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。
MRC炎症研究中心的Adriano Rossi教授补充说：“抑制我们肠道中数万亿的细菌对于维持健康至关重要。这项研究提供了有力的证据证实，一些重要介质及它们与特殊免疫细胞之间的互作维持了肠道屏障完整性，从而阻止了细菌从肠道渗漏到身体的其他部位。”MRC炎症研究中心的Rodger Duffin博士说：“在英国败血症每年导致约3.7万人死亡。它往往难于诊断及治疗，因此更好地了解相关免疫机制将帮助我们制定一些策略来改善患者的预后。”（梅斯医学公众号首页回复“ Science：华人科学家揭示肠道微生物不会感染人体自身的机制”，即可查看详细内容）
【3】Nature：终于知道减肥后体重不断反弹的原因了，与肠道微生物有关！
年大约4500万美国人试图靠节食来减肥，但很少能长期维持。近日发表于Nature的一项新研究中，研究人员揭示了肠道微生物可能在节食后体重反弹中起着至关重要的作用，而且他们已经找到了可能阻止这种情况发生的方法。
研究人员使用了反复肥胖的小鼠模型进行研究，通过饲喂大量脂肪，然后正常饮食，并重复来引起小鼠体重减轻与增加。在评估小鼠肠道微生物时，研究人员确定了肠道菌群对高脂肪饮食的特定变化，而且这些改变甚至可持续到小鼠正常饮食体重降低后。研究人员发现改变了的肠道微生物可减少对节食反应的两种黄酮类化合物（芹黄素和柚皮素）的水平，
而这两种黄酮类化合物是对健康大有益处的植物化合物。
另外，研究人员发现黄酮类化合物的减少干扰UCP-1 - a基因的表达，而这种基因在能量消耗或卡路里大量燃烧中发挥着作用。研究者猜测，可能这个过程导致体重反复增加。
研究人员认为他们的结果提示一种“后生物”治疗法，通过补
充因节食丢失的黄酮类化合物，可能会有效对抗节食后体重反弹。这种策略已证实在小鼠中有效，但还需要进一步研究确定这种策略是否对人类有效。
总而言之，该研究结果发现了促进节食后体重反弹的可能的微生物因素，且表明以微生物为靶向的疗法可能有助于诊断和治疗这种常见病。（梅斯医学公众号首页回复“ Nature：终于知道减肥后体重不断反弹的原因了，与肠道微生物有关！”，即可查看详细内容）
【4】mBio：红酒如何改变肠道微生物以预防心血管疾病？来自重庆营养和食物安全研究中心的一项新的研究表明，红酒中含有一种称为白藜芦醇的化合物，这种化合物可以改变肠道微生物从而减少心脏病的发生风险，该研究成果发表于mBio。
本研究中，Man-tian Mi博士想要探明白藜芦醇预防动脉粥
样硬化的机制。
他们进行了一系列的小鼠实验以探讨白藜芦醇是如何改变
肠道细菌群的，而这种改变可有益于动脉粥样硬化的预防。
研究结果表明，白藜芦醇可降低三甲胺-N-氧化物（TMAO）的水平，TMAO是动脉粥样硬化的发生发展的一个促进因素。白藜芦醇还可抑制肠道细菌的定植，这是TMAO产生所必须的。
在小鼠中，白藜芦醇可以增加拟杆菌门/硬壁菌门的比例，从而抑制普雷沃菌属的生长，增加拟杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌和Akkermansia的数量。（梅斯医学公众号首页回复“ mBio：红酒如何改变肠道微生物以预防心血管疾病？”，即可查看详细内容）
【5】Nature：肠道微生物菌群不平衡增加糖尿病风险
目前，科学家们认为导致胰岛素耐受性（insulin resistance）的主要因子是体重超重和缺乏身体活动。一项新的由欧盟资助的一个欧洲-中国团队开展的被称作MetaHit的突破性研
究发现特定的肠道细菌不平衡能够导致胰岛素耐受性，从而导致2型糖尿病等健康问题的风险增加。相关研究结果于2016年7月13日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Human gut microbes impact host serum metabolome and insulin sensitivity”。
在对277名非糖尿病丹麦人和75名2型糖尿病丹麦患者的研究中，这个团队分析了胰岛素的作用。他们监测了血液中1200多种代谢物的浓度，并且对人肠道中的上百种细菌进
行先进的基于DNA的分析以便探究肠道菌群的某些不平衡
是否与常见的代谢疾病和心血管疾病存在因果关系。
研究人员观察到，胰岛素作用能力下降因而具有胰岛素耐受性的人们拥有血液水平增加的支链氨基酸（branched-chain amino acid, BCAA）。重要的是，血液中BCAA水平上升与肠道菌群组成和功能发生的特定变化相关联。
论文共同作者、丹麦技术大学研究员Henrik Bjorn Nielsen 说，“这项研究代表医疗和技术上极其重大的进步。它时首次研究在单个分析中将血液代谢组学、微生物组和临床数据整合在一起。重要的是，这项分析评估了不同细菌物种在疾病关联性上的重要性，因此当一种特定的细菌转移到小鼠体内时，它能够让我们鉴定出这种导致胰岛素耐受性的细菌。” （梅斯医学公众号首页回复“ Nature：肠道微生物菌群不平衡增加糖尿病风险”，即可查看详细内容）
