盘点：近期肠道菌群相关研究一览
2016-11-10 MedSci MedSci原创
近年来，肠道菌群已成为科研界最为为火爆的研究领域之一，随着研究深入，肠道微生物，也就是我们通常所说的“肠道菌群”，其在机体中的数量超过人体自身细胞的10倍以上，肠道菌群对营养物质代谢、人体自身发育、免疫及疾病的发生等都非常重要。如今肠道菌群和肿瘤免疫疗法、CRISPR基因编辑技术，已然比肩成为生命科学研究的最热点。 本文梅斯医学小编为您汇总近期肠道菌群相关研究进展。【1】JEM：肠道菌群或可帮
近年来，肠道菌群已成为科研界最为为火爆的研究领域之一，随着研究深入，肠道微生物，也就是我们通常所说的“肠道菌群”，其在机体中的数量超过人体自身细胞的10倍以上，肠道菌群对营养物质代谢、人体自身发育、免疫及疾病的发生等都非常重要。如今肠道菌群和肿瘤免疫疗法、CRISPR基因编辑技术，已然比肩成为生命科学研究的最热点。 本文梅斯医学小编为您汇总近期肠道菌群相关研究进展。
【1】JEM：肠道菌群或可帮助患者恢复脊髓损伤
日前，来自俄亥俄州立大学的研究人员通过研究发现，脊髓损伤能够改变肠道细菌的类型，而且细菌类型的改变还会加剧个体神经性损伤和损伤修复的程度，相关研究刊登于国际杂志The Journal of Experimental Medicine上，研究者指出，利用益生菌中和这些改变或许能够帮助患者从脊髓损伤中恢复过来。
创伤性脊髓损伤往往会引发继发效应或者合并症的发生，包括大便失禁等，而这很有可能引发肠道菌群生态失调，研究者认为，如果肠道微生物组发生了任何改变，其也就会影响患者脊髓损伤后的复原；脊髓损伤能够明显改善小鼠的肠道微生物组，诱导肠道细菌迁移到机体其它组织中去，同时还会激活和肠道相关的促炎性免疫细胞发挥作用。
当前的研究结果阐明了肠道中枢神经系统—免疫轴线在调节机体脊髓损伤后修复过程中所扮演的关键角色，研究者表示，后期他们将通过更为深入的研究来探索肠道菌群修复几岁损伤更多新型的分子机制，也为开发治疗脊髓损伤的新型疗法提供新的思路和希望。（文章详见--JEM：肠道菌群或可帮助患者恢复脊髓损伤）
【2】Cell：新研究阐述人类肠道菌群与免疫应答关系
由美国麻省总医院、MIT布罗德研究所、哈佛大学和荷兰两个医学中心德研究人员进行的一项关于阐述健康人体内肠道菌群差异如何影响免疫应答的最新研究发表在国际学术期刊Cell上。同期发表的还有另外两篇关于基因和环境如何影响免疫应答的研究。这些研究是人类功能基因组学计划（HFGP）的一部分。
在这项关于肠道菌群与免疫应答关系的研究中，研究人员分析了500名健康参与者的血液和粪便样本，希望找到对病原体免疫应答的个体差异，肠道菌群的差异以及这两个因素之间如何产生相互影响。来自每个参与者的免疫细胞都暴露于三种细菌刺激物——共生细菌B.fragilis，常见病原体S.aureus和E.coli产生的一种毒性物质——还有两种念珠菌属真菌。它们的应答情况通过细胞因子的产生情况得到反映。通过研究参与者的免疫应答与微生物群体之间的可能关系，研究人员发现了微生物群体及其功能与免疫应答之间相互作用的清晰模式。其中一些相互作用依赖于特定病原体，也有一些依赖于细胞因子，还有的相互作用同时依赖于两者。
他们研究了色氨酸降解产生的代谢物色醇如何抑制细胞因子TNF-a的产生，他们还发现了棕榈酸对细胞因子IFN-γ的合成有何影响，但其中的精确机制还有待发现。
哈佛大学医学院教授Xavier这样说道：“虽然我们还不知道肠道菌群与免疫应答关系中的所有参与成分，但是研究已经表明肠道菌群的差异会改变代谢物的产生，而代谢物的变化会进一步引导或影响免疫细胞导致免疫细胞在暴露于不同感染的时候产生不同的结果。”（文章详见--Cell：新研究阐述人类肠道菌群与免疫应答关系）
【3】Molecular Metabolism：减少睡眠会改变与损害人体代谢健康相关的肠道菌群的数量
肠道菌群的组成及多样性的变化与人体的多个疾病有关，如肥胖和2型糖尿病。而这些疾病也与慢性失眠有关。然而，目前尚不清楚慢性失眠是否会改变人类的肠道微生物。
研究共纳入了9名正常体重的男性，探究与正常睡眠相比（约8个小时的睡眠），限制睡眠至每晚四小时，连续两天，是否会改变人类的肠道菌群。
结果，研究并未能表明肠道菌群的多样性会因睡眠的限制而改变。这或与研究时间较短和样本量较小有关。但是在细菌群体更具体的分析中，研究人员确实发现了菌群的变化，如肥胖者与正常体重者相比，正如其他研究所示一样，如硬壁菌门到拟杆菌门的变化。需要更大样本量的研究更长时间的探究临床睡眠干预如何改变肠道微生物介导不良的健康结局，如体重增加和胰岛素抵抗。
