The tantalizing links between gut microbes and the brain
诱人的肠道微生物与大脑之间的联系
Neuroscientists are probing the idea that intestinal microbiota might influence brain development and behaviour.
神经科学家正在调查认为肠道菌群可能会影响大脑发育和行为。
Peter Andrey Smith
彼得·安德烈史密斯
14 October 2015 Corrected: 16 October 2015
Illustration by Serge Bloch
Nearly a year has passed since Rebecca Knickmeyer first met the participants in her latest study on brain development. Knickmeyer, a neuroscientist at the University of North Carolina School of Medicine in Chapel Hill, expects to see how 30 newborns have grown into crawling, inquisitive one-year-olds, using a battery of behavioural and temperament tests. In one test, a child's mother might disappear from the testing suite and then reappear with a stranger. Another ratchets up the weirdness with some Halloween masks. Then, if all goes well, the kids should nap peacefully as a noisy magnetic resonance imaging machine scans their brains.
“We try to be prepared for everything,” Knickmeyer says. “We know exactly what to do if kids make a break for the door.”
Knickmeyer is excited to see something else from the children — their faecalmicrobiota, the array of bacteria, viruses and other microbes that inhabit their guts. Her project (affectionately known as 'the poop study') is part of a small but growing effort by neuroscientists to see whether the microbes that colonize the gut in infancy can alter brain development.
The project comes at a crucial juncture. A growing body of data, mostly from animals raised in sterile, germ-free conditions, shows that microbes in the gut influence behaviour and can alter brain physiology and neurochemistry.
In humans, the data are more limited. Researchers have drawn links between gastrointestinal pathology and psychiatric neurological conditions such as anxiety, depression, autism, schizophrenia and neurodegenerative disorders — but they are just links.
“In general, the problem of causality in microbiome studies is substantial,” says Rob Knight, a microbiologist at the University of California, San Diego. “It's very difficult to tell if microbial differences you see associated with diseases are causes or consequences.” There are many outstanding questions. Clues about the mechanisms by which gut bacteria might interact with the brain are starting to emerge, but no one knows how important these processes are in human development and health.
That has not prevented some companies in the supplements industry from claiming that probiotics —bacteria that purportedly aid with digestive issues —can support emotional well-being.
Pharmaceutical firms, hungry for new leads in treating neurological disorders, are beginning to invest in research related to gut microbes and the molecules that they produce.
Scientists and funders are looking for clarity. Over the past two years, the US National Institute of Mental Health (NIMH) in Bethesda, Maryland, has funded seven pilot studies with up to US$1 million each to examine what it calls the 'microbiome–gut–brain axis' (Knickmeyer's research is one of these studies). This year, the US Office of Naval Research in Arlington, Virginia, agreed to
pump around US$14.5 million over the next 6–7 years into work examining the gut's role in cognitive function and stress responses. And the European Union has put €9 million (US$10.1 million) towards a five-year project called MyNewGut, two main objectives of which target brain development and disorders.
Nature special:
Human microbiota
The latest efforts aim to move beyond basic observations and correlations —but preliminary results hint at complex answers. Researchers are starting to uncover a vast, varied system in which gut microbes influence the brain through hormones, immune molecules and the specialized metabolites that they produce.
“There's probably more speculation than hard data now,” Knickmeyer says. “So there's a lot of open questions about the gold standard for methods you should be applying. It's very exploratory.”
Gut reactions
Microbes and the brain have rarely been thought to interact except in instances when pathogens penetrate the blood–brain barrier — the cellular fortress protecting the brain against infection and inflammation. When they do, they can have strong effects: the virus that causes rabies elicits aggression, agitation and even a fear of water. But for decades, the vast majority of the body's natural array of microbes was largely uncharacterized, and the idea that it could influence neurobiology was hardly considered mainstream. That is slowly changing.
Studies on community outbreaks were one key to illuminating the possible connections. In 2000, a flood in the Canadian town of Walkerton contaminated the town's drinking water with pathogens such as Escherichia coli and Campylobacter jejuni. About 2,300 people suffered from severe gastrointestinal infection, and many of them developed chronic irritable bowel syndrome (IBS) as a direct result.
During an eight-year study1 of Walkerton residents, led by gastroenterologist Stephen Collins at McMaster University in Hamilton, Canada, researchers noticed that psychological issues such as depression and anxiety seemed to be a risk factor for persistent IBS. PremyslBercik, another McMaster gastroenterologist, says that this interplay triggered intriguing questions. Could
psychiatric symptoms be driven by lingering inflammation, or perhaps by a microbiome thrown out of whack by infection?
The McMaster group began to look for answers in mice. In a 2011 study2, the team transplanted gut microbiota between different strains of mice and showed that behavioural traits specific to one strain transmitted along with the microbiota. Bercik says, for example, that “relatively shy” mice would exhibit more exploratory behaviour when carrying the microbiota of more-adventurous mice. “I think it is surprising. The microbiota is really driving the behavioural phenotype of host. There's a marked d ifference,” Bercik says. Unpublished research suggests that taking faecal bacteria from humans with both IBS and anxiety and transplanting it into mice induces anxiety-like behaviour, whereas transplanting bacteria from healthy control humans does not.
Such results can be met with scepticism. As the field has developed, Knight says, microbiologists have had to learn from behavioural scientists that how animals are handled and caged can affect things such as social hierarchy, stress and even the microbiome.
And these experiments and others like them start with a fairly unnatural model: germ-free — or 'gnotobiotic' —mice. These animals are delivered by Caesarean section to prevent them from picking up microbes that reside in their mothers' birth canals. They are then raised inside sterile isolators, on autoclaved food and filtered air. The animals are thus detached from many of the communal microbes that their species has evolved with for aeons.