【6】Cell：新研究支持卫生假说，婴儿肠道微生物组影响自身免疫疾病
在一项新的研究中，来自美国布罗德研究所、芬兰赫尔辛基大学和阿尔托大学、诺华生物医学研究所和世界其他机构的研究人员（作为DIABIMMUNE研究团体的一部分）研究了来自三个不同国家的婴儿肠道微生物组，发现支持这种卫生假说的证据，而且指出细菌菌种之间的相互作用可能至少部分上能够解释在西方社会发现的免疫疾病增加。相关研究结果发表在2016年5月5日那期Cell期刊上，论文标题为
“Variation in Microbiome LPS Immunogenicity Contributes to Autoimmunity in Humans”。论文通信作者为Ramnik Xavier。论文共同第一作者是Tommi Vatanen、Aleksandar Kostic和Eva d’Hennezel。
芬兰与俄罗斯卡累利阿共和国的边界分隔开两个显著不同
的经济体：“西方化的”芬兰与更加传统的以农业为主的俄罗斯卡累利阿共和国的国民生产总值相差7倍。位于芬兰海湾的爱沙尼亚自从前苏联解体二十年来经济快速增长，生活水平增加。
DIABIMMUNE研究团体观察到这三个国家在遗传、气候和人口组成上较为一致，但是经济结构和生活水平存在较大的差别。几年来，这个团体每月在这三个国家收集婴儿粪便样品，进行实验室测试以便鉴定和定量检测组成这些婴儿肠道微生物组的细菌。此外，这个团体也针对母乳喂养、饮食、过敏症、感染和家族史等话题开展问卷调查。他们评价了从200多名年龄从1个月到3岁的婴儿收集到的所有数据，以便观察疾病发生率与肠道微生物组之间是否可能存在关联。通过描述这些粪便样品中的微生物组，研究人员发现芬兰、爱沙尼亚和俄罗斯卡累利阿共和国婴儿的肠道微生物组存
在显著差别：芬兰和爱沙尼亚婴儿的肠道微生物组以拟杆菌（Bacteroides）为主，而俄罗斯卡累利阿共和国婴儿在生命早期含有更多的双歧杆菌，而且在三年时间内，他们的肠道
微生物组整体上发生较大的变化。
Vatanen说，“我们只能猜测细菌群体上的这种差异为何存在；我们需要证实这种细菌群体差异可能产生什么影响。”为了做到这一点，研究人员对他们发现的细菌菌种的基因进行比较和对比。（梅斯医学公众号首页回复“ Cell：新研究支持卫生假说，婴儿肠道微生物组影响自身免疫疾病”，即可查看详细内容）
【7】Cell：血栓也可传染？肠道微生物或是重要媒介
近日，来自美国克利夫兰的科学家们在国际学术期刊Cell
上发表了一项最新研究进展，他们发现肠道微生物产生的代谢物TMAO能够影响血小板功能增加血栓形成风险。
血小板发挥正常功能对于血液凝固和保持循环系统的封闭
性具有重要意义。但是如果血小板功能过强则可能导致心脏代谢疾病以及血栓风险增加。
在这项最新研究中，研究人员发现肠道微生物通过产生氧化三甲胺（TMAO）直接促进血小板的超敏性，增加血栓风险。人群分析表明血浆中TMAO的水平足以预测三年内的血栓
风险（包括心脏衰竭，中风）。研究人员将血小板直接暴露
于TMAO，发现这会导致细胞内储存钙离子的释放增加，进而增强刺激依赖性的血小板激活。
研究人员利用饮食来源的胆碱，TMAO，无菌小鼠通过微生物移植等实验证明肠道微生物以及TMAO在调节血小板应
答敏感性以及血栓形成风险方面发挥一定作用，同时还发现微生物种群与血浆中的TMAO和血栓风险存在相关性。
总得来说，这项研究表明特定饮食成分，肠道微生物，血小板功能以及血栓风险这些因素之间存在密切关联，这对于未来通过饮食预防血栓形成以及血栓疾病的临床治疗具有重要意义。（梅斯医学公众号首页回复“ Cell：血栓也可传染？肠道微生物或是重要媒介”，即可查看详细内容）
【8】Gut：原发性硬化性胆管炎、溃疡性结肠炎、健康人群的肠道微生物差异
肠道微生物可以影响肠道、肝、胆的免疫反应。研究者比较了原发性硬化性胆管炎（PSC）和健康对照组（HC）以及没有肝脏疾病的溃疡性结肠炎患者的肠道微生物特点。
方法：研究者前瞻性地收集了543份粪便样本。经过严格的排除过程后，对细菌DNA进行16S rRNA基因测序。PSC 和HC随机分到探索面板或验证板，只有两个面板均报道了显著性差异(p
结果：PSC (N=85)与HC (N=263)相比，细菌多样性显著下降（p
