功能性食品论文-益生菌调节肠道菌群的研究现状

天津科技大学

《功能性食品学》研究生课程论文益生菌调节肠道菌群的研究现状

学生姓名：······

学号：······

专业：营养与食品卫生学

学院：食品学院

摘要

常见益生菌主要指两大类乳酸菌群：一类为双歧杆菌，常见的有婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌等；另一类为乳杆菌，如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌和罗伊氏乳杆菌等。应用于人体的益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、丁酸梭菌和酵母菌等。从安全性角度考虑，目前工业用益生菌主要来源于健康人体、动物和传统食物（发酵乳制品、泡菜、纳豆等发酵食品）。国内外学者对益生菌进行了很多研究和介绍，但多数只局限于它的使用效果上，对其作用机理缺少系统而深入的总结。本文主要以乳酸菌、双歧杆菌和芽孢杆菌为对象，综述了其在调节肠道菌群和促进机体免疫的作用机理及相关研究进展。

关键词：肠道菌群；益生菌；研究现状

1.肠道菌群概况

1.1胃肠道正常菌群

人的胃肠道栖息着大约30个属500多种细菌，主要由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成。其中专性厌氧菌占99％以上[ 1 ]，而仅类杆菌及双歧杆菌就占细菌总数的90％以上。胃、十二指肠、空肠细菌的种类及数量极少，主要由于胃酸、胆汁作用及小肠液流量大，蠕动节奏快，细菌在繁殖前即被冲洗到远端回肠及结肠，细菌浓度<103 个/mL，主要为革兰氏阳性需氧菌，如链球菌、葡萄球菌和乳酸杆菌。而回肠末端由于肠液流量少，蠕动减慢，细菌数逐渐增加到105 ~108 个/mL，主要含乳酸杆菌、大肠杆菌、类杆菌和梭状芽孢杆菌等[ 2 ]。至结肠,细菌数明显增加，浓度为109~1012 个/mL，主要为厌氧菌，双歧杆菌、类杆菌和乳酸杆菌，而有潜在致病性的梭状芽孢杆菌和葡萄球菌仅有少量。肠内菌群保持共生或拮抗关系，维持微生态平衡，与宿主健康及疾病有密切关系。

1.2 菌群失调

在某些因素的影响下，肠道微生态系统被破坏，肠道正常菌群的种类、数量和比例发生异常变化，偏离正常的生理组合，转变为病理性组合状态，这称为菌群失调。临床上以腹泻为最明显症状，其它如肠道菌群中潜在致病菌引起的内源性感染和一些过敏性疾病。

“益生菌”这个词起源于希腊，当时的意思为“prolife”。Lilly等(1965)把它定义为微生物体所产生的能够促进生长的物质。Parker(1974)认为“益生菌”是能够影响肠道微生物并且对动物产生有益作用的微生物[ 3 ]。Fuller(1989)把

它定义为一种通过改善肠道微生物平衡从而对宿主产生有益作用的微生物添加物。Havenaar等(1992)把Fuller关于益生菌的定义进一步扩展，定义为：能够通过改善肠道微生物区系而应用于人和动物的单一或复合的、活的微生物体的培养物。Tannock等(2000)[ 4 ]更加强调微生物在胃肠道中的存活能力，并将其定义为：能够通过胃肠道，从而对宿主健康有益的微生物。作为一个有效的益生菌菌种，其来源应该安全，且无致病性、耐受胃酸和胆汁、能黏附于肠黏膜而阻止病原微生物的黏附，有益于人体免疫及其它功能。目前用于食品的益生菌主要有：乳酸菌和双歧杆菌。日本和欧美用于酸奶及微生物制剂的乳酸菌种有：嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、罗氏乳杆菌、植物乳杆菌、酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌和两歧双歧杆菌等[ 5]。2001 年，我国卫生部公布的可用于保健食品的益生菌菌种名单有：两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌干酪亚种和嗜热链球菌。益生菌的功效主要集中在维持和调节机体的正常肠道菌群上，并由此产生一系列的益生作用[ 6]。

1.3益生菌应用现状及趋势

目前，在食品领域益生菌主要以乳制品为载体来实现其特殊生理功能。市场上含益生菌的乳制品主要包括酸奶油、冰淇淋、酪乳、酸奶和奶粉等。在法国含有双歧杆菌的酸奶近年已经增加了3 0 0 % ，占总销售量的4%，11% 的酸奶都添加了双歧杆菌[7 ]。在丹麦，医生推荐通过摄入双歧杆菌制品治疗肠道紊乱。前苏联将双歧杆菌制成保健品，供长期从事太空飞行的宇航员食用。其它国家也都有类似的产品，可以说世界各国益生菌乳制品种类繁多，在整个乳制品中所占的比例逐年增加。中国奶业协会有关的统计数据也表明，我国益生菌乳饮料正以每年25% 的速度递增，未来5年还将保持高速发展的势头。但是我国益生菌产品的生产技术与国外相比还有差距，主要表现为缺乏优良菌种，不能保证所用菌株具有生理功效，益生菌在乳制品中的存活率不高，产品质量相对较低，包装和生产技术上都不同程度滞后于国外同类产品，所以目前中国整个益生菌市场呈现低水平、低层次发展。随着消费者对健康的注重和营养意识的提高，益生菌的应用也受到人们广泛的关注，益生菌乳制品因其营养全面和特殊的益生保健作用而受到广大消费者的喜爱[ 8 ]。但益生菌株的作用机制尚不明了，在益生菌开发过程中，研究益生菌的作用机制，筛选具有特定功能的菌株，开发成产品来满足不同年龄层次人群的需要。

1.4益生菌与肠道菌群的关系及其调节肠道菌群的机理

在人和动物肠道中栖息着大约500 余种，约1014 个细菌，但正常情况下不会引起人体疾病或其他不健康现象，原因是这些微生物构成了人与动物肠道的正常菌群并且绝大部分都是有益菌[ 9 ]。

1.4.1 益生菌的占位效应

各种肠道微生物在肠道中所黏附定植的时间和空间都不一样，在肠黏膜的特定部位有特定的细菌黏附，细菌在该部位黏附以后会定植下来并不断繁殖，直到形成稳定的菌群。这些微生物可发挥占位定植的作用，竞争定植位点以阻止病原菌与肠道黏膜受体结合产生黏附。益生菌的黏附还可以防止条件致病菌的易位，防止条件致病菌向周围不断扩散而引发有关部位感染[ 10 ]。刘国荣等（2009）通过对长寿老人源双歧杆菌菌株的研究发现，双歧杆菌的黏附能减缓致病菌对细胞所造成的损害，并且与其黏附能力成正比。其菌液对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌均具有显著的抑制性，抑制效果和菌液浓度成正比。王长文等（2010）总结了前人的研究成果后发现，黏附后的双歧杆菌是通过进一步改变肠道环境和分泌而实现对肠道细胞的稳定黏附。Kankaanpa等（2004、2001）研究发现，乳酸菌与病原菌竞争黏附于肠黏膜是由于细胞外液的影响，另外，还发现在细胞外的多不饱和脂肪酸对乳酸菌与肠上皮细胞的黏附有着重要影响，从而成为乳酸菌能够优先黏附定植所特有的能力[ 11 ]。郝小燕等（2010）通过将大肠埃希菌K1 与人结肠癌细胞系Lovo 细胞共孵育，采用黏附性抑制和竞争性排除方法检测发现，双歧杆菌乳杆菌三联菌能显著抑制大肠埃希菌K1 株黏附侵袭于Lovo 细胞，其抑制作用呈剂量依赖性[ 12 ]。陈兵等（2003）通过大鼠肠道试验发现，纳豆芽孢杆菌能促进肠道厌氧菌群的生长，而抑制需氧菌群的生长。其机理是纳豆芽孢杆菌在肠道中迅速繁殖，消耗了肠道中的大量氧气，降低了肠内氧浓度，改善了双歧杆菌等厌氧菌的生长环境的同时也使肠道中原本存在的需氧菌肠杆菌和肠球菌等的生长因缺氧而受到抑制[ 13 ]。

1.4.2 益生菌代谢产物抑制致病菌的作用

益生菌在肠道中繁殖，会不断产生各种自身代谢产物，其中有很多对致病菌都具有很强的抑制性。乳杆菌作为益生菌中应用最广的菌种，能产生大量的短链脂肪酸（乳酸、乙酸、丙酸等）、脂肪酸（苯基乳酸、对羟基苯基乳酸）、过氧化氢、细菌素或多肽抗生素类物质，均具有抑菌或杀菌活性。纳豆芽孢杆菌的代谢产物吡啶二羧酸对O -157 病原性大肠杆菌也有抑制作用（李江伟，1999）。还有一些益生菌可产生具有广谱抗菌作用的物质，如细菌素、过氧化氢、亲脂分子、二乙酰、二氧化碳和乙醛等，这些物质对肠道内的大肠杆菌、沙门氏菌和链球菌等均有抑菌或杀菌作用（孙笑非和温俊，2010）[ 14 ]。