In 2011, immunologist Sven Pettersson and neuroscientist Rochellys Diaz Heijtz, both at the Karolinska Institute in Stockholm, showed that in lab tests, germ-free mice demonstrated
less-anxious behaviour than mice colonized with natural indigenous microbes3. (Less anxiety is not always a good thing, evolutionarily speaking, for a small mammal with many predators.) When the Karolinska team examined the animals' brains, they found that one region in germ-free mice, the striatum, had higher turnover of key neurochemicals that are associated with anxious behaviour, including the neurotransmitter serotonin. The study also showed that introducing adult germ-free mice to conventional, non-sterile environments failed to normalize their behaviour, but the offspring of such 'conventionalized' mice showed some return to normal behaviour, suggesting that there is a critical window during which microbes have their strongest effects.
By this time, many researchers were intrigued by the mounting evidence, but results stemmed mostly from fields other than neuroscience. “The groups working on this are primarily gut folks, with a few psychology-focused p eople collaborating,” says Melanie Gareau, a physiologist at the University of California, Davis. “So the findings tended to describe peripheral and behavioural changes rather than changes to the central nervous system.”
Innovations in the microbiome
But Pettersson and Diaz Heijtz's research galvanized the field, suggesting that researchers could get past observational phenomenology and into the mechanisms affecting the brain. Nancy Desmond, a programme officer involved in grant review at the NIMH, says that the paper sparked interest at the funding agency soon after its publication and, in 2013, the NIMH formed a study section devoted to neuroscience research that aims to unravel functional mechanisms and develop drugs or non-invasive treatments for psychological disorders.
Judith Eisen, a neuroscientist at the University of Oregon in Eugene, earned a grant to study germ-free zebrafish, whose transparent embryos allow researchers to easily visualize developing brains. “Of course, 'germ-free' is a completely unnatural situation,” Eisen says. “But it provides the opportunity to learn which microbial functions are important for development of any specific organ or cell type.”
Chemical exploration
Meanwhile, researchers were starting to uncover ways that bacteria in the gut might be able to get signals through to the brain. Pettersson and others revealed that in adult mice, microbial metabolites influence the basic physiology of the blood–brain barrier4. Gut microbes break down complex carbohydrates into short-chain fatty acids with an array of effects: the fatty acid butyrate, for example, fortifies the blood–brain barrier by tightening connections between cells (see 'The gut–brain axis').
Recent studies also demonstrate that gut microbes directly alter neurotransmitter levels, which may enable them to communicate with neurons. For example, Elaine Hsiao, a biologist now at the University of California, Los Angeles, published research5 this year examining how certain metabolites from gut microbes promote serotonin production in the cells lining the colon — an intriguing finding given that some antidepressant drugs work by promoting serotonin at the junctions between neurons. These cells account for 60% of peripheral serotonin in mice and more than 90% in humans.
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Like the Karolinska group, Hsiao found that germ-free mice have significantly less serotonin floating around in their blood, and she also showed that levels could be restored by introducing to their guts spore-forming bacteria (dominated by Clostridium, which break down short-chain fatty acids). Conversely, mice with natural microbiota, when given antibiotics, had reduced serotonin production. “At least with those manipulations, it's quite clear there's a cause–effect relationship,” Hsiao says.
But it remains unclear whether these altered serotonin levels in the gut trigger a cascade of molecular events, which in turn affect brain activity — and whether similar events take place in humans, too. “It will be important to replicate previous findings, and translate these findings into human conditions to really make it to t he textbooks,” Hsiao says.
For John Cryan, a neuroscientist at University College Cork in Ireland, there is little question that they will. His lab has demonstrated6 that germ-free mice grow more neurons in a specific brain region as adults than do conventional mice. He has been promoting the gut–brain axis to neuroscientists, psychiatric-drug researchers and the public. “If you look at the hard neuroscience that has emerged in the last year alone, all the fundamental processes that neuroscientists spend their lives working on are now all shown to be regulated by microbes,” he says, pointing to research on the regulation of the blood–brain barrier, neurogenesis in mice and the activation of microglia, the immune-like cells that reside in the brain and spinal cord.
At the 2015 Society for Neuroscience meeting in Chicago, Illinois, this month, Cryan and his colleagues plan to present research showing that myelination — the formation of fatty sheathing that insulates nerve fibres — can also be influenced by gut microbes, at least in a specific part of the brain. Unrelated work7 has shown that germ-free mice are protected from an experimentally induced condition similar to multiple sclerosis, which is characterized by demyelination of nerve fibres. At least one company, Symbiotix Biotherapies in Boston, Massachusetts, is already
investigating whether a metabolite produced by certain types of gut bacterium might one day be used to stem the damage in humans with multiple sclerosis.
A move to therapy
Tracy Bale, a neuroscientist at the University of Pennsylvania in Philadelphia, suspects that simple human interventions may already be warranted. Bale heard about Cryan's work on the radio programmeRadiolab three years ago. At the time, she was researching the placenta, but wondered how microbes might fit into a model of how maternal stress affects offspring.
In research published this year8, Bale subjected pregnant mice to stressful stimuli. She found that it noticeably reduced the levels of Lactobacilli present in the mice's vaginas, which are the main source of the microbes that colonize the guts of offspring. These microbial shifts carried over to pups born vaginally, and Bale detected signs that microbiota might affect neurodevelopment, especially in males.