此外，研究人员还发现，20%以上的参与者慢性失眠后对胰岛素不太敏感。而这种胰岛素敏感性降低与参与者失眠后肠道菌群的改变无关。这表明，微生物的改变，至少在短期内，不大可能会降低人类胰岛素敏感性。
最后，研究人员总结道，肠道菌群非常丰富，但是其功能远未完全了解。希望未来的研究能够确定肠道菌群的组成和功能如何在个人层面上影响机体代谢、认知及失眠。（文章详见--Molecular Metabolism：减少睡眠会改变与损害人体代谢健康相关的肠道菌群的数量）
【4】强大的肠道菌群！竟然影响黑色素瘤病人对免疫治疗药物的应答
在利物浦举办的国家癌症研究所（NCRI）癌症会议上，德克萨斯大学安德森癌症中心的科学家介绍了他们的一项最新发现：对于癌细胞已经扩散的恶性黑色素瘤病人来说，如果他们的肠道细菌多样性更加丰富，他们对免疫治疗产生应答的可能性会更大。
参与该研究的科学家们共分析了超过200张嘴和100份肠道菌群样本，这些样本都来自晚期黑色素瘤患者。他们发现对免疫治疗产生应答的癌症病人其肠道中的细菌多样性也更加丰富，他们还发现了在应答者和不应答者之间存在显著差异的细菌类型。病人的口腔细菌类型并没有差异。
在小鼠上进行的一些早期研究已经发现改变肠道细菌可以提高对免疫治疗的应答情况，但这是首次在病人体内研究这两者之间的关联。
这项研究表明在进行免疫治疗之前通过给予抗生素，益生菌或者粪便移植改变肠道菌群能够增加免疫治疗药物的效果，这些新药目前已经用于治疗几种不同类型的癌症。但是这还需要进行更进一步的临床试验验证。（文章详见--强大的肠道菌群！竟然影响黑色素瘤病人对免疫治疗药物的应答）
【5】肠道菌群真能控制我们的情绪吗？
如果让外星人来对人类进行检查，他们可能会认为人类就是用来喂养微生物并且能够带着微生物四处走动，如奴隶一般的有机体。我们体内细菌的数量是细胞总数的十倍还多，据估计所有细菌的DNA加起来包含330万个不同的基因，这一数目是人类基因总数的大约160倍。我们小肠中大约寄居了1千克的细菌来帮助我们进行食物消化和代谢，产生维生素以及保护机体避免感染发生。
上面是一些教科书上的知识，最近大量研究又揭示了人体内这些“小伙伴”令人意想不到的新功能。有证据表明肠道细菌能够保护我们不受或者让我们更容易受到病原体的影响，这些病原体可能参与炎症，糖尿病以及肥胖等疾病的发生。大量数据还表明，肠道细菌甚至可以影响我们的情绪和行为。
微生物研究目前是一个非常火热的研究领域。五月份美国政府启动了一项国家微生物组计划，总预算大约5亿美元，而欧盟也资助了超过300个与微生物组有关的研究项目。来自西班牙国家研究委员会农业化学和食品技术研究所的Yolanda Sanz在欧盟微生物研究领域最大的共同体MyNewGut中负责协调工作，该共同体由15个国家的30个合作伙伴组成。外国网络媒体youris.com采访了Sanz，询问了一些关于研究前景以及微生物组与大脑联系的一些有趣问题。（文章详见--肠道菌群真能控制我们的情绪吗？）
【6】细菌原本就不是外人：从肠道菌群到人体菌群
细菌感染性疾病曾经是导致人类死亡的主要疾病，也一直是医学关注的主要领域，但是人类发现了抗生素让感染性疾病逐渐变得没有那么恶劣，人类健康问题逐渐让位给代谢性相关的慢性疾病。随着抗生素被滥用，耐药细菌逐渐再次威胁人类健康。这个阶段，医学生物学更重要的哲学转换是逐渐认识到细菌对人体健康的重要贡献。甚至有临床开展补充正常菌群的非常恶心的治疗方法。正常菌群的概念现在已经深入人心。现在到了对这个概念进行更新的时候了，因为越来越多的证据表明，人体内本来认为没有细菌的区域，其实充满着细菌。人体和动物体就好像是一个细菌混合体，这些细菌也许是维持健康所必需。
其实我们应该更大胆地认识这个问题，早就有学者发现，孕妇的胎盘内存在相当数量的细菌，我们认为这些细菌是不正常的细菌，因为这里应该属于无菌区域。更早的研究证明，本来认为不可能存在细菌的胃内存在幽门螺旋杆菌，当然至今仍然认为是导致胃炎和胃溃疡的致病菌。最近的研究再次发现，血液中也大量存在细菌。
按照过去的逻辑，血液中出现细菌就属于菌血症，或者发生了血液感染。可是现在的发现并不是发生感染，而没有任何感染迹象。发现者对此解释是细菌处于休眠状态，只有在铁存在的条件下才会被激活。这些细菌激活后可以释放内毒素，并导致一些慢性炎症相关疾病。这似乎是符合逻辑的解释。但是按照科学哲学的观点，一个范式逐渐出现一些意外或不能预测的证据，科学家为维护过去的理论，习惯于对这些理论附加一些条件，以让理论与证据更好地匹配，当这些意外结果积累到一定程度，会被更为先进的研究范式取代，就产生了科学革命。（文章详见--细菌原本就不是外人：从肠道菌群到人体菌群）
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