2 益生菌的免疫调节作用的机理

1885 年巴斯德提出免疫系统与微生物的关系，革兰氏阴性菌细胞壁含有肽聚糖（PG）、脂多糖（LPS）和多糖（PS）；阳性菌含有磷壁酸（LTA），而没有LPS。这些大分子成分是细菌对宿主发挥生理功能的主要物质基础，其作用包括细菌对宿主细胞的黏附定植、免疫诱导、防御肿瘤发生等等。在细菌增殖和死亡过程中LPS 和PG 这两类大分子不断向外释放；而在细菌感染时，LPS 和PG 则会进入血液中。人和动物的肠道内存在着非常发达的免疫系统。目前的研究发现，胃肠道中作为益生菌的微生物主要通过三条途径刺激动物的免疫系统：第一，作为活细胞在动物胃肠道表面定植并繁殖，增殖到一定数目后可以刺激动物免疫系统；第二，细胞死亡裂解后释放出来的抗原物质（包括脂多糖、肽聚糖和DNA 等大分子物质）被动物吸收后直接刺激动物免疫系统；第三，通过影响胃肠道中微生物菌群组成来间接影响免疫系统（胡文锋等，2003）。益生菌对动物免疫力的改善主要表现为以下三个方面：（1）促进巨噬细胞对微生物细胞以及碳粒的吞噬作用，增强巨噬细胞活性；（2）提高免疫系统抗体产生水平。一般为免疫球蛋白中的IgG 和IgA，以及干扰素的产生水平；（3）能提高肠壁黏液细胞表面的局部抗体水平，通常是提高IgA 水平。总的来说，益生菌对于免疫的刺激作用包括了细胞免疫和体液免疫两方面[ 15]。

2.1 益生菌对机体细胞免疫的影响

细胞免疫是以淋巴细胞中的T 细胞为核心的免疫应答反应。当T 细胞与某些病原体接触后，在巨噬细胞参与下，T 细胞进行分化、增殖为免疫T 细胞，其中主要是辅助性T 细胞I（CD4 ThI 细胞）和细胞毒性T 细胞（CTL 细胞）。很多研究结果表明，乳酸菌可以通过提高巨噬细胞和单核细胞的活性、促进免疫细胞分泌细胞因子的方式来提高机体的细胞免疫水平（郑颖辉和闫素梅，2010）。杭柏林等（2008）将从鸡盲肠中分离得到的乳酸菌株植物乳杆菌和粪链球菌添加到肉鸡饲料中发现，乳酸菌具有增强白细胞吞噬功能的效果。司振书和牛钟相（2007）将微生态制剂添加到肉鸡的饲料中，通过检测肉鸡血清中ND 血凝抑制抗体效价、红细胞花环率及免疫器官中T 细胞百分数等指标发现，微生态制剂可增加免疫器官中T 细胞的数量，激发机体细胞免疫应答，提高机体全身细胞免疫应答水平。吕利军等（2009）选取48 头25 日龄断奶仔猪，分成对照组、乳酸菌组和合生素组，分别饲喂基础日粮、添加0.05 %乳酸菌微胶囊的基础日粮和添加0.1 %菊粉+0.05 %乳酸菌微胶囊的基础日粮。结果表明乳酸菌组和合生素组单核巨噬细胞数量比对照组分别提高12.21 %和13.17 %。Yasui 和Ohuaki 等（1991）给小鼠饲喂短双歧杆菌发酵奶，小鼠的肠黏膜下淋巴结增生，在体外试验中短双歧杆菌促进小肠黏膜下淋巴结细胞增殖，经检测发现这些淋巴细胞主要是B 淋

巴细胞，进一步研究表明，短双歧杆菌活化了这些贴壁细胞，贴壁细胞分泌一种可溶性因子，促进B 细胞的增殖。双歧杆菌为机体肠道内有益菌的最主要成分，对免疫系统的免疫激活作用可通过多个环节起作用。双歧杆菌的完整肽聚糖可激活NK细胞，使之产生血清干扰素IFN- γ，从而激活机体的免疫，另外，它可刺激巨噬细胞样细胞分泌多种细胞因子，这些因子可以作用B 淋巴细胞，使之分化成熟并分泌多种抗体（王立生，1998）。李立等（2010）通过小鼠试验发现，双歧杆菌能明显促进小鼠碳廓清指数和腹腔巨噬细胞的吞噬能力，提高小鼠NK 细胞的活性。该研究中淋巴细胞的分化增强和迟发型变态反应反映了机体的细胞免疫功能。而付艳茹等（2010）通过用WPG 和长双歧杆菌做对比试验发现，前者的效果优于后者，因此可以发现，双歧杆菌所起的免疫促进作用与其完整肽聚糖有很大的关联。有关于芽孢杆菌对于免疫的促进机理的研究目前比较少。周国勤等（2006）通过对鱼类饲喂一定剂量的纳豆芽孢杆菌及其发酵产物后发现，受试鱼类血液中NBT 阳性细胞（吞噬细胞、中性粒细胞、巨噬细胞）的数量有明显的增加，而且血清溶血酶活力也有一定的上升。巨噬细胞和中性粒细胞的表面存有糖受体，这些受体可能在糖产生免疫刺激过程中发挥重要的作用。纳豆芽孢杆菌及其发酵产物正是与受体结合后激活巨噬细胞，促进其释放细胞因子、白三烯等物质，并通过这些物质来刺激其他的淋巴细胞，从而引起整个机体的免疫反应，但目前这些个别的研究还不能说明纳豆芽孢杆菌及其发酵产物增强动物非特异性免疫功能的生物学原理，其机理还有待进一步研究[ 16 ]。

2.2 益生菌对机体体液免疫的影响

体液免疫是以特异性抗体起主要作用的免疫应答反应。随着病原体的类型、进入机体的途径以及免疫应答过程的不同，机体免疫系统可以合成、分泌五类免疫球蛋白抗体：IgA、IgG、IgM、IgE 和IgD。而这些抗体可以识别并特异性结合抗原、介导免疫细胞活性、增强吞噬细胞的吞噬功能。尤其是IgA 可以有效地抑制细菌对肠黏膜的黏附，通过对细菌的凝集作用使病原菌从体内排出。IgA 是机体黏膜防御感染的重要因素，主要由黏膜淋巴结和固有膜淋巴细胞分泌产生，与肠上皮腺体细胞合成的分泌片结合后，形成分泌型免疫球蛋白sIgA，它是机体黏膜免疫系统的一部分。肠黏膜受到特异性抗原的刺激后，也可以检测到特异性的sIgA 抗体，它既可以抵抗肠腔内的蛋白质水解酶，也不会激活补体。经肠黏膜上皮细胞释放到肠腔内的sIgA，和肠黏膜表面的正常菌群混合存在，可以降低致病性微生物在黏膜表面的附着，中和细菌毒素，限制细菌的繁殖，维持肠道内的正常菌群平衡（周正任，2000）。益生菌能诱导sIgA 的产生。益生菌中的乳酸杆菌和双歧杆菌的代谢物和整个细胞等抗原物质能通过M 细胞进入派尔集合淋巴（PP），激活Th2 细胞，产生大量的白细胞介素IL-5， IL-5 是有效

的IgA 产生因子，能激活PP 生发中心的B 细胞，使其转化为浆细胞，在生产免疫球蛋白的过程中向IgA 转化。肠黏膜上皮细胞还能产生分泌小体，与双体IgA 分子结合，形成sIgA 并排列在肠道内皮上，sIgA 能预防肠道蛋白酶的分解，形成黏膜上的抗体。由于

益生菌一般含有其他菌的共同抗原，因此sIgA 能与肠道内的细菌和病毒进行免疫反应，阻断这些菌和病毒在肠道上皮的黏附和穿透，中和毒素，从而缓解腹泻、胃炎、过敏性皮炎等症状（潘晓东和吴天星，2005）。胡帅尔等（2010）也通过饲喂小鼠益生菌，然后对小鼠免疫器官的重量、脾淋巴细胞的转化、脾细胞抗体的生成、肠黏膜sIgA 含量等的测定发现，益生菌能促进机体的体液免疫。IgG 占血清中抗体总量的75 %以上，在体液免疫中起着主力免疫作用。任贵强等（2006）通过饲喂小鼠低、中、高剂量的乳酸菌后发现，一定剂量的乳酸菌能增加机体IgG 的分泌，提高机体的免疫力。益生菌能抑制IgE 的产生。IgE 又称反应素，或亲细胞抗体，由呼吸道和消化道黏膜固有层中浆细胞产生，分布于这些部位的黏膜细胞、外分泌液和血液内。IgE 是引起Ⅰ型超敏反应的主要抗体。干酪乳杆菌能诱导IFN-γ但抑制IL-4 和IL-5 的分泌，并显著抑制所有IgE 和抗原特异性IgE的分泌，其主要通过IL-12 的增加，诱导Th1 型T细胞的产生，而这种T 细胞能抑制IgE 的产生（潘晓东和吴天星，2005）。