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Gut–brain link grabs neuroscientists
In work that her group plans to present at the Society for Neuroscience meeting, Bale has shown that by feeding vaginal microbiota from stressed mice to Caesarean-born infant mice, they can recapitulate the neurodevelopmental effects of having a stressed mother. Bale and her colleagues are now wrapping up research investigating whether they can treat mice from stressed mums with the vaginal microbiota of non-stressed mice.
The work, Bale says, has “immediate translational effects”. She points to a project headed by Maria Dominguez-Bello, a microbiologist at the New York University School of Medicine, in which babies born by means of Caesarean section are swabbed on the mouth and skin with gauze taken from their mothers' vaginas. Her team wants to see whether these offspring end up with microbiota similar to babies born vaginally. “It's not standard of care,” Bale says, “but I will bet you, one day, it will be.”
Many are still sceptical about the link between microbes and behaviour and whether it will prove important in human health — but scientists seem more inclined to entertain the idea now than they have in past. In 2007, for example, Francis Collins, now director of the US National Institutes of Health, suggested that the Human Microbiome Project, a large-scale study of the microbes that colonize humans, might help to unravel mental-health disorders. “It did surprise a few people who assumed we were talking about things that are more intestinal than cerebral,” Collins says. “It was a little bit of leap, but it's been tentatively backed up.”
Funding agencies are supporting the emerging field, which spans immunology, microbiology and neuroscience, among other disciplines. The NIMH has offered seed funding for work on model systems and in humans to probe whether the area is worth more-substantial investment, a move that has already brought more researchers into the fold. The MyNewGut project in Europe has an even more optimistic view of the value of such research, specifically seeking concrete dietary recommendations that might alleviate brain-related disorders.
Today, Knickmeyer's project on infants represents what she calls “a messy take-all-comers kind of sample”. Among the brain regions that Knickmeyer is scanning, the amygdala and prefrontal cortex hold her highest interest; both have been affected by microbiota manipulations in rodent models. But putting these data together with the dozens of other infant measures that she is taking will be a challeng e. “The big question is how you deal with all the confounding factors.” The children's diets, home lives and other environmental exposures can all affect their microbiota and their neurological development, and must be teased apart.