健康研讨：肠道菌群生物学意义与婴幼儿过敏性疾病 益生菌哪个品牌好抗过敏益生菌“台敏乐”典型代表新选择 摘要：肠道菌群是一个被遗忘的“器官”，其在宿主消化营养免疫发育等诸多方面发挥着极为重要的作用。０～３岁是婴幼儿肠道菌群建立的关键时间窗，其与肠道免疫系统的成熟同步，是形成免疫耐受的关键时期，如果这一时期肠道菌群发生紊乱，可导致免疫耐受破坏，引起婴幼儿过敏性疾病。近年来流行病学调查和实验研究提示婴幼儿早期肠道菌群紊乱与过敏性疾病的发生发展密切相关，本研究就婴幼儿常见过敏性疾病如特应性皮炎、食物过敏、哮喘、过敏性鼻炎等与肠道菌群的相关性进行综述。 2004年世界变态反应组织（WAO）针对全球过敏展开了一项调查，调查结果于2006年公布：在33个国家进行的过敏性疾病流行病学调查，结果显示这些国家的13.9亿人口中，约22％患有不同种类的过敏性疾病。过敏性疾病的发生发展有着一定的自然规律，婴幼儿最早出现的过敏问题是特应性皮炎和食物过敏，可持续数年，并逐步发展成过敏性鼻炎和哮喘。本研究就肠道菌群与婴幼儿过敏性疾病的关系，以及几种常见的儿童过敏性疾病作一综述。 一、肠道菌群的建立及生物学意义 新生儿刚出生时胎粪是无菌的，出生后大约２ｈ即可从肠道检出大肠埃希菌、肠球菌、葡萄球菌等，即微生物开始在肠道定植，最终形成以厌氧菌为优势菌的菌群结构，此过程一般需３年左右的时间。伴随着肠道菌群的定植，宿主的黏膜屏障和免疫系统也在发育成熟，主要体现在出生后肠上皮细胞增殖增强，淋巴细胞开始迁移分化。出生后到脱奶期（0-1岁）是To11样受体（To11－like receptor,TLR）介导的免疫耐受形成的关键时间窗，期间肠道菌群的异常定植会导致ＴＬＲ表达异常，免疫耐受无法正常形成。婴幼儿肠道菌群的建立受分娩方式、喂养方式、环境卫生和抗生素应用等多种因素的影响。健康成人肠道栖息着约1014个细菌，多达近1000～1150种细菌。肠道菌群承载着人类后天获得基因，参与人类正常生理和疾病病理过程，是被遗忘的特殊器官。生理状态下，肠道菌群的功能主要体现在以下方面。 １、维持和增强肠道黏膜屏障：肠道内的共生菌通过占位性保护效应、营养代谢产生有机酸和拮抗作用发挥生物屏障功能。 ２、促进固有和获得性免疫的发育成熟：肠道菌群能够通过不断刺激局部或着全身免疫应答来促进肠黏膜相关淋巴组织（gut-associated lymphoid tissues,GALT）的发育，可激发Th1免疫应答，平衡Th1/ Th2，共生菌DHN特定的CpG基序能刺激Th1细胞分化。 ３、刺激肠道分泌sIgA: sIgA黏附于肠道黏液层，阻止病原微生物的黏附并促使其随肠道蠕动排出体外。 ４、参与免疫耐受的形成。肠道共生菌通过抑制转录因子NFKB的活性（普氏粪杆菌），或通过抑制NFKB的抑制剂IKB的磷酸化、泛素化、降解，或通过促进NFKB的亚基ReIA出核，减弱其转录因子功能（多形拟杆菌），从而达到抑制炎症反应的作用。 二．过敏性疾病的发生机制 过敏性疾病的发生是由遗传因素和环境因素两者相互作用的结果。近年来过敏性疾病的发病率显著升高，这显然已经不能简单地用遗传因素来解释。Strachan提出的“卫生假说”认为，生命早期因缺少细菌、病毒、寄生虫等微生物的接触，从而导致免疫系统发育不成熟，进而增加了患过敏性疾病的可能性。细菌和病毒感染引发的自然免疫可以诱导Th1细胞因子的释放，胎儿及初生时免疫反应以为主，随着出生后环境中抗原的刺激，免疫反应逐渐向Th1转化，达到“Th1／Th2平衡”。如今随着家庭大小、生长环境、个人卫生、生活方式的不断改善，“过度卫生”的环境使得婴幼儿受环境中抗原刺激的机会减少，造成机体免疫反应向Th2偏移，分泌的ＩＬ－４、ＩＬ－５、ＩＬ－１３等细胞因子增多，刺激Ｂ细胞产生
肠道菌群失调与婴幼儿过敏性疾病发病有密切关系 肠道菌群是一个被遗忘的“器官”，其在宿主消化营养免疫发育等诸多方面发挥着极为重要的作用。０～３岁是婴幼儿肠道菌群建立的关键时间窗，其与肠道免疫系统的成熟同步，是形成免疫耐受的关键时期，如果这一时期肠道菌群发生紊乱，可导致免疫耐受破坏，引起婴幼儿过敏性疾病。近年来流行病学调查和实验研究提示婴幼儿早期肠道菌群紊乱与过敏性疾病的发生发展密切相关，本研究就婴幼儿常见过敏性疾病如特应性皮炎、食物过敏、哮喘、过敏性鼻炎等与肠道菌群的相关性进行综述。 2004年世界变态反应组织（WAO）针对全球过敏展开了一项调查，调查结果于2006年公布：在33个国家进行的过敏性疾病流行病学调查，结果显示这些国家的13.9亿人口中，约22％患有不同种类的过敏性疾病。过敏性疾病的发生发展有着一定的自然规律，婴幼儿最早出现的过敏问题是特应性皮炎和食物过敏，可持续数年，并逐步发展成过敏性鼻
