肠道微生态与人类健康：微生物群在疾病中的关键作用

作者及机构
本文由Dihuan Lu（广东医科大学海洋医药研究院）、Yongmei Huang（广东医科大学）、Ying Kong（江汉大学湖北省第三人民医院）、Tao Tao（淄博市中心医院）及Xiao Zhu（广东医科大学/南方海洋科学与工程广东省实验室）共同完成，发表于2020年9月的《Biomedicine & Pharmacotherapy》期刊（Volume 131, 110784）。

主题概述
这篇综述系统探讨了肠道微生态（gut microecology）与人类健康的关系，重点阐述了肠道微生物群（gut microbiota）在消化系统、神经系统、心血管系统、内分泌代谢系统、免疫系统等多类疾病中的作用机制，并提出了基于微生物调控的治疗策略。文章强调，肠道微生物通过代谢产物（如短链脂肪酸、胆汁酸、吲哚衍生物）和免疫调节途径影响宿主生理功能，其失衡与炎症性肠病、帕金森病、高血压、癌症等疾病密切相关。

主要观点与论据

1. 肠道微生态与消化系统疾病

核心机制：肠道微生物的结构和功能变化通过代谢产物直接或间接影响消化系统健康。
- 炎症性肠病（IBD）：Franzosa等通过宏基因组和代谢组学分析发现，IBD患者肠道中Roseburia hominis等有益菌减少，而Escherichia coli和Clostridium clostridioforme等致病菌富集，伴随2729种代谢物差异（如短链脂肪酸减少）。
- 结肠炎：Zhu等研究表明，钨酸盐可通过抑制大肠杆菌减轻结肠炎；粪便微生物移植（FMT）中，Eubacterium hallii和Roseburia inulivorans的富集与症状缓解相关。
- 肝脂肪变性：Hoyles等发现，肥胖患者肠道微生物基因丰度降低与脂代谢异常相关，微生物移植实验证实其直接促发病理。

支持数据：表1总结了不同疾病中特异性菌群的变化，如IBD患者中Bifidobacterium breve的减少与炎症加剧相关。

2. 肠道微生态与癌症

作用途径：微生物通过代谢产物、免疫调节和基因突变参与肿瘤发生。
- 上皮肿瘤：Routy等发现，Akkermansia muciniphila的缺失导致PD-1免疫治疗耐药，补充该菌可增强淋巴细胞浸润。
- 肝癌：Ma等证明，胆汁酸通过CXCL16招募自然杀伤T细胞（NKT）抑制肿瘤，抗生素清除菌群后NKT活性增强。
- 结直肠癌：Dejea等鉴定出Escherichia coli和Bacteroides fragilis形成的生物膜通过IL-17促进DNA损伤，加速肿瘤发生。

临床意义：微生物群可作为癌症预后标志物（如胰腺癌中Pseudoxanthomonas富集者生存期更长）。

3. 肠道微生态与神经系统疾病

肠-脑轴机制：微生物通过迷走神经、免疫和神经内分泌途径影响神经功能。
- 帕金森病：Perez-Pardo等发现患者肠道屏障受损，TLR4和CD3+ T细胞增多，短链脂肪酸减少，提示菌群失调诱发神经炎症。
- 多发性硬化（MS）：实验性自身免疫性脑炎模型中，肠道来源的IgA+浆细胞迁移至中枢神经系统抑制炎症。
- 抑郁症：Valles-Colomer的队列研究显示，Coprococcus菌与生活质量评分正相关，Butyricicoccus与抗抑郁疗效相关。

实验证据：酮饮食通过富集Akkermansia和Parabacteroides发挥抗癫痫作用（Olson等）。

4. 肠道微生态与代谢及免疫疾病

• 糖尿病：Koh等发现肥胖患者血液中咪唑丙酸（imidazole propionate）升高，抑制胰岛素信号通路。
  
• 自身免疫病：Manfredo等证实，Enterococcus faecalis易位可诱导自身抗体，导致小鼠死亡；抗生素干预后症状缓解。
  
• 过敏：Feehley等通过婴儿粪便移植实验，鉴定出Anaerostipes caccae具有抗食物过敏作用。
  

研究价值与意义

1. 科学价值：系统性揭示了肠道微生物群作为“第二基因组”在疾病中的多维度调控机制，为疾病分型提供新标志物（如特定菌种或代谢物）。
   
2. 应用前景：
   
   • 治疗策略：FMT、益生菌（如Akkermansia）、代谢物补充（如胆汁酸）等靶向干预手段。
     
   • 个性化医疗：基于微生物谱的癌症免疫治疗响应预测（如黑色素瘤中Faecalibacterium富集者疗效更佳）。
     
3. 未来方向：需进一步明确菌群-宿主互作的具体通路，优化微生物调控技术的安全性和精准性。
   

亮点总结
- 多系统关联：首次整合肠道微生物群对全身各系统的跨学科影响。
- 转化医学：提出“微生物-代谢物-免疫”三联疗法，如肝癌中胆汁酸与NKT细胞的协同抗肿瘤机制。
- 技术创新：结合宏基因组学、代谢组学和免疫分析，建立微生物-疾病因果链。

（注：全文引用超40篇关键文献，涵盖临床队列、动物模型和分子机制研究。）