3 小结和展望

随着益生菌在调节肠道菌群和促进免疫方面的作用被不断发现，其在营养和疾病控制方面的应用也逐渐受到重视。目前国内的研究主要都停留在益生菌的作用方面，对于其分子水平的作用机理研究还较少，有关益生菌的作用机理，很多结论只是初步的或是推测，而且各菌种的作用也不能一概而论，有些只是体外试验的结果，并不一定代表动物体内的真实情况。因此，研究中不应只局限于微生物学中“纯培养”的固有观念，还需应用微生态学与悉生生物学的观点和方法，把益生菌与宿主及宿主体内的其他微生物作为一个整体，研究它们之间相克相生的关系，这样才能全面揭示有益微生物的作用，另外，还要克服益生菌在研制开发过程中存在的盲目性和低效率，以及应用中效果不稳定等问题。

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肠道菌群研究的主要方法

肠道菌群研究的主要方法 长期以来，为了研究肠道菌群的成员及其功能，科学家们建立和发展了众多技术 手段。经典的微生物学研究方法主要通过对细菌进行纯培养，然后在不同的培养条件下对细菌的生理活性进行研究。而随着分子生物学技术的飞速发展，在对环境中的复 杂微生物群落进行研究时，科学家们越来越多地运用不依赖于培养的方法，全面分析 各种微生物在环境中的活动和对环境的影响。 基于分离培养的方法 在肠道微生物学研究中，科学家们通常使用一定的选择性液体或固体培养基，对 粪便或肠道粘膜、肠道内容物等样本进行培养和富集，并对培养得到的细菌种类进行分析。根据肠道细菌的特性，对肠道菌进行培养通常需要在厌氧的条件下进行，严格 的厌氧和培养基的选择对于肠道菌的分离和生长非常重要。但是，局限于纯培养的方法具有很多不足之处。首先，体外培养体系难以模拟微生物在肠道中自然生长繁殖的条件，因此绝大多数的肠道微生物都还不能通过纯培养的方法得到分离；其次，仅仅依靠形态学和生理生化检测也不能对菌株进行准确的鉴定。因此，在研究肠道菌群结构和功能的研究中，研究者们通常结合分离培养方法和分子生物学方法，对感兴趣的细菌种类进行研究。 二．分子生态学研究方法 分子生态学方法通常以环境中各种微生物的基因组核酸（DNA 或RNA）为研究 对象。在以肠道菌群为对象的分子生态学研究中，研究者们最常使用核糖体小亚基 RNA 基因（细菌中的16S r RNA 基因）的全部或部分序列作为分子标签来代表物种，以基 因序列的多样性代表物种的多样性，从而对菌群的组成结构进行分析。细菌16S r RNA 基因具有广泛性、进化变异小、具备高保守区和高变区（V 区）等特点，同时序列还具有信息 量巨大且更新迅速的公开数据库，如Database Project（RDP）、SILVA 、Greengenes 等等，研究者们可以方便地将自己研究中的16S r RNA基因序列与数据库进行比对，确定细菌的分类地位。类似的，为了对肠道菌群中具有特定功能的类群进行检测，研究者们也建立了以功能基因片段为分子标签的分析方法。 常用的分子生态学分析方法分为两大类：基于DNA 指纹图谱的分析方法和基于DNA 测序技术的分析方法。除此之外，可用于实时定量的荧光定量PCR（Real time quantitative PCR）和荧光原位杂交技术（Fluorescence in situ hybridization, FISH）也是常用的分析手段。DNA 指纹图谱技术依据分子大小、核酸序列等特征的不同，将代表微生物群落中各物种的 DNA 分子标记物在凝胶上进行电泳分离，使代表不同物种的分子标记迁移到胶上的不同位置，最终得到的电泳图谱用于显示群落的组成结构。DNA 指纹图谱的最大优点是方便、快速、直观，常用于检测微生物群落结构的动态变化或比较不同群落之间的结构差异。最常用的DNA 指纹图谱技术包括变性梯度凝胶电泳（Denatured gradient gel electrophoresis，DGGE）和末端片段长度多态性（Terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP）等。 不同于指纹图谱技术，DNA 测序技术的目的在于通过直接获取序列核酸信息的方法， 对群落中各物种的进化地位作出判断。基于单克隆质粒、转化细胞构建和桑格（Sanger）双脱氧法测序的16S r RNA 基因克隆文库长期以来广泛用于研究群落中微生物组成的方法，已被多次应用于人体肠道菌群的多样性分析，并获得了在物种检测深度和物种鉴定水平上均远远优于DNA 指纹图谱技术的结果 肠道菌群与健康相关研究中的应用

肠道菌群小知识

1代谢作用 ? 提供热量 ? 生产短链脂肪酸 ? 合成维生素K 和叶酸 ? 胆汁酸的分泌 ? 参与药物代谢 2. 免疫效果：正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能 ? 刺激免疫球蛋白A （IgA ）的生产 ? 促进抗炎细胞因子的分泌和下调促炎细胞因子 ? 诱导调节性T 细胞 3. 预防病原体入侵：正常菌群在人体某一特定位粘附，定植和繁殖，形成一层菌膜屏障。通过菌群间存在的生物拮抗作用，抑制并排斥病原体的入侵和群集，调整人体与微生物之间的平衡状态 人类肠道菌群 什么是肠道菌群？ 人的肠道内寄居着种类 繁多的微生物，这些微生物 称为肠道菌群。肠道菌群按 一定的比例组合，各种菌间 互相制约，互相依存，它们 与宿主存在着共生关系，共 同维护着宿主的生理平衡。 肠道菌群并非是生来就 有的，当胎儿还在母体子宫 内时，胎儿所处的环境几乎 是无菌的，因此胎儿肠道内 是无菌的，婴儿出生时迅速暴露在母体阴道或皮肤的微 生物下，随着从婴儿到老年 的发展变化，我们的肠道菌 群在出生后几个月迅速增多， 多样性增加，到成年后达到 稳定状态，之后老年时期多 样性渐渐减少[1]。这些微小 的生物群体就这样不知不觉 伴随着我们的一生。 肠道菌群的数量和分类 据推测，正常健康成人 肠道菌群总数高达1×1014， 种类超过1000种，而一个成 年人自身的细胞数量约为 1×1013个，也就是说居住在 我们肠道内的菌群数量是人 体细胞总和的10倍。在胃和 小肠中，细菌的种类相对较少。结肠中，每克肠道内容 物存在1012个细菌细胞，细 菌种类达300-1000种，而其中99%的细菌来自于其中30-40种[2] 。 正常人肠道中包括四种主要的细菌门类：厚壁菌门 Firmicutes （约50-75%，包 括梭菌属），拟杆菌门Bacteroidetes （约10-50%， 包括拟杆菌属、普氏菌属和卟啉单胞菌属），放线菌门 Fusobacteria （约1-10%，包括双歧杆菌），变形菌门 Proteobacteria （常常约少于1%，包括大肠杆菌），其中厚壁菌门和拟杆菌门是人类肠道菌群的主要组成部分。大多数细菌属于拟杆菌属、梭菌属、真杆菌属、瘤胃球菌属、消化球菌属、消化链球菌属、双歧杆菌属。其他属，如埃希氏菌属和乳杆菌属较少。拟杆菌属约占肠道中所有细菌的30%[][3]。 我国科学家在健康年轻人体内观察到的9个属的细菌广泛存在，分别为厚壁菌门的考拉杆菌属、罗氏菌属、Blautia 、 Faecalibacterium 、梭菌属、Subdoligranulum 、瘤胃球菌属和粪球菌属以及来自拟杆菌门的拟杆菌属。这9个属的细菌均具有在人体肠道内发酵产生短链脂肪酸的能力，而短链脂肪酸具有维持人体健康的多重作用，例如充当肠道上皮特殊营养和能量组分，保护肠道黏膜屏障，降低人体炎症水平和增强胃肠道运动机能等[4] 。 Phylum Proporti on （%） [3] 厚壁菌门 Firmicutes 50-75% 拟杆菌门 Bacteroidetes 10-50% 放线菌门 Fusobacteria 1-10% 变形菌门Proteobacteri a 少于1% 肠道菌群的作用 正常肠道菌群具有重要 的自我平衡功能[5]。 肠型 未来某一天，当你走进 医院的时候，医生可能不仅 会询问你的过敏史、血型， 还会问到你的肠型。 来自德国海德堡欧洲分 子生物学实验室（EMBL ） 的科学家们提出了这个概念 ——肠型，他们通过全球性实验国际人体肠道元基因组研究计划，发现以肠道内的 细菌种类和数量划分，人类拥有三种肠型，研究人员把这3种肠型命名为拟杆菌型 （Bacteroides ）（肠型Ⅰ）、普雷沃氏菌型（Prevotella ）（肠型Ⅱ）和瘤胃球菌型 （Ruminococcus ）（肠型Ⅲ），