Knickmeyer speculates that tinkering with microbes in the human gut to treat mental-health disorders could fail for other reasons. Take, for instance, how microbes might interact with the human genome. Even if scientists were to find the therapeutic version of a “gold Cadillac o f microbiota”, she points out, “maybe your body rejects that and goes back to baseline because your own genes promote certain types of bacteria.” There is much more to unravel, she says. “I'm always surprised. It's very open. It's a little like a Wild West out there.”
Nature526,312–314(15 October 2015)doi:10.1038/526312a
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Corrections
Corrected:An earlier version of this story incorrectly stated that the US Office of
Naval Research agreed to commit US$52 million into gut–brain research. In
fact, the figure is closer to $14.5 million over the next 6–7 years. The
text has now been corrected.
References:
1.Marshall, J. K. et al. Gut 59, 605–611 (2010).
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2.Bercik, P. et al. Gastroenterology 141, 599–609 (2011).
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3.DiazHeijtz, R. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 108, 3047–3052 (2011).
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4.Braniste, V. et al. Sci. Transl. Med. 6, 263ra158 (2014).
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5.Yano, J. M. et al. Cell 161, 264–276 (2015).
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6.Ogbonnaya, E. S. et al. Biol. Psychiatry 78, e7–e9 (2015).
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7.Lee, Y.-K., Menezes, J. S., Umesaki, Y. &Mazmanian, S. K. Proc. Natl Acad. Sci. USA 108,
4615–4622 (2010).
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8.Ja?arevid, E., Howerton, C. L., Howard, C. D. & Bale, T. L. Endocrinology 156, 3265–3276 (2015). Show contextArticlePubMedChemPort
Nature:肠道微生物与大脑之间的诱人关系
很多发现常常让我感到吃惊。这个领域是开放的，它有点像“西大荒”。
自从Rebecca Knickmeyer与她最新的大脑研究项目参与者相识以来，时间已过去了1年。Knickmeyer是美国北卡罗来纳大学教堂山分校医学院神经学家，通过一连串的行为和性格测试，她希望看到30名新生儿如何学会爬行，并成长为具有认知能力的1岁儿童。
接下来，如果一切进展顺利，当嘈杂的核磁共振对他们的大脑成像时，这些孩子应该睡得很沉稳。“我们希望一切都万无一失。”Knickmeyer说，“如果有孩子想要往门外闯，我们很清楚应该做什么。”
局面待转
Knickmeyer希望从这些儿童检查中看到其他一些令她兴奋的东西，她还希望检查这些孩子排泄物中的微生物群，即寄居在他们肠道内的一系列细菌、病毒和其他微生物。她的项目(被亲切地称为“便便研究”)属于神经科学领域一个研究规模较小并日益壮大的分支。神经科学家希望通过相关研究了解寄生在婴儿肠道内的微生物是否可以改变大脑发育。
这项研究启动的时刻很关键。越来越多来自无菌条件下培育动物的数据表明，肠道微生物可以影响动物的行为，并能够改变大脑生理学和神经化学特征。
然而，在人体研究中，相关数据却极为有限。研究人员已经在肠胃病理学和精神神经疾病学(如焦虑症、抑郁症、自闭症、精神分裂症和神经退行性疾病)之间建立了联系，然而这些联系之间因为缺乏证据而不能被接受。
“总体上说，微生物研究中的因果关系问题没搞清楚的仍然很多。”加州大学圣迭戈分校微生物学家Rob Knight说，“很难说明你看到的与疾病相关联的微生物是导致疾病的原因还是结果。”这中间有很多引人瞩目的问题，比如肠道细菌如何影响大脑机制的线索才刚开始萌芽，目前尚无人了解其在人类发育和健康中有多重要。
即便如此，这种现状也未能阻止膳食补充剂行业内的一些公司宣称，益生菌(据称是有助于消化系统的细菌)有助于产生正面情绪。而那些渴望在神经紊乱领域领先一步的制药企业也开始在与肠道微生物及其产生的代谢分子等相关领域大量投资。
科学家和投资者都希望追根溯源，把问题搞清楚。过去两年来，马里兰州国家心理卫生研究所(NIMH)已经支持了7个“微生物—肠道—大脑轴线”试点项目，每个项目支持资金达100万美元。今年，弗吉尼亚州阿灵顿海军研究办公室同意在未来几年投资5200万美元用于支持肠胃在认知功能和压力反应中的角色。同时，欧盟也斥资900万欧元支持一项名为“我的新肠胃”的5年计划，该计划的两个主要目标分别是大脑发育和神经紊乱。
最新的研究旨在超越基础观察和相互关系分析等问题，为揭开复杂的问题提供初步研究结果。研究人员正在掀开一个广阔而纷繁复杂的系统的面纱，在这个系统中，肠道微生物会通过荷尔蒙、免疫分子及其新陈代谢对大脑产生影响。
