaelEisenstein系统阐释了 肠易激综合征中,肠道菌群和大脑的关系 (8)、 2016年,Hilary PBrowne等基于大规模 的全基因组测序、表型分析和计算机模拟,实现目 标表型培养新方法:从健康人肠道分离并纯化培养 137种菌,分属于新的科属种。揭示肠道菌群中 50-60%的属会生成孢子;该方法让肠道菌群表型 分析变成可能,从而打破了肠道菌群很难被培养的 认识

4、 生长、发育和老化


肠道菌群的组成随着年龄的增长而发生变化。健康 婴儿中,双歧杆菌占肠道菌群数量的98%,主要为 婴儿双歧杆菌; 健康成年中,双歧杆菌数量减少,种类也转变为青 春双歧杆菌; 进入老年后,双歧杆菌数量进一步减少,甚至检测 不到,而梭菌、芽孢杆菌类增多,生成硫化氢和吲 哚,肠道腐败过程加快,有害物质被吸收后又加速 老化过程。

2 促消化、营养吸收作用




肠道菌群可以分泌一系列的酶来协助人类消化植物中的 纤维素和半纤维素类多糖,为机体提供能量。 肠道菌群通过发酵作用还能产生短链脂肪酸和多种维生 素供机体利用,如维生素B族、K族、生物素、尼克酸 和叶酸等。 必需氨基酸合成-----肠道菌群具有生物固氮作用,利 用蛋白质残渣合成必需氨基酸,如天冬门氨酸、苯丙氨 酸、缬氨酸和苏氨酸等,并参与糖类和蛋白质的代谢, 同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。 肠道菌群可以促进亚油酸吸收、胆酸脱羟基和脱饱和、 胆固醇向类固醇转化等。


横向来说,上消化道内细菌数量约为102-104 CFU/mL (CFU,Colony-Forming Units,指单位体积中的细菌 群落总数----菌落形成单位);回肠内细菌数量约为1061012 CFU/mL;远端结肠内细菌数量最多,约为 1010-1012 CFU/mL。


人类的肠道菌群按照不同的分类方法可以分成不同 的类别: ①依据自然属性分类。肠道菌群已经鉴定出细菌的 9个门,包括:厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、 放线菌门、疣微球菌门、梭杆菌门、蓝藻菌门、螺 旋体门、VadinBE97门。其中98%的肠道菌可以归 属为前四类,厚壁菌门(64%)、拟杆菌门 (28%)、变形菌门(8%)和放线菌门(3%)。


(3)、2016年,Justin LSonnenburg等发表综 述阐释肠道菌群是饮食影响宿主代谢状态的调节因 子,并通过建立相关因果关系以探索个体化营养等 干预疗法的前景 (4)、2016年,ChristinaTobin Kahrstrom等 发表综述阐释人类健康与肠道菌群的关系,概述基 础生物学的研究进展和临床应用的发展。



主要通过占位性保护、营养竞争和产生抗菌物质来发挥生物屏障作用。 肠道菌群与肠粘膜上皮细胞紧密结合,形成膜菌群,阻碍致病菌与肠 粘膜的接触,起到占位性保护的作用;肠道菌群尤其是共生菌能够竞 争营养供给,与宿主共同消耗营养来源,防止不需要的营养物质过度
产生;肠道菌群还可以产生抑菌物质来抑制有害菌的生长。同时,肠道 微生物不断刺激胃肠粘膜分泌粘液素,以保持肠道的润滑


2011年,日本的学者Makino等证实双歧杆菌长型亚种 能够从母体转移到新生儿肠道。2012年,日本的科学 家Mikami等同样证明新生儿肠道的双歧杆菌来自于母 体。 子宫内是否有细菌仍不确定,需要严格的实验设计确证。 正常分娩的新生儿肠道菌群几乎完全来自于母体,剖宫 产的新生儿肠道内会定植一部分医院环境中的细菌。 新生儿出生2小时后,肠道菌群迅速增殖,4-6个月时 达到成年人的水平。肠道菌群随着人年龄的增长、饮食 结构的丰富,其多样性不断增加。1岁以后肠道菌群的 种类趋于稳定



共生菌是长期寄居在肠道内组成相对稳定的微生物,占 据肠道细菌数量的99%,在进化过程中通过个体适应和 自然选择形成,与宿主相互依存、相互制约,是机体不 可分割的一部分,对机体有益无害。 条件致病菌,顾名思义,是在一定条件下能够导致疾病 的细菌。这类细菌在肠道内比较少,通常由于大量共生 菌的存在,条件致病菌并不容易大量繁殖以致对人体造 成危害,常见的条件致病菌是肠球菌和肠杆菌。 致病菌对人体有害无益,可以诱发疾病。致病菌一般不 常驻在肠道内,从外界摄入后可以在肠道内大量繁殖, 导致疾病的发生。常见的致病菌有沙门菌和致病性大肠 埃希菌等。
山东省妇幼保健院 刘 霞

医学界已经开始认识到人体自身建立一个强大的微 生态屏障非常重要,但这个“细菌器官”的功能现 在还有很多的奥秘需要去探索。 2007年底,美国国立卫生研究院(NIH)宣布将投 入1亿1500万美元正式启动酝酿了两年之久的“人 类微生物组计划”。 经过10年的发展,人类有关微生物组的研究取得了 突破性进展。


3 免疫作用
肠道粘膜淋巴组织是人类重要的免疫细胞群,其所含免疫活性细 胞数量占人体免疫细胞总数的70%左右,与呼吸道、泌尿生殖道 等粘膜下组织中的免疫细胞共同组成粘膜相关淋巴组织(MALT), 主要功能是将外来有害菌的抗原经过处理后,呈递给免疫活性细 胞(T、B细胞),激发免疫应答,其中最重要的保护性应答产物 是分泌性IgA。肠道菌群对宿主免疫系统的发育起到了关键作用, 可刺激机体在肠道形成更多的淋巴组织,并提高免疫球蛋白在血 浆和粘膜中的水平,使免疫系统处于一种适度的活跃状态,对入 侵体内的病原菌保持有效的免疫作用。 无菌动物的淋巴系统、抗体形成等发育不良,体液免疫和细胞免 疫功能都低于普通动物。无菌动物进行肠道菌群移植后,其免疫 系统的发育明显好转。


1、1产前因素 母亲的肠道微生物可以通过血液转移至胎儿,这一 假说已经通过检测羊水和灌胃小鼠粪便中标记的屎 肠球菌得到证实 最近的一项研究也报道了人胎盘中存在少量的细菌, 且已经证明其为非致病菌,与口腔内的微生物群 (主要包括厚壁菌门、柔膜菌门、变形菌门、拟杆 菌和梭杆菌门)非常相似。研究者推测血液流动可 能是将母体口腔内细菌传递给胎儿的途径

③依据对氧气的需求。肠道菌群可以分为专性厌氧 菌、兼性厌氧菌和需氧菌。肠道菌群以厌氧菌居多, 共生菌一般都是专性厌氧菌。

肠道菌群作为机体不可分割的“器官”,对宿主 的生理活动有很大影响,其作用主要表现在以下 几个方面:
1 、生物屏障作用
肠道内壁是人体与外界环境接触面积最大的区域,肠道菌群在肠道中 形成重要的生物屏障,维护肠道生态平衡,抵御外来致病菌的侵害。
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