人体肠道菌群定量技术研究进展

人体肠道菌群定量技术研究进展 姜美娟，梁冰 (中国人民解放军第401医院检验科，青岛266071) 摘要在传统微生物学研究中，人们只重视致病菌的作用，而没有重视正常菌群的作用。通过对肠道菌群的分布特点和生理功能的了解，我们认识到肠道菌群的微生态平衡与人的健康及疾病的密切关系系，针对传统培养方法存在的问题，国内外专家先后开展了分子生物学方法的研究和生物学评价工作。本文结合本课题组的研究，对各种技术的特点及存在的不足进行了全面的论述。 关键词肠道菌群;定量技术;进展 中图分类号:R445.6文献标识码:B doi:10.3969/j.issn.2095－1434.2011.03.013 正常菌群在人体内分布很广，其中以肠道菌群最具有代表性。对健康人的粪便标本研究已知，肠道内栖息着大约400 500种微生物，其中包括细菌、真菌和病毒等。这些微生物的总质量约为1kg，其体积相当于1个人的肝脏，其数量为1014个，是人体自身细胞总数的10 20倍［1］。在常见的十几种细菌中，绝大多数为专性厌氧菌，约占99%以上，包括双歧杆菌、乳杆菌、优杆菌、拟杆菌、消化链球菌等，也有少量的兼性厌氧菌、专性需氧菌和微需氧菌，如肠杆菌属细菌、肠球菌、葡萄球菌、酵母样菌等。它们构成了人体胃肠道的生物学屏障。肠道正常菌群与宿主、菌群中各种微生物之间相互依存，相互协调，处于动态平衡。大量研究表明，肠道正常菌群对宿主具有消化、吸收、营养、生物拮抗等生理作用，实际上已成为宿主生命的必需的组成部分。当这些正常的微生物群落受宿主及外环境影响，其种群数和菌量、活性发生了异常或定位转移时，这些群落中就容易容纳外籍菌，原先的平衡遭到破坏，出现菌群失调。在人体抵抗力降低的情况下，如瘦弱婴幼儿，年老体弱和患急、慢性疾病者，以及长期使用广谱抗生素、免疫抑制剂、肾上腺皮质激素、抗肿瘤药物和放射治疗者，尤其是应用广谱抗生素者，可使肠道正常菌群被抑制而数量减少，耐药的过路菌过量繁殖，造成肠道菌群失调，同时，肠道菌群的失调还会加重某些疾病的严重程度。因此确切了解肠道菌群变化及对肠道菌群进行精确定量对疾病的诊断有着重要的意义。 1直接镜检法 镜检法是目前广泛采用的进行肠道菌群分析的方法。该方法是通过油镜观察革兰染色粪便涂片的菌群象，估计细菌总数、球菌与杆菌比例，革兰阳性菌与革兰阴性菌的比例，结合各种细菌的形态特点、有无特殊形态细菌增多等结果来综合判断菌群状况。 观察细菌总数可以先计数部分(如1/8视野)油镜视野中细菌的数量，再对整个视野进行估计，观察几个视野后取平均值。一般来说，每视野细菌数在501 5000个为正常，101 500个为轻微少，11 100个为明显减少，11个以下为显著减少，也有高于5000的情况，但较少见，临床意义不大。细菌总数减少则与肠道菌群失调存在密切关系，应引起重视，并结合细菌类别构成等指标进行综合评估。由于通过涂片镜检的方法无法精确区分细菌种类，一般就细菌形态和染色性将细菌分为4大类，即革兰阳性杆菌、革兰阴性杆菌、革兰阳性球菌、革兰阴性球菌，通过计算4者的比例来评估肠道菌群的特征。具体计数方法为:计数1000个细菌中各类细菌的百分率。可先计数部分视野中(如1/8视野)各类细菌数，然后估计全视野中的各类细菌数［2］。该方法虽然由于所需设备简单，操作简便，耗时短，很适宜临床应用。但是并不能完全反映肠道菌群的状态，更不能对细菌种类及数量进行精确定量，而且操作过程受主观因素影响较大，不易于推广。 2活菌定量培养计数法 Hartemink等人［3］于1997年提出了活菌定量培养及计数的方法，即将一定质量的粪便标本，悬浮于PBS中，经连续10倍稀释，分别接种于不同的选择培养基中，进行培养。对不同培养基选取最佳分布菌落进行计数，并根据其相应稀释倍数而得到细菌在标本中的含量。此法可以同时显示肠道菌群的多样性和比例构成。但是，目前选择性培养基并不能真正做到完全特异性选择，仍有85%的肠道菌群无法培养得到。而且稀释平皿接种费时，通常孵育需2 3d，如果微生物分布不均，呈链状或成丛，则导致低估真正菌数。平皿接种中的氧化作用会杀死像双歧杆菌这样的厌氧菌，影响菌数的估计。 3聚合酶链式反应技术(polymerase chain reaction，PCR) 16S rRNA是编码细菌核糖体16S小亚基的核酸序列，而16Sr DNA是编码它的DNA序列，存在于所有细菌的染色体基因组中。16S rRNA基因可分为保守区和可变区，在不同的微生物可变区其核苷酸序列不同，一个16SrRNA的基因序列就代表着一种原核生物［4］。16SrRNA/rDNA分子是研究微生物的最佳靶分子，利用保守区系列设计通用引物来判断细菌的存在与否，也可以利用16Sr DNA可变区特异性序列来进行特异性微生物种属鉴定和分型，这在细菌分类学中可作为一个科学可靠的指标。基本过程是:先用PCR法扩增模板DNA，然后对扩增片段进行测序，获 182 第22卷第3期航空航天医学杂志2011年3月

慢性腹泻与肠道菌群失调(完整版)

慢性腹泻与肠道菌群失调（完整版） 摘要 慢性腹泻是一种临床常见症状，病因多且复杂。肠道菌群是人体肠道内携带的细菌群，其数量庞大，种类繁多，功能丰富。正常情况下，肠道菌群保持动态平衡，与宿主互利共生，维持宿主身体的健康。当这种平衡被打破时，将出现菌群失调，导致疾病发生，通常表现为腹泻。粪菌移植可快速、经济、相对安全地重建正常的肠道微生态环境。 腹泻是指排便次数增多（>3次/d），粪便量增加（>200 g/d），粪质稀薄（含水量>85%），按病程可分为急性腹泻和慢性腹泻两类。急性腹泻病程多在2周之内，少数可持续至2周以上，慢性腹泻指病程>4周，或间歇期在2~4周内的复发性腹泻。其发病往往由多种机制共同作用[1,2]。慢性腹泻是临床上多种疾病的常见症状，病因多，也较为复杂，临床转归差异大。人类肠道是一个大又杂的微生态环境，有种类繁多的微生物，这些微生物称为肠道菌群。肠道菌群在长期进化过程中构成了一个能保持动态平衡的微生态系统，形成天然的生物屏障，抵抗外来致病菌的侵袭。当机体受到饮食、药物、精神压力等因素影响时，这种平衡被打破，将产生病理性组合，称肠道菌群失调。由肠道菌群失调所致的慢性腹泻在临床上易被忽视。近年来，随着对肠道菌群功能的深入研究，人们对肠道菌群有了全新的认识，肠道菌群失调引起的慢性腹泻也逐渐被重视。