“就眼下来看，各种推理和猜测远远超过了切实的数据。”Knickmeyer说，“究竟采用何种方法才是最佳方法?这个问题的答案是开放的，所有的一切都需要探索。”
肠胃反应
除了极少的个例之外，微生物和大脑之间很少被认为存在联系。这里的极少数案例包括病原
体穿过血液和大脑的屏障——即防止大脑感染和发炎的细胞“堡垒”。一旦这种情况发生，它们往往会造成强烈的反应：如导致狂犬病的病毒会引发攻击性、躁动症，甚至会产生恐水症。但数十年来，人体内的大量微生物种类多数依然未被识别，而它们可以对神经生物学产生影响的观点，更是很难被主流科学界接受。
然而，这一局势正在发生转变。2000年，加拿大一个名叫沃克顿的城镇发生了一场洪水，导致该镇饮用水水源被大肠杆菌和空肠弯曲杆菌污染，约有2300人发生了极为严重的肠胃感染，很多人直接产生了慢性肠易激综合征(IBS)。
在汉密尔顿麦克马斯特大学肠胃学家Stephen Collins带领的一项为期8年的研究中，研究人员注意到，IBS患者存在抑郁症和焦虑症的风险因素更高。麦克马斯特大学另一名肠胃学家PremyslBercik表示，这种相互作用引发了更加复杂的问题：这些心理症状是由长期炎症引发的?还是由感染导致的微生物失衡驱动的?
麦克马斯特团队开始从小鼠体内寻找答案，在2011年的一项研究中，该团队在不同品系的小鼠体内移植了肠道微生物，研究表明某一品系的小鼠独有的特征会随着微生物的移植而传播。例如，Bercik说，在携带更富于冒险精神的小鼠肠道内的微生物后，原来“相对害羞”的小鼠表现出了更具探索性的行为。“我觉得这令人惊奇，肠道微生物的确在驱动着宿主的行为，并表现出非常明显的差异。”Bercik说。目前尚未发表的研究还表明，把IBS患者排泄物中的微生物植入小鼠体内后，这些小鼠同样表现出了焦虑行为;相反，把健康人肠道内的微生物植入小鼠体内后，则没有这种反应。
然而，这样的研究结果同时也引来了怀疑。随着该领域的发展，Knight表示，微生物学家应该从行为学家那里取经，了解动物生存环境(如关在笼子里)对其社会地位、压力甚至是体内的微生物的影响。
为此，这些实验让研究人员开始采用一种非自然的模型：无菌或限菌培养的小鼠。2011年，瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院免疫学家Sven Pettersson和神经学家Rochellys Diaz研究发现，在实验室测验中，无菌小鼠表现出较低的焦虑症，而植入正常肠道细菌的小鼠则表现出更强的焦躁性。(专家表示，从进化论的角度来讲，一种天敌很多、体形却相对较小的哺乳动物具有较低的焦虑性并不总是一件好事。)
俄勒冈大学神经学家Judith Eisen已经获得了一项无菌斑马鱼研究的经费支持，这种鱼类的透明胚胎可以让研究人员更容易看到其大脑的发育。“当然，‘无菌’是一种非自然的环境。”Eisen说，“但是它提供了一个机遇，可以让我们了解哪种微生物的功能对于某种具体器官或某类细胞具有多大的影响力。”
走向治疗
同时，研究人员已开始揭示肠道细菌可能向大脑传递信号的方式。Pettersson等科学家已经揭示出，在成年小鼠体内，微生物代谢会影响血液—大脑屏障的生理基础。肠道微生物会把合成碳水化合物分解成可产生一系列影响的短链脂肪酸：例如丁酸盐脂肪酸可以通过强化细胞间的联系，增强血液—大脑屏障。此外，近期的研究还表明，肠道微生物可以直接改变神经递质水平，从而使其对神经元产生影响。
在本月即将于伊利诺伊州芝加哥举行的2015年度神经学会议上，爱尔兰国立考克大学神经学家John Cryan和同事计划作一项报告，展示髓鞘形成——即隔绝神经纤维的脂肪外鞘的形成——也会受到肠道微生物的影响，至少在大脑的一些部位是如此。其他研究也表明，无菌小鼠还免除了实验诱导的类似多发性硬化，该病主要特点之一是神经纤维髓鞘脱失。现在，至少有一家公司——马萨诸塞州波士顿Symbiotix生物治疗公司已经开始了相关研究，如由某种肠道微生物产生的代谢物未来有一天是否会被用于治疗人类中的多发性硬化损伤。
宾夕法尼亚大学神经学家Tracy Bale怀疑，采用该疗法进行简单的人体干预已经获批。三年前，Bale就听说过Cryan的工作。当时，她在研究胎盘，但对于微生物如何通过母亲的压力
影响后代也非常感兴趣。
今天，Knickmeyer的胎儿研究项目代表了她所说的“来者不拒的混合样本”。在Knickmeyer 扫描的脑区中，杏仁核和前额叶皮层是她最感兴趣的地方，在大鼠模型中，两处脑区都受到了肠道微生物的影响。但是把这些数据和婴儿数十项其他检测汇总在一起，将是她面临的一项挑战。“最大的问题是，要如何处理这些复杂的因素。”她说，儿童的饮食、家庭生活以及其他环境接触都会影响他们的肠道微生物及其神经发育，因此需要把各项影响因素区分开来。现在，还有很多谜底等着揭开，她说：“很多发现常常让我感到吃惊。这个领域是开放的，它有点像‘西大荒’(蛮荒的美国西部)。”
原文链接：
The tantalizing links between gut microbes and the brain
来源：Nature
伤寒与细菌性痢疾已完成成绩：100.0分 1 【单选题】伤寒可能首先出现的症状是引起（）出血和穿孔。 A、肠道 B、胃 C、肾 D、肺 我的答案：A 得分：25.0分 2 【单选题】（）是细菌性痢疾的主要传播渠道。 A、唾液 B、食物 C、水源 D、体液 我的答案：B 得分：25.0分 3 【单选题】通过（）传播有可能会感染伤寒沙门氏菌。 A、空气 B、水源 C、唾液 D、接触 我的答案：B 得分：25.0分
【判断题】采用抗生素治疗后，伤寒病死率可以降低到1%以下。（） 我的答案：√得分：25.0分 霍乱与破伤风已完成成绩：100.0分 1 【单选题】下列不是关于破伤风杆菌说法的是（）。 A、经飞沫传播感染 B、棒槌状 C、广泛分布与环境、土壤 D、厌氧细菌 我的答案：A 得分：25.0分 2 【单选题】霍乱从1817年到1923年在世界范围内流行了（）次。 A、6次 B、5次 C、4次 D、3次 我的答案：A 得分：25.0分 3 【判断题】分泌外毒素，造成末端神经系统急性中毒的症状是破伤风感染。（）我的答案：×得分：25.0分
【判断题】几乎不引起局部炎症症状，煮沸即可使之失活是破伤风感染。（）我的答案：×得分：25.0分 梅毒与幽门螺杆菌已完成成绩：75.0分 1 【单选题】由幽门螺杆菌引起的病症，（）是十二指肠溃疡。 A、95% B、85% C、90% D、80% 我的答案：C 得分：25.0分 2 【单选题】梅毒在不治疗的情况下，死亡率约达（）。 A、50% B、30% C、40% D、20% 我的答案：D 3 【判断题】存在于胃的上半部分幽门附近的病菌是幽门螺杆菌。（） 我的答案：×得分：25.0分