炎和哮喘。本研究就肠道菌群与婴幼儿过敏性疾病的关系，以及几种常见的儿童过敏性疾病作一综述。 一、肠道菌群的建立及生物学意义 新生儿刚出生时胎粪是无菌的，出生后大约２ｈ即可从肠道检出大肠埃希菌、肠球菌、葡萄球菌等，即微生物开始在肠道定植，最终形成以厌氧菌为优势菌的菌群结构，此过程一般需３年左右的时间。伴随着肠道菌群的定植，宿主的黏膜屏障和免疫系统也在发育成熟，主要体现在出生后肠上皮细胞增殖增强，淋巴细胞开始迁移分化。出生后到脱奶期（0-1岁）是To11样受体（To11－like receptor,TLR）介导的免疫耐受形成的关键时间窗，期间肠道菌群的异常定植会导致ＴＬＲ表达异常，免疫耐受无常形成。婴幼儿肠道菌群的建立受分娩方式、喂养方式、环境卫生和抗生素应用等多种因素的影响。健康成人肠道栖息着约1014个细菌，多达近1000～1150种细菌。肠道菌群承载着人类后天获得基因，参与人类正常生理和疾病病理过程，是被遗忘的特殊器官。生理状态下，肠道菌群的功能主要体现在以下方面。 １、维持和增强肠道黏膜屏障：肠道的共生菌通过占位性保护效应、营养代产生有机酸和拮抗作用发挥生物屏障功能。 ２、促进固有和获得性免疫的发育成熟：肠道菌群能够通过不断刺激局部或着全身免疫应答来促进肠黏膜相关淋巴组织（gut-associated lymphoid tissues,GALT）的发育，可激发Th1免疫应答，平衡Th1/ Th2，共生菌DHN特定的CpG基序能刺激Th1细胞分化。
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
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
Nature Genetics上的肠道菌群GWAS研究是怎么做的 木子君 肠道菌群与人类健康的密切关系越来越受到重视，已经成为时下最热门的研究方向之一。被称为人类“第二基因组”的肠道菌群除了受到环境、饮食、疾病等因素的影响以外，还在一定程度上受到遗传因素影响，也就是说肠道微生物会受到宿主基因的控制。例如已报道的乳糖编码基因（lactase gene，LCT）与双歧杆菌的关联性(Goodrich, Davenport et al. 2016)。尽管这种概念已被广泛接受，但是基于GWAS的肠道菌群研究还很有限，到底有多少微生物受到宿主基因的影响，以及这种关联如何影响健康和疾病的发生，都非常值得研究。 那么一篇肠道菌群的GWAS研究如何做，怎样才能发到高水平的期刊呢？今天就以2016年发表在Nature Genetics上的一篇文章为例，讲讲肠道菌群的GWAS研究思路。 Genome-wide association analysis identifies variation in vitamin D receptor and other host factors influencing the gut microbiota 本文主要利用1812人样本集进行GWAS研究，发现了一系列影响肠道菌群induvidual bacteria 和β-diversity的SNP。之后针对VDR基因上的SNP为例，研究了该基因影响肠道微生物的机制。 大致可以把这篇文章的思路分为三步： 下面我们看看作者如何一步步有理有据地走下来。 第一步：全基因组关联分析 本文的数据来自两个人群（PopGen和FoCus），共1812个样本有肠道微生物的16S测序以及SNP芯片数据。同时还有性别，年龄，吸烟状况，饮食情况等一些对于肠道微生物有影响的环境因素数据。 1. 前期处理 1.1 协变量 在做关联分析之前，要先确定协变量，校正其他因素对于肠道微生物的影响。经过相关性分析发现年龄，性别，吸烟，饮食等情况对于肠道微生物的影响都是显著的（图1），因此都被纳入关联分析作为协变量。
作者简介：窦会娟（1977-），女，硕士，副教授，从事微生物生态学方面研究，Email：douhj106@163．com 通讯作者：窦会娟·综述· 肠道菌群研究方法进展 窦会娟，郭文涛，王婷婷，李林珂 漯河医学高等专科学校，河南漯河462000 摘要：肠道正常微生物在平衡人体健康和疾病的过程中起着重要作用，如何对肠道菌群的丰度与数量变化进行全面分析是开展肠道微生态研究的瓶颈问题。通过查阅大量资料，总结了当前肠道菌群研究常用的方法及每种方法的优缺点，为进一步深入进行肠道微生态方面的研究提供参考。 关键词：肠道菌群；分离培养技术；基因检测技术；质谱技术 中图分类号：Ｒ378文献标志码：A文章编号：1005-376X（2014）01-0119-03 DOI编码：10．13381/j．cnki．cjm．201401032 Progress on the research technology of intestinal flora DOU Hui-juan，GUO Wen-tao，WANG Ting-ting，LI Lin-ke Luohe Medical College，Luohe462000，China Corresponding author：DOU Hui-juan，Email：douhj106@163．com Abstract：Intestinal microorganisms play an important role in the maintenance of human health and prevention of disease．It is very important to analyze the intestinal flora well for further researches．