一、肠道菌群及肠道菌群失调 正常人体肠道内寄居的微生物种类繁多，以细菌为主。健康成人肠道中含大约104个细菌，种类>1 000种，是人体细胞总和的10倍[3]，占粪便干重的1/3~2/5，具体分为三大类：①原籍菌群，为肠道优势菌，具有免疫调节、抑制和清除病原菌的作用，主要有类杆菌、消化球菌、双歧杆菌及优杆菌等；②条件致病菌，其在肠道菌群平衡时无害，在特定条件下可具有侵袭性，对人体有害，主要有肠杆菌、肠球菌等，以兼性需氧菌为主； ③过路菌，菌群平衡时此类菌数量少，长期定植机会少，如数量超出正常水平可致病，主要有变形杆菌、假单胞菌等。正常情况下，肠道菌群之间及与宿主之间保持着动态平衡，维持肠道的正常结构和生理功能，对宿主表现为不致病，并通过生物屏障作用、营养作用、免疫调节作用、生长与衰老、代谢作用、抑癌作用等维持着宿主的健康[4]。 引起肠道菌群失调的原因复杂多样，主要有饮食、药物、年龄、肠道动力异常及免疫功能障碍等。其中抗生素的不当使用被认为是导致肠道菌群失调的罪魁祸首[5]，尤其是长期使用广谱抗生素可使得肠道敏感菌被抑制，而耐药菌过量繁殖。研究表明，抗生素所致的肠道菌群失调水平与用药剂量相关[6]，而益生菌有稳定并增加肠道优势菌在肠道菌群中的作用[7]。饮食习惯也可改变肠道菌群[8]，在低渣饮食中加入纤维对肠道功能及结果有益[9]。老年人肠道内双歧杆菌显著减少，肠杆菌、肠球菌增加。正常的肠道运动在推进食物的过程中也可清除细菌，肠道运动减弱时，可使细菌在肠道内停留时间过长、大量繁殖，促使肠道菌群失调[10]。分泌型免疫球蛋白A是肠黏膜主要的免疫球蛋白，可抵抗病原体入侵并阻止肠道细菌

肠道菌群领域研究进展(完整版)

肠道菌群领域研究进展（完整版） 已有大量研究证实，肠道菌群与肥胖、糖尿病、高脂血症、高血压、心脑血管疾病、慢性肾病、神经系统疾病等相关，肠道菌群科学家们2019年在肠道微生物组研究领域取得了研究成果； 【1】Nat Biotechnol：突破！科学家在人类肠道微生物组中鉴别出100多种新型肠道菌群！ 近日，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自英国桑格研究院等机构的科学家们通过对肠道微生物组研究，从健康人群的肠道中分离出了100多个全新的细菌类型，这是迄今为止研究人员对人类肠道菌群进行的最全面的收集研究，相关研究结果获奖帮助研究人员调查肠道微生物组在人类机体健康及疾病发生过程中所扮演的关键角色。 本文研究结果能帮助研究人员快速准确地检测人类肠道中存在的细菌类型，同时还能帮助开发出治疗多种人类疾病的新型疗法，比如胃肠道疾病、感染和免疫疾病等。人类机体中细菌大约占到了2%的体重，肠道微生物组就是一个主要的细菌聚集位点，同时其对人类健康非常重要。肠道微生物组的失衡会诱发诸如炎性肠病等多种疾病的发生，然而由于很多肠道菌群难以在实验室环境下生存，因此研究人员就无法对其进行更加直观地研究。

【2】Science：肠道微生物组可能是药物出现毒副作用的罪魁祸首 药物本是用于治疗很多患者，但是一些患者遭受这些药物的毒副作用。在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学的研究人员给出了一种令人吃惊的解释---肠道微生物组（gut microbiome）。他们描述了肠道中的细菌如何能够将三种药物转化为有害的化合物，相关研究结果发表在Science期刊上。 研究者表示，如果我们能够了解肠道微生物组对药物代谢的贡献，那么我们能够决定给患者提供哪些药物，或者甚至改变肠道微生物组，这样患者具有更好的反应。在这项新的研究中，研究人员研究了一种抗病毒药物，它的分解产物可引起严重的毒副反应，并确定了肠道细菌如何将这种药物转化为有害的化合物。他们随后将这种药物给予携带着经基因改造后缺乏这种药物转化能力的细菌的小鼠，并测量了这种毒性化合物的水平。利用这些数据，他们开发出一种数学模型，并成功地预测了肠道细菌在对第二种抗病毒药物和氯哌嗪（一种抵抗癫痫和焦虑的药物）进行代谢中的作用。 【3】Nat Med：肠道微生物组的改变或与结直肠癌发生密切相关肠道中“居住”着很多不同的微生物群落，即肠道微生物组，其与人类健康和疾病息息相关，近来有研究表明，评估粪便样本中的遗传改变或能准确反映肠道微生物组的状况，或有望帮助诊断人类多种疾病。近日，一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中，来自

肠道菌群失调症的研究进展

肠道菌群失调症的研究进展 王晓华1a,夏文涵1b,王晓刚2,黄广萍2 (1.南昌市卫生学校a.免疫及微生物教研组; b.解剖教研组,南昌330006; 2.南昌市第一医院检验科,南昌330008) 关键词:肠道菌群;肠道菌群失调症;研究进展 中图分类号:R446.5 文献标识码:A 文章编号:1009-8194(2007)08-0136-03 健康人群的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物被统称为肠道菌群[1]。种类不同的肠道菌群按一定的比例组合,各菌间互相拮抗,互相协同,在质和量上形成一种动态生物平衡,一般情况下,肠道菌群与人体和外部环境保持着一个平衡状态,对人体的健康起着重要作用。但在某些情况下,这种平衡可被打破形成肠道菌群失调,引发疾病或者加重病情,引起并发症甚至发生多器官功能障碍综合征和多器官功能衰竭[2]。这种由于敏感肠菌被抑制,未被抑制的细菌便乘机繁殖,从而引起菌群失调,导致其正常生理组合被破坏,产生病理性组合,引起临床症状就称为肠道菌群失调症[3](alteration of intestina flor a)。近年来因肠道菌群失调而导致临床发病的机率约为2%~3%。为更好的预防和治疗因肠道菌群失调而致的不良后果,本文针对肠道菌群的特点与机能、肠道菌群失调症病因病理学改变、分类、检查、治疗和预后等相关研究作如下综述。 1 肠道菌群特点 肠道内的细菌是一个巨大而复杂的生态系统,一个人的结肠内就有400个以上的菌种,从口腔进入胃的细菌绝大多数被胃酸消灭,剩下的主要是革兰阳性需氧菌[4],胃内细菌浓度<103 10-3CF U/L(CFU:colony form ing unit菌落形成单位)。小肠菌的构成则介于胃和结肠之间。学者们为了将研究更为细致化,按照Dubos法将主要菌种如类杆菌属,双歧菌属和真杆菌属等根据其存在模式分成三大类:(1)与宿主共生状态的原住菌(autochlho no us m icrobio ta);(2)普遍存在于某种环境的普通菌(nor mal m icrobito ta);(3)偶然进入宿主的病原菌(pathog ens)。依照肠道菌群所持有合成维生素,协助营养素的消化和吸收,产生糖皮质激素作用增强因子,产生过氧化氢、硫化氢及其各种酸、抗生素等物质并结合其对宿主免疫机能的影响力,在机体感染防御中起积极作用这一生理学机能,我们不难理解肠道菌群具有相互影响的特点,任何打破其内外环境的举措都可导致菌群的失调。 2 肠道菌群失调症的发病机制 2.1 病因学 1) 饮食因素:运用测定细菌酶类的方法研究菌丛代谢活性的结果表明,饮食可使粪便菌丛发生明显改变。无纤维食物能促进细菌易位。G unffip等[5]用大鼠作试验研究,结果表明食物纤维能维持肠道菌群正常生态平衡,且细菌代谢纤维的终产物对小肠上皮有营养作用,纤维能维持肠黏膜细胞的正常代谢和细胞动力学。M acF ie[6]报道加入纤维的低渣饮食对保存肠的结构和功能有好的效果,纤维的保护作用是否通过直接刺激肠黏膜或诱导释放营养性胃肠激素尚不清楚。食物纤维能减少细菌易位,但不能使屏障功能恢复至正常。 2) 菌丛的变化因素:菌丛组成可因个体不同而存在差异,但对同一个人来说,在相当长的时期内菌丛组成十分稳定。每个菌种的生态学地位由宿主的生理状态、细菌间的相互作用和环境的影响所确定[7]。在平衡状态下,所有的生态学地位都被占据。细菌的暂时栖生可使生态平衡发生改变。 3) 药物的代谢因素:肠道菌丛在许多药物的代谢中起重要作用[8],包括乳果糖、水杨酸偶氮磺胺吡啶、左旋多巴等。任何抗生素都可导致结肠菌丛的改变,其取决于药物的抗菌谱及其在肠腔内的浓度。氯林可霉素和氨苄青霉素可造成大肠内生态学真空状态,使艰难梭菌增殖。应用甲氰咪胍等H2 受体拮抗剂可导致药物性低胃酸和胃内细菌增殖。 4) 年龄因素[9]:随着年龄的增高,肠道菌群的平衡可发生改变,双歧菌减少,产气荚膜梭菌增加,前者有可能减弱对免疫机能的刺激,后者导致毒素增加使免疫受到抑制。老年人如能维持年青时的肠道菌群平衡,也许能够提高免疫能力。 5) 胃肠道免疫功能障碍因素[10]:胃肠道正常免疫功能来自黏膜固有层的浆细胞,浆细胞能产生大量的免疫球蛋白,即分泌型IgA,此为胃肠道防止细菌侵入的主要物质。一旦胃肠道黏膜合成单体,或双体Ig A,或合成分泌片功能发生障碍,致使胃肠道分泌液中缺乏分泌型Ig A,则可引起小肠内需氧菌与厌氧菌过度繁殖,从而造成菌群失调,引起慢性腹泻。无症状的Ig A缺乏者,小肠内菌群亦可过度繁殖。新生儿期菌群失调发生率较高,亦可能与免疫系统发育未成熟或不完善有关。 2.2 病理改变 1) 细菌生长过盛:胃肠道的解剖和生理学异常会导致近段小肠内结肠型丛增殖,而出现各种代谢紊乱[11],包括脂肪泻,维生素缺乏和碳水化合物吸收不良。并可伴发生于小 收稿日期:2007-06-04