伤寒与细菌性痢疾 1 【单选题】（B）是细菌性痢疾的主要传播渠道。 A、唾液 B、食物 C、水源 D、体液 2 【单选题】通过（B）传播有可能会感染伤寒沙门氏菌。 A、空气 B、水源 C、唾液 D、接触 3 【单选题】伤寒可能首先出现的症状是引起（A）出血和穿孔。 A、肠道 B、胃 C、肾 D、肺 4 【判断题】采用抗生素治疗后，伤寒病死率可以降低到1%以下。（对）
【判断题】任意一种细菌与志贺氏菌结合都可以感染伤寒。（错） 1.2 霍乱与破伤风 1 【单选题】下列选项中，哪些不是霍乱可能引起的结果？（D） A、酸中毒 B、腹泻 C、反射性呕吐 D、血压上升 2 【单选题】下列不是关于破伤风杆菌说法的是（A）。 A、经飞沫传播感染 B、棒槌状 C、广泛分布与环境、土壤 D、厌氧细菌 3 【单选题】霍乱从1817年到1923年在世界范围内流行了（A）次。 A、6次 B、5次
C、4次 D、3次 4 【判断题】几乎不引起局部炎症症状，煮沸即可使之失活是破伤风感染。（错）5 【判断题】分泌外毒素，造成末端神经系统急性中毒的症状是破伤风感染。（错） 1.3 梅毒与幽门螺杆菌 1 【单选题】梅毒在不治疗的情况下，死亡率约达（D）。 A、50% B、30% C、40% D、20% 2 【单选题】由幽门螺杆菌引起的病症，（C）是十二指肠溃疡。 A、95% B、85% C、90% D、80%
3 【单选题】梅毒根据现有资料推测，（B）是其原发地。 A、亚洲 B、美洲 C、欧洲 D、大洋洲 4 【判断题】 梅毒病毒可能通过胎盘直接传染给胎儿。（对） 5 【判断题】存在于胃的上半部分幽门附近的病菌是幽门螺杆菌。（错） 1.4 黑死病 1 【单选题】通过（A）传播最容易得结核病。 A、空气 B、食物 C、水源 D、唾液 2
肠道微生物与人类健康 转自中科院救星益生菌小组编辑 文章来源：武汉病毒研究所发布时间：2015-12-09 健康是人类永恒的话题。每个人都希望自己有一个健康的身体，但不可否认的现实却是各种各样的疾病一直困扰着大家，特别是由于饮食习惯的逐步变化及环境污染的影响，近年来各种慢性病更是呈井喷趋势。虽然人们常说吃五谷杂粮哪有不生病的，但问题是为什么我们吃的东西比以前营养丰富了，国人的健康水平却并没有明显改善，一些疾病特别是心脑血管疾病和恶性肿瘤已成为威胁人类健康的头 号杀手，医院往往是人满为患。大家不禁要问：健康的标准是什么？如何才能够拥有健康的身体？疾病特别是慢性疾病产生的真正原因 又是什么？真正健康的身体离我们究竟有多远？ 微生物与健康的关系一直是人们关注的话题，但长期以来我们对肠道微生物与健康关系的了解却非常有限。一百多年前，诺贝尔医学奖获得者、被尊称为“乳酸菌之父”的梅契尼科夫就认为：肠道健康的人身体才健康，肠道菌群产生的毒素是人体衰老和疾病产生的主要原因。他提出的人体自身中毒学说认为人体垃圾因为某些原因过量沉积在体内，导致慢性中毒，从而引发多种疾病。但由于缺少直接的证据，肠道微生物与人类健康之间的关系一直没有得到很好的解释。 近年来，随着高通量测序和宏基因组学等新的研究方法的不断开发和应用，肠道微生物对人类健康的影响重新引起重视，成为当前生命科学和医学的研究热点，一些国家相继实施了人体微生物组计划并
取得了突破性进展。现有数据表明，肠道是人体最大的微生态系统，栖息着总数约10的14次方、1000-2000 余种、重量约为1-2 公斤 的微生物。这些肠道微生物编码基因的总数超过330 万，约为人类 编码基因总数的100倍，因此肠道微生物又被认为是人体的第二基因组。肠道微生物基因组与人体基因组一起，通过与环境因素的相互作用，通过不同方式影响我们的健康。 肠道微生物从功能上可以分为共生、益生和病原微生物三大类，其中主要是细菌，也包括真菌、病毒和噬菌体，它们在人体肠道中保持着一种动态的平衡。如此庞大的肠道微生物群体通过与宿主的长 期协同进化，已经成为一个与人体密不可分的后天获得的重要“器官”。肠道微生物这一“器官”发挥的功能多种多样，包括物质代谢、生物屏障、免疫调控及宿主防御等，肠道微生物不仅帮助人体从食物中吸收营养，还能够合成氨基酸、有机酸、维生素、抗生素等供我们利用，并可以将产生的毒素加以代谢，减少对人体的毒害。不同的饮食习惯和生活方式对人体肠道微生物种类有很大的影响，例如高脂肪的饮食可以导致有益的双歧杆菌减少甚至消失。因此，肠道微生物和人体存在着互利共生的关系，对于维持人的健康发挥着重要的作用。 除物质合成与代谢功能外，肠道复杂的微生物生态系统与机体免疫系统之间的关系也极为密切。肠道微生物不仅可以作为天然屏障维持肠上皮的完整性，防止病原微生物入侵，还通过调节肠道粘膜分泌抗体作用于肠道免疫系统，并进一步影响天然免疫和获得性免疫，因此肠道微生物又被认为是人体最大的“免疫器官”。肠道微生物维持
人体肠道微生物群落与疾病 .82.公共卫生与临床医学201062J】JJPublicHealthandClinicalMedicineV olume6,Number2,May2010 人体肠道微生物群落与疾病 翁幸鐾,糜祖煌 术专家论坛术 通讯作者:糜祖煌(1962一),男(汉族),江苏省无锡市人;1982年毕业于镇江医学院(现改为江苏 大学),研究员,任无锡市克隆遗传技术研究所所长;任公共卫生与临床医学》常务编委,编辑委 员会副主任委员,中国优生与遗传杂志编委,中华检验医学杂志编审专家,现代实用医学杂志编委, 世界感染杂志常务编委,中国人兽共患病学报编委,中国抗生素杂志编委,中华流行病学杂志审稿专 家,中华医学会微免学会支原体学组成员,亚洲支原体组织(AOM)理事;先后在中华检验医学杂 志》,Ⅸ中华医院感染学杂志,中华流行病学杂志》,中国抗生素杂志》,世界感染杂志》 和国外专业期刊发表论着,述评,专家论坛栏目文章共200余篇;主持完成国家自然科学基金项目2
个,省市基金项目多个;参编专着3部.主要研究方向:从事微生物分子鉴定,耐药基因和毒力基因 及菌株亲缘性分析等. 摘要:人体肠道定植的微生物群落绝大多数是无害甚至是有益的,它们就像器官一样行使实质性功能. 一 旦肠道微生物群落异常,就会产生一系列疾病.本文阐述了人体肠道微生物群落的形成和影响因素, 以及微生物群落异常与疾病的关系,并探讨了治疗方案和研究前景 关键词:肠道;微生物群落;异常;疾病;治疗 中图分类号:Q939.121文献标识码:A HumanIntestinalMicrobiotaandDiseasesWENGXing-beM1Zu—huang2(| Departmentof MedicalLaboratory,NingboNO.Hospital,Ningbo,31501~China,2Departme ntofBioinformatics,Wuxi CloneGen—TechInstitu把.Wuxi,214026.Chma1 Abstract:Themajorityofhumanintestinalmicrobiotaareharmlessorevenbene ficialbyperforming functionsessentialforoursurviva1.Shiftsinthemicrobialspeciesthatresideino urintestineshavebeen associatedwi也alonglistofpathogenesis.Thereviewprovidedanoverviewontheformationof