Based on a number of refer-ence literatures，we summarized most of the methods used in studying the intestinal flora，as well as the advantages and disadvantages of each method，in order to provide useful reference for further studies on gut microflora． Key words：Intestinal flora；Isolation and culture；Genetic testing；Mass spectrometry 人体肠道中的微生物有1000多种，总重量大约为1．0 1．5kg，总数在1014个以上，相当于人体所有组织细胞总数的10倍。肠道正常微生物在平衡人体健康和疾病的过程中起着重要作用［1］，肠道微生物群落及其对人类健康的影响近年来已成为广受关注的热点。肠道菌群分析是进行复杂微生态系分析的基础，如何对肠道菌群丰度与数量变化进行全面分析是开展微生态研究的瓶颈问题。现将肠道菌群研究方法的进展做一综述，方便肠道微生态研究者进行参考。 1基于分离、培养的方法 该方法一般是采用各种选择性培养基培养细菌，将各种细菌分离并根据染色、生化反应及血清学实验等方法对细菌进行鉴定，同时可进行倍比稀释和菌落计数来测定活菌数量。此方法比较成熟，依然被许多进行肠道菌群的研究者采用。例如陈琛等［2］研究了中草药对小鼠肠道的影响，在研究中采用分离培养、生理生化鉴定的的方法鉴定出了小鼠肠道菌群中的乳杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、肠球菌。李建婷等［3］采用选择性培养基分离培养细菌，研究了王氏保赤丸对小鼠肠道菌群的影响。O'Keefe等［4］发现7α-去羟化菌在结直肠癌高风险人群肠道菌群中的比例显著高于低风险人群，而植物乳酸杆菌（Lactobacilli plantarum）在高风险人群肠道菌群中的比例则显著低于低风险人群。 对环境中获得的细菌菌株进行培养有助于全面、完整地研究细菌的功能和不同生长条件下的生理活性。例如，Falony等［5］以果寡糖为唯一碳源，将长双歧杆菌株（Bifidobacterium longum）BB536分别与来源于人体肠道的丁酸盐产生菌株Anaerostipes caccae DSM14662和Ｒoseburia intestinalis DSM14610进行共培养，发现了这些细菌之间两种不同的交叉互养（Cross-feeding）模式，作者提示，这些行为的揭示有助于理解肠道微生态系统中各种细菌对营养成分的利用情况和各种细菌之间的互作。但自然界中有90% 99%的微生物用传统方法无法培养出来，因此该方法只能对部分的菌群进行分析，而且耗时。
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
转自《生物学通报》2004年第39卷第3期，26页。 肠道菌群与疾病 尹军霞 (绍兴文理学院生物学系浙江绍兴312000) 林德荣 (绍兴第二医院肿瘤科浙江绍兴312000) 摘要：一般情况下，肠道茵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，形成肠道茵群失调，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症或多器官功能衰竭。本文对肠道菌群在种类、数量、比例、定位和疾病的关系以及调整肠道菌群失调的措施作了简单的介绍。 1 肠道菌群一般介绍 刚出生的婴儿由于在子宫内是处于无菌的环境．所以肠道内是无菌的，出生后，细菌迅速从口及肛门侵人，2 h左右，其肠道内很快有肠球菌、链球菌和葡萄球菌等需氧菌植入，以后随着饮食，肠道就有了更多的不同菌群进驻，3 d后细菌数量接近高峰…。而一个健康成人胃肠道细菌大约有1014个，由30属、500种组成，包括需氧、兼性厌氧菌和厌氧菌。从来源上看，有常住菌和过路菌两种，前者是并非由口摄入，在肠道内保持稳定的群体；而后者则由口摄入并经胃肠道。常住菌是使过路菌不能定植的一个因素。 人体胃肠道各部位定植的细菌的数量和种类不同：胃内酸度高，含大量消化酶，不适合细菌成长，所以胃内菌数量很少，总菌数0～103个，主要是一些需氧抗酸性细菌，如链球菌、乳杆菌等。而小肠是个过渡区，虽然pH值稍偏碱，但含有消化酶，蠕动强烈，肠液流量大，足以将细菌在繁殖前冲洗到远端回肠和结肠。所以，小肠菌量在胃和结肠之间逐渐增多；空肠菌数105个，仍以需氧菌为主；回肠菌较多，总菌数103-107个，以厌氧菌为主，如拟杆菌、双歧杆菌等；结肠内菌量最多达1011-1012个，厌氧菌占绝对优势，占98％以上，菌种也达300多种，干大便的重量近1／3是由细菌组成。 