肠道菌群失调与多脏器功能衰竭

【收稿日期】2008204202【作者简介】姜秀菊(19592),女,主任医师,从事肠道微生态研究, Email:jiangxiuju01@https://www.sodocs.net/doc/7b1986687.html, 文章编号:10052376X (2008)0420424202 【综 述】 肠道菌群失调与多脏器功能衰竭 姜秀菊 (新乡市第一人民医院,河南新乡　453000) 【关键词】　肠道菌群;菌群失调;多脏器功能衰竭 【中图分类号】R59 【文献标识码】A 在正常情况下,人体胃肠道内寄居着400余种细菌,总量 达1014个集落形成单位(CF U ),近10倍于人体体细胞数量,其中99%以上为专性厌氧菌,主要由双歧杆菌组成,1%以下为兼性厌氧菌,主要是乳酸杆菌,极少量为致病菌占0.01%,它们按一定的数量和比例分布在肠道不同部位,对宿主发挥着生物屏障、营养、免疫调节、降血氨及胆固醇、抗衰老和抗肿瘤等重要的生理作用,而机体为它们提供生命活动的场所,因此,肠道菌群与人体相互依赖,互为环境,两者之间处于动态平衡,维持着机体的健康和长寿。 肠道是人体消化和吸收营养的主要部位,又是最大的细菌及内毒素储存库,在正常情况下,这些细菌及毒素并不损害机体健康,完全依赖于人体完整的肠道黏膜屏障功能,该黏膜屏障主要有:肠道菌群构建的生物屏障、肠道菌群与肠道黏液层、肠上皮细胞组成的机械屏障和肠道相关淋巴组织形成的免疫屏障、肠2肝轴和防御素。 在生物屏障方面:双歧杆菌通过磷壁酸黏附在肠上皮细胞表面形成一层菌膜屏障,通过占位效应、营养竟争、分泌抑菌或杀菌物质,抵制肠道内、外源性潜在致病菌对上皮细胞的黏附、定植,起定植抗力作用;产生具有广谱抗菌作用的物质如:亲脂分子、小菌素、过氧化氢等对肠道的大肠埃希菌、铜绿 假单胞菌、沙门菌、链球菌等起抑菌或杀菌作用[1] 。双歧杆菌和乳酸杆菌的酸性代谢产物可降低肠道的pH 和Eh 以抑制致病菌生长,并利于微量元素的吸收和肠道蠕动,以便使致病菌和内毒素排出体外。 在机械屏障方面:肠道粘液层主要由糖蛋白组成,双歧杆菌和乳酸杆菌可以促进糖蛋白的分泌和肠上皮细胞DNA 的合成;产生为肠黏膜上皮细胞生长提供重要能源物质的短链脂肪酸,从而促进肠黏膜的增生[2];通过增强肠上皮细胞之间的紧密连接和促进肠上皮细胞增殖的作用,加强上皮细胞层的屏障功能[3],维持黏膜结构的完整性,阻止细菌及毒素等大分子物质的通过。 在免疫屏障方面:研究发现双歧杆菌、乳酸杆菌均可促进肠道相关淋巴组织产生SI g A,SI g A 可通过与细菌胞壁抗原决定簇结合包裹细菌,抑制细菌对肠上皮的黏附;作用于细菌表面,降低致病菌毒力;中和细菌、毒素、病毒;增强单核细胞的杀菌活性;调理吞噬细胞的吞噬功能;激活补体旁路与溶菌酶协同抗菌[4];可作为封闭抗体减少由I g M 免疫复合物活化补体后诱发的局部炎症,阻止有害抗原通过黏膜进入血循环,抑制全身免疫应答[5]。 可见,肠道细菌参加了三道黏膜屏障的构建。在创伤、烧伤、大出血、休克、严重感染、重型肝炎等应激状态下及放疗、化疗、胆道和肠道梗阻、长期使用肠道外营养和广谱抗菌素均可使定居于特定部位的正常菌群的数量与各菌种的比例发生较大幅度的变化,致革兰阴性菌对肠上皮的黏附增加、细菌过度生长、内毒素产生增加构成微生态失调。另外应急时肠黏膜代谢功能发生改变,上皮结构变化和(或)功能障碍,通透性增加,细菌和毒素进入其他组织和血循环 内,形成细菌和内毒素移位[6]。 肝负责机体的物质代谢及免疫防御功能,枯否氏细胞是防止肠源性细菌及毒素入侵的第一道防线,占全身吞噬细胞总量的70%,但同时也为炎症介质大量释放提供了物质基础。肝脏分泌的结合型胆汁酸在小肠部位对口腔、胃、回肠、盲肠来源的外籍菌有抑制作用,游离型胆汁酸在大肠内通过调节pH 而调节肠道菌群平衡[7]。肝病时,肝功能障碍,胆汁分泌减少,对外籍菌的抑制作用减弱可引起菌群失调;枯否氏细胞对进入门静脉系统的细菌及毒素的清除能力下降,使之直接进入体循环形成肠源性内毒素血症;门静脉压力增高引起肠道黏膜水肿,通透性增加,为细菌及内毒素移位创造了条件。 严重感染时病原菌的数量和毒力超过了机体本身和(或)局部的防御能力,使得易在肠道黏附、定植和繁殖,进而 导致机体微生态失衡[8] 。严重感染常破坏胃肠黏膜屏障,诱发胃肠功能障碍[9]。严重感染必然要选择强有力的广谱抗生素,若长期大量应用,在杀灭病原菌的同时也杀灭肠道敏感的专性厌氧菌,正常菌群结构遭破坏,定植抗力及生物拮抗功能消失,促使了条件致病菌和易产生耐药的大肠杆菌、克雷伯杆菌等及外源性耐药菌和真菌黏附到肠上皮细胞上,并得到优势生长和大量繁殖,扩大内毒素池,同时削弱了厌氧菌对细菌移位的抑制作用,是引发内源性肠道感染的潜在因素和肠源性感染的重要因素之一[4,10,11]。 在大手术、休克等应激状态下,内环境发生改变,常可引起肠黏膜屏障功能损伤,除可造成肠源性内毒素血症和细菌移位外,缺血/再灌注不仅损伤肠上皮细胞,还促进其表达细胞因子(I L 26,T NF )等增加肠黏膜的通透性,为内毒素的入血创造条件;同时使肠上皮细胞吞噬细菌增加而杀菌功能下降,促进细菌移位,感染远处器官[1]。 放疗、化疗可致机体免疫功能低下,免疫屏障受损,SI g A 产生减少,对吞入的微生物、毒素的杀灭、抑制和清除作用减弱。当机体免疫功能持续严重低下时可引起脓毒血症即肠源性感染[12]。 谷氨酰胺是肠上皮细胞及肠道相关淋巴组织生长的主要能量来源,是维持胃肠道结构和功能所必需的特殊中性氨基酸,是应激状态下肠黏膜的一个必需营养物质,可通过对I L 24和I L 210的调节增加SI g A 水平,防止肠腔内细菌过多附着于肠黏膜发生移位[13]。全胃肠外营养因缺乏该物质可引起肠黏膜萎缩,影响肠上皮细胞功能。专性厌氧菌的主要代谢产物短链脂肪酸尤其是丁酸,是结肠上皮细胞的主要营养来源,若缺乏促进专性厌氧菌生长的纤维食物的肠道供给或由于滥用广谱抗生素致肠道菌群失调长时间不能纠正,也可影响肠上皮细胞的生长[14],为细菌及内毒素的移位提供了机会。 胆道和肠道梗阻时,胆汁排出受阻,调节肠内PH 和对外籍菌的抑制作用减弱,肠道不能正常蠕动使“冲洗”机制失灵,长时间滞留的细菌过度生长,是细菌移位和内毒素产生的基本原因[12]。 可见肠黏膜屏障功能障碍、肠道细菌生态紊乱和机体(包括肠道本身)免疫功能受损是肠道细菌移位的重要诱发因素。细菌可以横向移位,即肠道的正常菌群由原定位向周围转移,如向上可移位至口咽部然后逆向定植引起肺炎,也可向肠黏 4 24Chinese Journal ofM icr oecol ogy,Aug 2008,Vol 120No 14