目录 摘要： ............................................................................................................................. - 1 - 关键词：.......................................................................................................................... - 1 - 引言................................................................................................................................. - 1 - 微生物与食品的关系 ....................................................................................................... - 2 - 1.1微生物在食品中应用的利与弊............................................................................ - 2 - 1.2微生物快速检测技术与人类健康........................................................................ - 2 - 2、微生物与工业的关系.................................................................................................. - 3 - 2.1微生物对工业发展的意义................................................................................... - 3 - 2.2新兴微生物技术 ................................................................................................. - 3 - 2.3新兴微生物技术的优势与人类健康 .................................................................... - 4 - 3、微生物与农业生态环境 .............................................................................................. - 4 - 3.1 二十一世纪农业生态环境面临的问题................................................................. - 4 - 3.2解决农业生态环境问题的措施............................................................................ - 4 - 3.2.1有效微生物技术 ....................................................................................... - 4 - 3.2.2微生物肥料 .............................................................................................. - 5 - 3.2.3土壤微生物 .............................................................................................. - 5 - 3.2.4微生物循环农业 ....................................................................................... - 5 - 4、微生物与医药卫生的关系 .......................................................................................... - 6 - 4.1微生物病源菌给人类带来的灾难........................................................................ - 6 - 4.2微生物与人类的关系 .......................................................................................... - 6 -
肠道微生物与人类健康 很多人认为，显微镜下才能看到的微生物和人们的生活关系不大，即便有关也不是我们需要了解的。但事实上，微生物和人类健康有着密不可分的关系。在我们身体的表面和内部，尤其是在肠道里，不为人知地“居住”着许多微生物。在人体内，渺小的微生物最有“发言权”。 我们体内有2公斤重的细菌，但是其中只有大约20%可以被培养和研究。绝大多数的“人体房客”至今还不为人所知，它们对人体的健康也还不被理解。 1、基本概念及综述 1.1 肠道微生物的定义：是一类生长在动物肠道中的微生物，它们构成了一个独特、多变的生态系统。这是在已发现的生态系统中细胞密度最高的系统之一。该系统中积聚着大量的微生物，同时细菌与宿主细胞之间紧密地接触在一起。 人类肠道微生物：即生长在人体内的肠道微生物。 1.2 肠道微生物的类别：分为两种，第一种称为正常菌群，第二种称为过路菌群，又称为外籍菌群。 正常菌群：数量是巨大的，约为1014左右，在长期的进化过程中，通过个体的适应和自然选择，正常菌群中不同种类之间，正常菌群与宿主之间，正常菌群、宿主与环境之间，始终处于动态平衡状态中，形成一个互相依存，相互制约的系统，因此，人体在正常情况下，正常菌群对宿主表现不致病。 过路菌群：是由非致病性或潜在致病性细菌所组成，来自周围环境或宿主其它生境，在宿主身体存留数小时，数天或数周，如果正常菌群发生紊乱，过路菌群可在短时间内大量繁殖，引起疾病。 1.3 肠道微生物的分布：在人类胃肠道内的细菌可构成一个巨大而复杂的生态系统，一个人结肠内就有400个以上的菌种。从口腔进入胃的细菌绝大多数被胃酸杀灭，剩下的主要是革兰氏阳性需氧菌。小肠微生物的构成介于胃和结肠的微生物结构之间。近端小肠的菌丛与胃内相近，但常能分离出大肠杆菌和厌氧菌。远段回肠，厌氧菌的数量开始超过需氧菌，其中大肠杆菌恒定存在，厌氧菌如类杆菌属、双歧杆菌属、梭状芽孢杆菌属，都有相当数量。在回盲瓣的远侧，细菌浓度急剧上升，结肠细菌浓度高达1011～1012 CFU/mL（CFU即colony forming unit，菌落形成单位），细菌总量几乎占粪便干重的1/3。其中厌氧菌达需氧菌的103～