同一肠道，不同类菌的空间分布也不相同。总的来说，人体肠道菌群在肠腔内形成3个生物层：深层的紧贴粘膜表面并与粘膜上皮细胞粘连形成细菌生物膜的菌群称为膜菌群，主要由双歧杆菌和乳酸杆菌组成，这两类菌是肠共生菌，是肠道菌中最具生理意义的两种细菌，对机体有益无害；中层为粪杆菌、消化链球菌、韦荣球菌和优杆菌等厌氧菌；表层的细菌可游动称为腔菌群，主要是大肠杆菌、肠球菌等好氧和兼性好氧菌…。 肠道菌群的种类和数量只是相对稳定的，它们受饮食、生活习惯、地理环境、年龄及卫生条件的影响而变动。 正常情况下，肠道菌群、宿主和外部环境建立起一个动态的生态平衡，对人体的健康起着重要作用。 1．1 防御病原体的侵犯 1)直接作用
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
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。
婴幼儿肠道菌群定殖及对健康的影响研究进展 李勇超1,2，张 波1,2,* （1.北京联合大学功能食品科学技术研究院，北京 100191；2.北京联合大学应用文理学院，北京 100191）摘?要：新生儿的肠道菌群主要来源于母体和新生儿之间的菌群交换。婴儿肠道菌群的定殖和发育对婴幼儿期乃至成年以后的健康有着重要的影响。剖腹产、抗生素的使用以及人工喂养是影响母婴微生物交换的主要因素，同时也将增加婴儿患免疫以及代谢疾病的风险。 关键词：孕妇；肠道菌群；剖腹产；抗生素；人工喂养 Recent Progress in Research on Intestinal Microbiota Development in Infants and Its Effect on Health LI Yongchao 1,2, ZHANG Bo 1,2,* (1. Research Institute for Science and Technology of Functional Food, Beijing Union University, Beijing 100191, China; 2. College of Applied Arts and Science, Beijing Union University, Beijing 100191, China)Abstract: The gastrointestinal microbiome is determined by maternal-offspring exchanges of microbiota. The colonization and development of the gastrointestinal microbiome plays an important role in the health of infants and adults. The maternal-offspring exchanges of microbiota are affected by several factors, including cesarean section, perinatal antibiotics and formula feeding, which can increase the risks of metabolic and immune diseases. Key words: pregnancy; gastrointestinal microbiome; cesarean section; antibiotics; formula feeding DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601044 中图分类号：R151.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2016）01-0258-05 引文格式： 李勇超, 张波. 婴幼儿肠道菌群定殖及对健康的影响研究进展[J]. 食品科学, 2016, 37(1): 258-262. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601044. https://www.doczj.com/doc/7f4253046.html, LI Yongchao, ZHANG Bo. Recent progress in research on intestinal microbiota development in infants and its effect on health[J]. Food Science, 2016, 37(1): 258-262. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601044. https://www.doczj.com/doc/7f4253046.html, 收稿日期：2015-04-17 基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD33B06）；北京联合大学校级科研项目 作者简介：李勇超（1991—），男，硕士研究生，研究方向为生物活性物质的功能与毒理。E-mail ：liyongchaoyx@https://www.doczj.com/doc/7f4253046.html, *通信作者：张波（1962—），女，教授，博士，研究方向为生物活性物质的功能与毒理。E-mail ：zhangbo_wl@https://www.doczj.com/doc/7f4253046.html, 肠道微生物结构和功能已成为目前生命科学和医学领域的研究热点。婴儿体内的微生物数量与组成主要受母体因素的影响，这些因素主要包括孕妇健康状态、分娩方式、婴儿喂养方式、孕期及婴儿抗生素的使用等。大量的流行病学资料表明，母体孕期肠道微生物的组成与数量对婴儿肠道微生物的定殖与发育以至对成年以后的代谢与免疫疾病有重要的影响。母体孕期肠道微生物又受多重因素的影响包括疾病、微生物感染以及抗生素的使用等。因此，保证母体孕期的肠道微生物平衡对胎儿和婴幼儿的健康发育至关重要。本文主要阐述孕期母体微生物与婴幼儿肠道微生物定殖和发育的关系，为提高人类健康水平以及制定可行的治疗方案提供理论依据。 1 婴幼儿肠道菌群与免疫及代谢的关系 肠道菌群能够产生多种酶，参与营养物质的代谢， 对人体的代谢功能起着至关重要的作用。肠道菌群对人体的免疫功能也有着重要的作用，不仅可以促进免疫细胞的分化、免疫器官的成熟，而且还可以调节人体的免疫机能，如抗体的生成、T 细胞分化以及增强巨噬细胞的吞噬功能等。 新生儿肠道菌群的发育和成熟主要取决于母体和新生儿之间的菌群交换。目前的研究表明，抗生素的使用、剖腹产以及人工喂养均可影响婴儿肠道菌群的平衡。剖腹产破坏了母婴之间肠道菌群的交换，使新生儿突然从子宫环境来到外界环境，造成新生儿的肠道菌群
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。
2019年4月第27卷一第2期中国实验动物学报ACTA LABORATORIUM ANIMALIS SCIENTIA SINICA April 2019Vol.27一No.2黄树武,闵凡贵,王静,等.常见SPF 级小鼠和大鼠肠道菌群多样性研究[J].中国实验动物学报,2019,27(2):229-235.Huang SW,Min FG,Wang J,et al.Diversity of intestinal flora in commonly used SPF mice and rats [J].Acta Lab Anim Sci Sin,2019,27(2):229-235.Doi:10.3969/j.issn.1005-4847.2019.02.016 [基金项目]广东省科技计划项目(2016A030303024,2017B030314171,2017A070702001,2018B030317001)三 Funded by Science and Technology Planning Project of Guangdong Province (2016A030303024,2017B030314171,2017A070702001, 2018B030317001).[作者简介]黄树武(1990 ),男,医学学士,研究方向:实验动物质量监测和微生物学研究三Email:hsw2015@https://www.doczj.com/doc/7f4253046.html, [通信作者]潘金春(1979 ),男,副研究员,研究方向:实验动物质量监测和比较医学研究三Email:jcpan@https://www.doczj.com/doc/7f4253046.html, 常见SPF 级小鼠和大鼠肠道菌群多样性研究 黄树武,闵凡贵,王静,潘金春? (广东省实验动物监测所,广东省实验动物重点实验室广东广州一510663)一一?摘要?一目的一研究常见SPF 级小鼠和大鼠的肠道菌群多样性三方法一分别采集广东地区三家实验动物生产单位的C57BL /6二ICR二BALB /c 小鼠和Wistar二SD 大鼠的盲肠内容物样品,用细菌16S rDNA 通用引物扩增V4-V5 区域,采用Illumina Miseq 2?300bp 测序平台进行测序,使用生物信息学方法进行微生物群落分析二Alpha 多样性分析与Beta 多样性分析三结果一对序列去杂优化后OTU 聚类分析,稀释性曲线说明本次测序的数据量合理;实验小鼠和大鼠肠道菌群共分成八个门,其中拟杆菌门(Bacteroidetes )二厚壁菌门(Firmicutes )占据主要地位,属水平上主要是拟杆菌属(Bacteroides )二Hungatella 二副杆状菌属(Parabacteroides )二乳酸杆菌属(Lactobacillus )等;样品间差异性分析显示相同设施来源动物的菌群组成相似性较高;Alpha 分析结果显示来源于同种设施的动物物种丰富度相近;Beta 分析显示相同设施动物的肠道菌群差异较小,但品系对肠道菌群差异性有所影响三结论一不同来源设施的饲养环境是动物肠道菌群多样性的主要影响因素,不同品系对肠道菌群多样性有一定影响三 ?