2016这一年有关肠道菌群相关研究精华一览(top10)

2016这一年，有关肠道菌群相关研究精华一览（TOP 10） 2016这一年，三大期刊Nature、Science和Cell纷纷发表肠道微生物组方面的重磅研究文章，这些文章从不同的角度揭示了肠道微生物组在人类健康和疾病中发挥着至关重要的作用。本文中小编盘点了近年来肠道微生物相关研究报道。 【1】Nature：肠道微生物竟是这样在幕后操纵我们的胖瘦的 6月9日，顶级期刊《自然》杂志刊登了耶鲁大学医学院Gerald I Shulman教授团队的研究论文(3)，他们的发现几近完美地解释了「肠道菌群究竟是如何引起肥胖的？」这一困扰学界多年的问题。 Shulman教授并不是偶然发现了这个秘密，早在2006年，由微生物领域大牛Jeffrey I. Gordon教授领衔的研究已经表明(4)，肠道微生物是肥胖的一个重要致病因素，尤其是微生物产生的某些短链脂肪酸可能是罪魁祸首。后来，越来越多的研究表明，短链脂肪酸与多食、肥胖和代谢综合症之间存在关联。但是研究人员一直不清楚短链脂肪酸究竟是如何导致肥胖的。 Shulman教授在前人的基础上，对那些短链脂肪酸展开了研究，最终发现醋酸盐（acetate）是导致肥胖的关键所在。

经过在小鼠体内复杂地探索与反复地验证，Shulman教授以小鼠为模型，帮我们还原了肠道微生物失衡引起啮齿动物肥胖的全过程。（梅斯医学公众号首页回复“ Nature：肠道微生物竟是这样在幕后操纵我们的胖瘦的”，即可查看详细内容）【2】Science：华人科学家揭示肠道微生物不会感染人体自身的机制 来自爱丁堡大学MRC炎症研究中心的科学家们揭示出了，免疫系统阻止我们肠道中的细菌渗入血液中引起败血症一 类全身性炎症的机制。并帮助解释了尽管在我们的肠道中自然存在大量的细菌，我们却不会遭受更多感染的原因。研究发现有可能会改善对危及生命的感染的治疗和预防。他们的论文发布在《科学》（Science）杂志上。 这些研究结果有可能促使开发出一些新方法来阻止全身感染——如果不能早期控制它们可以危及生命。这些称作为败血症或脓毒症的感染是危重患者的最大杀手之一。 爱丁堡大学MRC炎症研究中心的姚成灿（Chengcan Yao，音译）说：“肠道屏障损伤可以导致往往致命的疾病——败血症，它是危重病人最大的杀手之一。我们的研究揭示了可以用来帮助阻止败血症常见原因之一的一种新治疗方法。PGE2是前列腺素分子家族的一个成员，常用抗炎药物包括阿司匹林（aspirin）和布洛芬（ibuprofen）可以阻断前列腺素分子。这些药物是否会带来全身性炎症的风险，值得评估。

肠道菌群失调症中医治疗方法

肠道菌群失调症中医治疗方法 中药治疗：中医认为：“泄泻之本，无不由于脾胃”。急性泄泻病多偏实，责在脾胃;慢性泄泻病多为虚，每及脾肾。前者当清热化湿，后者应高补脾肾。中药中的清热解毒药对体液免疫有影响，如蒲公英、白花蛇舌草等能促进抗体生成，鱼腥草能提高备解素浓度，而备解素、C3、Mg++组成的备解系统对痢疾杆菌、沙门氏菌、绿脓杆菌等革兰氏阴性杆菌有一定杀灭作用，是机体产生抗体前的一种重要的非特异性的免疫防御功能。在应用中医辩证论治治疗肠道菌群失调时，均应考虑以上药物的作用，于清热化湿、补气健脾、和胃渗湿、温肾健脾等法中，适当配伍应用则效果比较理想。 (一)辨证施治： 1.感受寒湿 证候：发病较急，腹痛肠鸣，大便清稀甚至如水样，口不渴，或兼有恶寒发热，头痛鼻塞，肢体酸楚，舌苔白，脉濡。 治法：解表散寒，芳香化浊。 方药：霍香正气散《和剂局方》加减。霍香10克，紫苏10克，白芷10克，川朴6克，大腹皮10克，半夏6克，陈皮10克，茯苓10克，白术10克，甘草6克。若表邪重者可加荆芥、防风;胸闷纳呆，苔白腻，宜加苍术、泽泻。 2.湿热下迫 证候：腹痛即泻，泻下急迫，粪便黄褐而臭，肛门灼热，心烦口干，小便短赤，或兼发热恶风，舌红苔黄腻，脉滑数。 治法：清热利湿。 方药：葛根芩连场《伤寒论》加减。葛根15克，黄连9克，黄芩9克，甘草6克。可加银花、木通、车前子助其清热利湿，使表里双解，湿热分消，泄泻得止。湿邪重者可加藿香、佩兰、厚朴;热邪偏重者，可选添连翘、栀子、马齿苋。 3.脾胃虚弱 证候：大便溏泻，反复发作，时轻时重，脘闷，纳差，食后即欲大便，面色萎黄，精神倦怠，舌淡，苔薄白，脉缓弱。

肠道菌群研究方案设计汇总

肠道菌群研究方案设计汇总 研究菌群与疾病，从整体上看，无外乎三种模式：关联关系探究、因果关系探究和应用菌群干预疾病的研究。其实这三点即独立也相互关联。 一、疾病与菌群关联关系类研究 ①特征菌群类研究 此类研究目的主要是客观地描述人体菌群组成的特征，解释某种疾病或现象与其共生菌群的关系。 研究思路： 此类研究方法相对比较简单，设立疾病组和健康组，通过大样本量对比研究，确定特定人群的特征微生物组成。目前此类文章已经发表了很多很多，几乎各种疾病与肠道菌群的关系都有涉及，如今想发高分文章，选题角度一定要新颖，而且一般需要的样本量较大，最好能再结合代谢组学等其他组学做多组学关联分析，在找到差异菌群的同时，对差异的代谢通路进行关联分析，这样文章相对比较容易上档次。 ②菌群影响因素类研究 影响肠道菌群的因素有很多：遗传、生活方式、饮食习惯、运动、生活环境等都是影响肠道菌群平衡的重要原因。 例如：对新生婴儿菌群组成影响因素的研究，比如分娩方式、孕期饮食、喂养方式（母乳、提前添加辅食、配方奶粉）、早产儿等，研究对婴儿肠道菌群影响的因素，对后续指导和维护婴儿健康有重要的作用。

二、疾病与菌群因果关系类研究 ①细菌功能验证及疾病机理研究 潜在致病菌或有益菌的功能验证及疾病机理研究思路： 1.确定一种或几种目标菌，利用动物实验对该菌进行验证，通过分析临床理化指标，探讨该菌与疾病的关系。 2.收集处理后动物模型粪便样本，测序，探讨该菌如何影响肠道菌群致病或改善疾病； 3.结合临床指标、理化结果、微生物结果，综合分析作用机制。 ②疾病的发生发展与菌群相关性研究 研究思路：

三、菌群干预类研究 肠道菌群研究常用的干预手段： 研究思路： 1.研究治疗手段（不同药物干预、同药物不同剂量干预、干预不同天数、益生菌、粪菌移植等）对疾病的治疗效果（临床指标、理化指标等）。基于临床指标判断治疗效果。 2.比较疾病组、疾病干预组、及健康对照组微生物组成的差异 3.验证治疗手段是否是通过改变菌群后治疗效果 至于具体的研究方法，其实现在研究肠道菌群的方法无外乎16S rRNA 测序/宏基因组学测序+代谢组学，可以说这是目前最流行的做法了。代谢组学相对更接近表型，基因测序与代谢组学的结合，能够更全面的阐述深层次的机制问题。

