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关注医学前沿科技创新(二)

探寻肠道菌群“新大陆”

2017-11-14 01:30:14 | 来源: | 分享
  □记者 王潇雨
 
  一名成年人肠道内菌群估计超过1万种。肠道菌群是当下健康领域眼下最热门的研究方向之一,肠道微生物组与人体的多种疾病相关联,深刻影响了疾病的治疗和临床研究,以至于出现了肠道微生物组是“第二基因组”、肠道是“第二大脑”的说法。
 
  “肠脑”开启心理、皮肤疾病治疗新方向
 
  “近十几年来,越来越多的研究开始关注肠道菌群对脑功能的影响。以肠道菌群为靶点的益生菌干预可能是今后改善情绪和治疗精神疾病的有效疗法。”长期致力于该领域研究的中国科学院心理健康重点实验室行为生物学研究室研究员金锋介绍,多项研究发现,抑郁症、焦虑症、强迫症以及孤独症的患者,不同程度同时患有消化系统功能性疾病。而肠道微生物能够对某些疾病产生积极的效果,如鼠李乳杆菌减轻强迫症,脆弱拟杆菌缓解孤独症,瑞士乳杆菌治疗焦虑和抑郁症。
 
  肠道长期被误以为仅控制消化和蠕动。事实上,肠道拥有比脊柱或中枢神经系统更多的神经元,肠神经系统通过迷走神经直连头脑,90%的神经纤维负责将信息从肠道传播到脑。肠脑负责递送全身所需95%的五羟色胺和50%的多巴胺。不仅如此,肠道微生物因为与精神心理疾病、皮肤疾病都存在关联,被称为“肠道—大脑—皮肤轴”。
 
  心理和精神疾病人群患皮肤病的比例非常高。金锋团队发现,这些患者的肠道微生物组成与健康人存在明显不同,实施肠道微生物的干预措施后,患者的精神状态和皮肤症状均会随之改善。“肠道微生物、肠道、大脑和皮肤并不各自独立,而是相互密切关联的复合系统。未来皮肤病的治疗趋势是采取多种影响肠—脑—皮轴的干预措施,综合运用饮食、益生菌、药物和心理干预等方式。”
 
  金锋表示,随着肠道神经系统、神经影像学、 肠道菌群和宿主的相互作用及肠道菌群—肠—脑轴的研究不断深入,神经科学、微生物学、心理学、胃肠病学、精神病学、免疫学和药理学等多领域将会有更紧密的合作。而对健康人群来说,开展肠脑训练是保持心理健康的有效手段。如增加户外活动次数,降低过敏发生,广泛接触大自然,接触泥土“捕获”有益菌;饮食方面提倡自然食品和发酵食品,均衡营养,防止偏食,控制减少加工食品食用,注意减少抗生素使用。
 
  瞄准“第二基因组”,多组学探索代谢奥秘
 
  “人体有两个基因组: 一个是从父母遗传来的人基因组,另一个是出生后进入人体肠道共生微生物的基因组,称为‘微生物组’或‘元基因组’。”金锋介绍,在长期的共生中, 人类和肠道菌群在基因水平上形成人类—肠道菌群的基因复合体,使得人类的基因复杂性远超过其他物种。人类肠道内定植的细菌数量超过人体细胞总数的10倍,人体微生物编码的基因是人类基因组的数百倍。
 
  随着宏基因组、16sRNA等高通量检测技术的成熟,运用多组学方法开展的肠道菌群研究已成为国际研究热点。科学家甚至提出:微生物在疾病发展过程中形成一个相对独立的器官系统,肠道菌群的修饰将改善患者预后,这为免疫系统疾病、代谢性疾病的预防、诊断和治疗提供新机遇。
 
  今年10月10日,《自然通讯》发表了由深圳华大生命科学研究院、深圳国家基因库、中国人民解放军总医院何昆仑团队和广东省人民医院钟诗龙团队共同完成的研究。这一研究在国际上首次完成了大规模的动脉粥样硬化患者的肠道微生物调研。“我们发现,冠状动脉粥样硬化患者人群与正常人群的肠道微生物的组成存在差异。”文章第一作者、深圳华大基因研究院宏基因组研究所项目负责人揭著业介绍,研究者构建了仅基于47个肠道微生物的中国动脉粥样硬化患者风险预测模型,其风险评分效能可高达86%。
 
  揭著业介绍,在另一项研究中,来自上海交通大学医学院附属瑞金医院等机构的研究人员首次利用多组学方法研究中国人群肠道菌群与肥胖关系:通过宏基因组关联分析,建立了宏基因组和临床指标的分类与预测模型,完成了中国青年肥胖人群肠道菌群、循环氨基酸和临床表型之间的关系研究。“研究阐明了肥胖病的可能起因和发展的分子机制,为肥胖疾病提供了全新治疗思路,具有重要的临床意义。”揭著业说。该研究已在今年6月在线发表于《自然材料》杂志上。
 
  广袤“大陆”待探寻,应维护生物自体原有平衡
 
  中国科协主编的《2014~2015学科发展报告》指出,未来5年,肠道微生物组的变化对身体其他部位微生物种群的影响机制,将是一个亟待深入研究的领域。
 
  “肠道菌群与能量贮存与代谢、 肠道旁分泌与内分泌均息息相关,肠道菌群通过其基因、中间产物和代谢活力等影响着人体的代谢、活动、体重、免疫等多方面,从而对健康和疾病产生双向影响。”南京军区南京总医院内分泌科主任邵加庆把肠道菌群比作一片广袤的新大陆,“肠道菌群正在成为代谢性疾病防控的新方向,但目前对它的认识还远远不够。未来针对肠道菌群的研究和调控干预必将成为包括肥胖与糖尿病在内的许多代谢性疾病治疗的新手段。”
 
  对此,揭著业也表示,近年来运用多组学方法预测肥胖进程和评估干预效能已成为国际研究热点,但我国此类研究匮乏,仍需加强。
 
  2007年,美国国立卫生研究院启动了“人类微生物组计划”,意在帮助人类在健康评估与监测,尤其在慢性病的早期诊断与治疗等方面有新的突破。
 
  金锋说,我国应减少抗生素滥用,维护生物自体原有的平衡。加强肠道菌群在疾病预防方面的研究,促进肠道微生物和环境微生物的应用,这对降低公共医疗事业费用有着不可估量的价值。

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