关键词?一小鼠;大鼠;肠道菌群;Illumina miseq ?中图分类号?Q95-33一一?文献标识码?A一一?文章编号?1005-4847(2019)02-0229-07Diversity of intestinal flora in commonly used SPF mice and rats HUANG Shuwu,MIN Fangui,WANG Jing,PAN Jinchun ?(Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute,Guangdong Provincial Key Laboratory of Laboratory Animals, Guangzhou 510663,China)Corresponding author:PAN Jinchun.E-mail:jcpan@https://www.doczj.com/doc/7f4253046.html, ?Abstract ?一Objective 一To study the diversity of intestinal flora in commonly used SPF mice and rats.Methods The cecum contents of C57BL /6,ICR,BALB /c mice as well as Wistar and SD rats were collected from three experimental animal production units in the Guangdong area.The V4-V5region was amplified using 16S rDNA primers and sequenced by the Illumina Miseq 2x 300bp sequencing platform.Microbial community analysis,alpha diversity analysis,and beta diversity analysis were carried out by bioinformatics.Results 一In OTU cluster analysis after sequence removal optimization,the dilution curve indicated that the data quantity of the sequencing was reasonable.The intestinal microflora of mice and rats were divided into eight phyla.Bacteroidetes and Firmicute phyla occupied the main position,mainly in the level of Bacteroides ,followed by the genuses Hungatella and Parabacteroides and then Lactobacillus.Analysis of the differences among the samples showed that the flora composition of animals from the same facility,and that of the same strains from the same facility was also similar.Alpha analysis showed that the species richness was similar in animals from the same facility,and beta analysis showed little difference in intestinal flora of the same origin animals.Moreover,the strain had an effect on the difference of intestinal flora.Conclusions 一The origin is the main factor influencing the diversity of intestinal flora,and