鱼类肠道正常菌群研究进展_宋增福

第26卷第8期2007年8月 水产科学 F I S H E R I E S S C I E N C E V o l .26N o .8 A u g .2007 鱼类肠道正常菌群研究进展 宋增福1 ,吴天星 2 (1.上海水产大学生命学院,上海　200090;2.浙江大学化学系,浙江　杭州　310027) 关键词:鱼;肠道;正常菌群中图分类号:S 917.1 文献标识码:C 文章编号:1003-1111(2007)08-0471-04 收稿日期:2006-10-19;　修回日期:2006-11-29. 作者简介:宋增福(1971-),男,博士,研究方向:水产微生态与疾病防治;E-m a i l :z f s o n g @s h f u .e d u .c n .通讯作者:吴天星(1963-), 男,教授,博士生导师,研究方向:动物营养学与饲料科学;E-m a i l :w u t x @t i a n b a n g .c o m 鱼类肠道正常菌群是肠道的正常组成部分;是肠道微生物与宿主以及所处的水生环境形成的相互依赖、相互制约的微生态系;对营养物质的消化吸收、免疫反应以及器官的发育等方面具有其他因素不可替代的作用,并且影响到鱼类的生长、发育、生理和病理。笔者拟就鱼类肠道菌群的形成、结构与数量、生理功能以及影响菌群结构的因素、与益生菌的关系等方面加以综述。 1　鱼肠道正常菌群的形成 研究表明细菌最初的定植过程在幼鱼发育阶段是非常复杂的,通常受到多种因素的影响,但主要是决定于鱼卵表面、活的饵料和幼鱼饲养水体中的细菌[1-2]。处于孵化阶段的幼鱼具有一个发育不完全的消化道,其内是无菌的。处于孵化过程中的幼鱼主要依靠卵黄来供给营养物质,当其从卵中孵化出来,一旦接触到周围的水生环境和活饵料,多种细菌就开始在肠道上皮定植[3-7]。M r o g a 等[6]研究发现肠道菌群的主要来源是所摄取的活饲料而不是养殖水体。另有结果表明,最先定植的细菌能调节上皮细胞的基因表达,从而使最先定植的细菌与宿主肠道环境相适应,并且可以阻止在这个生态系统中后来的细菌的定植。因此,最初的细菌定植与成年最终稳定的肠道菌群组成结构具有高度相关性。然而,也有的试验结果表明肠道的菌群与鱼的饲料和水体环境中的细菌并不相同[8]。 2　鱼类肠道菌群的特性、组成及数量 鱼类肠道菌群细菌种类繁多,数量极大。有研究报道指出,淡水鱼肠内细菌的数量基本为105～108[9],而海水鱼肠内细菌的数量为106～108[10]。肠道的优势细菌为革兰氏阴性菌,同时也存在革兰氏阳性菌[11]。 由于鱼类的生存生长环境与陆生动物不同,因此,在肠道微生态系中其细菌的某些生理生化特征也表现出特异性。S m i t h 对鱼的肠道的大肠杆菌进行研究时就发现,鱼肠道的大肠杆菌可以液化明胶,不产生吲哚,而这些特性是从陆生动物肠道分离的大肠杆菌所不具备的。 不同种类的鱼之间,由于所处的水体环境、食性等因素,其肠道细菌组成和结构也不尽相同的。研究表明淡水鱼类肠道内专性厌氧菌以A 、B 型拟杆菌科等为主 [11-12] ,好 氧和兼性厌氧细菌则以气单胞菌属、肠杆菌科等为主[9]。乳酸菌在陆生动物是常驻菌,而在鱼类也是肠道菌群的组成部分。R i n g 等[13-19]曾对乳酸菌进行了系统研究。王红宁[20]对淡水养殖池中的鲤鱼肠道的菌群结构研究发现,在鲤鱼肠道中的需氧和兼行性厌氧菌的数量依次为:气单胞菌、酵母菌、大肠杆菌、假单胞菌、葡萄球菌、需氧芽孢杆菌。气单胞菌和酵母菌的数量更多。可以认为是肠道里的优势需氧、兼性厌氧菌。厌氧菌的数量依次是:拟杆菌、乳酸杆菌、梭状芽孢杆菌,其中拟杆菌数量最多,可以认为是肠道中的优势厌氧菌。尹军霞等[21]对淡水养殖池中的4种不同食性鱼—乌鳢、鲢、鳊、鲫的肠道壁菌群进行了定性、定量分析,发现不论是好氧菌还是厌氧菌,同种鱼前肠壁分布一般比中肠壁和后肠壁少;同一肠段相比,都是厌氧菌总数远大于好氧菌总数,一般相差2～3个数量级;不同鱼种之间,肠壁的好氧菌总数差别比厌氧菌总数差别大得多;厌氧菌中的乳酸球菌和双歧杆菌具有一定的正相关性。4种鱼肠道壁中的厌氧菌总数和双歧杆菌分布的规律是:肉食性的乌鳢>杂食性和广食性的鲫>食浮游植物为主的鲢>草食性的鳊,即鱼类肠道壁中的厌氧菌总数和双歧杆菌随着从草食性向肉食性发展而逐渐增加。R a c h e l 等[22]从淡水扁鲨和O s c a r s 以及南方比目鱼中分离到梭菌、革兰氏阴性菌属的梭菌、拟杆菌等细菌。因此,鱼类肠道的菌群组成结构随着鱼种类、食性、生长的环境的不同而呈现出差异。 3　鱼类肠道正常菌群的生理功能 肠道正常菌群在鱼类的生长发育过程中担当非常重要的作用,它既要参与营养物质的消化和吸收,同时又要担当机体的防御功能,维护机体的健康。3.1　营养功能 根据微生态的三流运转理论,微生态系统中存在能源 流动、物质交换和基因传递。动物、人类及植物的组织细胞与正常微生物之间以及正常微生物与正常微生物之间都存在着能源的交换。电镜观察发现肠上皮细胞表面的微绒毛与菌体细胞壁上的菌毛极为贴近,并有物质交换的迹象。 在鱼类肠道微生态环境中,正常菌群的建立通常被认为是对动物发育不完全肠道酶系的有益补充,尤其是在幼鱼发育阶段。它能合成分泌一些天然食物中不含有而宿主 DOI :10.16378/j .cn ki .1003-1111.2007.08.012

肠道菌群失调症诊断及治疗

肠道菌群失调症诊断及治疗 [诊断] 1，症状本证以严重腹泻或慢性腹泻为主要临床表现。在应用抗生素治疗过程中，如突然发生或原有腹泻加重，即可考虑继发本病。腹泻多为淡黄绿色水样便，有时如蛋花样。真菌感染可呈泡沫样稀便，有腥臭味，脓血便。个别病例粪便中漂浮有呈粉红色粘膜样碎片，大小不一。腹泻多数顽固，每日5一10次，甚至20余次。一般有轻度腹痛，少数伴恶心、呕吐，多有水电解质紊乱。重症可发生休克。 2，检查本证的检查是通过有关微生物实验室检查，即菌群定性定量分析。定性分析与一般微生物检查相同，如葡萄球菌肠炎粪便少，革兰染色可发现成堆的阳性葡萄球菌及中性多形核细咆，粪便培养可有大量的葡萄球菌生长。白色念珠菌性肠炎，可采用病理材料直接涂片，经氢氧化钾溶液处理并革兰染色，镜检可见成簇的卵圆形白色念珠菌，革兰染色阳性，细胞内着色不均匀，细菌培养可形成奶油色表现光滑细菌样菌落，带有酵母气味。但定性检查除三度比例失调(即菌群交替症)能检查出外，资阳水工医院专家表示其他比例失调则难以分析，尚需进一步做定量检查，以判断数值是否正常。定量检查首先需将粪便均质化，并按一定比例稀释，培养后须计算各类细菌菌落计数，以求出细胞总数值，手续比较麻烦，一般细菌实验室很少采用。定性定量检查相结合，分析致病菌的类型。 [鉴别诊断] 资阳水工医院专家提出肠道菌群失调有许多类型，除实验室检查外，还应结合临床进行鉴别。 1．葡萄球菌性肠炎多见于长期应用抗菌素(四环素、氨苄青霉素等)，肾上腺皮质激素和进行肠道手术的年老患者或慢性病患者。健康人10％一15％的肠道内带葡萄球菌，但不致病，当优势菌或脆弱类杆菌、大肠杆菌等因抗生素的应用被抑制或杀灭后，比较耐药的金葡菌即乘机繁殖而产生肠毒素，并引起以腹泻为主的临床症状。腹泻多于术后或用药后3—6日开始，日排黄绿色稀便3—20次，伴有腹胀。腹痛一般不重，吐泻严重者可伴有脱水、电解质紊乱、尿素氮升高、血压下降。 2．白色念珠菌性肠炎这是肠道菌群失调最常见的一种。多见于瘦弱的婴儿，消化不良、营养不良、糖尿病、恶性肿瘤或长期应用抗生素和激素的患者。一般多从上消化道开始，蔓延到食管，小肠，甚至肛周，鹅口疮常是白色念珠菌性肠炎最早的信号。如小肠粘膜糜烂或溃疡可引起频次的无臭粘液脓性粪便，有时可呈血性，也可呈水泻，伴有消化不良。不及时治疗，可扩散至呼吸道、泌尿道、甚至脑组织。 3．其他类型的肠道感染