人体微生物与健康 编者按：人体内外存在着大量微生物，它们帮助人类消化吸收营养、合成维生素、参与代谢调节、调控免疫机能、甚至影响着我们的情绪和认知行为。每个人都携带着具有其个体特征的微生物群体，对个体微生物的研究将在医学领域提供许多新的治疗和诊断途径。 陈紫微编译 微生物在我们生活的环境中无处不在，但长久以来，它们总是作为致病源而引起人们的注意。实际上，我们的体表和肠道中也生活着大量微生物，它们并不会使我们生病，反而对我们的健康起着重要作用，然而，这些小生物与人类关系的密切程度却鲜为人知。 大量居住在人体的微生物都是人类的好朋友 人体微生物的种类有数千种，其数量是我们自身细胞总数的1到10倍。我们常说人体寄生着大量微生物，而更确切的说法是，它们与我们共生。早在人类在地球上行走之前，动物与微生物就建立起各种互利共生关系——动物体为微生物提供保护及营养丰富的生存环境，作为回报，微生物则发挥其基因优势，帮助动物分解营养物质、合成维生素等。在漫长的进化过程中，向微生物“借基因”是动物获得新技能的一条捷径。
有科学家把人体的微生物群落看做是一个新近发现而尚待探索的“器官”，因为它们参与着我们赖以生存的各项生理过程。比如，居住在大肠中的一些微生物能合成人类自身无法合成的B族维生素。维生素B1、B2、B7是细胞能量代谢所需的辅因子，维生素B6在氨基酸合成中扮演重要角色，维生素B9参与核酸的合成……这些生化反应对于微生物和人类来说都至关重要，所以，B族维生素是微生物和人类共同所需的。然而，还有一些微生物基因却是全心全意地为人类服务，比如，肠道微生物合成的维生素K可以帮助人类凝血，对微生物自身却用处不大，这也可以看做是一个微生物和人类共同进化的证明。 小肠中的微生物可以分解人类无法消化的营养物质，使其易于被人体吸收。肠道微生物们是分解淀粉、纤维素、蔗糖等碳水化合物的好手，据估计，人体吸收的卡路里中约有10%是在微生物的协助下完成的，如果没有它们，这些营养物质就只能穿肠而过。肠道微生物还会分泌信号分子到人体血液中，参与大范围的代谢调控。从肠道微生物释放的信号分子不仅参与调节肝脏和肌肉细胞对能量的储存和利用，还能影响人体对胰岛素的反应性，甚至参与调控我们的食欲和体重。一个具体的例子是我们大肠的细菌在分解食物中的纤维素时，会产生蚁酸，蚁酸通过血液系统到达肾脏，调节盐代谢，从而影响我们的血压。
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
一、单选题（题数：50，共 50 分） 1 细菌性痢疾的传播途径属于什么传染病？ 1.0 分 A、 血液传染病 B、 呼吸道传染病 C、 消化道传染病 D、 体表传染病 正确答案： C 我的答案：C 2 艾滋病是什么时候被确认的？ 1.0 分 A、 1990年 B、 1980年初 C、 1969年 D、 1959年
正确答案： B 我的答案：B 3 霍乱弧菌进入人体后的感染方式是：（） 1.0 分 A、 进入细胞内，产生毒素，引起细胞排出水和盐分 B、 进入细胞内，产生毒素，分解细胞内蛋白质和核苷酸 C、 吸附到细胞表面，产生毒素，分解细胞内蛋白质和核苷酸D、 吸附到细胞表面，产生毒素，引起细胞排出水和盐分 正确答案： D 我的答案：D 4 在1817年-1923年期间在世界范围内有多少次霍乱大流行？ 0 分 A、 7 B、 6 C、 5 D、 4 正确答案： B 我的答案：A
5 1947年流感病毒的流行株的血清型是（） 1.0 分 A、 H1N1 B、 H2N2 C、 H3N2 D、 H5N1 正确答案： A 我的答案：A 6 所谓的条件致病指的是：（） 1.0 分 A、 一般不致病，只有在接触到真菌的时候才致病 B、 一般不致病，只有体重超过一定标准时候才致病C、 一般不致病，只有在环境温度降低时才致病 D、 一般不致病，只有在机体免疫防御机能受损时才致病正确答案： D 我的答案：D 7
卫星病毒是什么？ 1.0 分 A、 蛋白质病毒 B、 核酸病毒 C、 糖病毒 D、 寄生于病毒的病毒 正确答案： D 我的答案：D 8 在（）中发现与人类SARA非常相似的病毒。 1.0 分 A、 鸟 B、 猴子 C、 狗 D、 果子狸 正确答案： D 我的答案：D 9
胃肠道微生物与人类健康 摘要胃肠道中的各种微生物存在着动态平衡，一旦打破这种平衡就可能会引起多种疾病。因此，胃肠道微生物与人类的健康生活息息相关。以下就胃肠道微生物的组成、影响因素以及饮食、胃肠道微生物与急性溃疡性结肠炎、急性坏死性胰腺炎、急性腹泻、慢性回肠末端炎、肠易激综合征、糖尿病、儿童孤僻症等急慢性疾病之间的联系进行详细地分析和阐述，从而引起人们对胃肠道微生物平衡的重视，也为预防和治疗这些疾病提供一个新的视角。关键词胃肠道微生物平衡：急性疾病：慢性疾病：预防和治疗 在正常情况下，肠道菌群、主与外部环境建立起一个动态平衡，而肠道菌群的种类和数量亦是相对稳定的，但它们易受饮食和生活环境等多种因素的影响而变动，引起肠道菌群失调，从而引发疾病或加重病情(1)。近20年的大量研究表明，人体内低度的、全身性的慢性炎症是肥胖、糖尿病、冠状动脉性心脏病、衰老和老年疾病以及很多癌症的重要诱发因素。最近有学者发现，饮食不当造成的肠道菌群结构失调可能是这些慢性炎症的根源（2）。由肠道菌群失调引发的疾病包括多种肠炎、肥胖、肠癌甚至肝癌。有数据显示，因肠道菌群失调而导致临床患病的概率约为2%-3%（1）。因此，饮食结构与人体肠道菌群之间存在一定的关系，并影响着人类的健康。以下我们拟队饮食结构或饮食中营养成分发生变化对人类肠道菌群的影响极其导致的人体健康变化进行探讨。 1 胃肠道微生物的组成 人体的消化道是一个通过食物与外部坏境频繁接触的器官，自口腔至直肠都有大量的微生物存在。从口腔接近中性的环境到胃的酸性环境（pH2.5-3.5）对多数微生物有破坏作用，此时每克消化道内容物中微生物的数量为10000，而且主要以革兰阳性的链球菌、乳杆菌和酵母菌为主。进入十二直肠后，由于消化液的增加（如胆汁、胰液)以及停留时间短，十二指肠的环境非常不利于各种微生物的生存，此时微生物的组成不稳定，仅以极低的限数存在（3）。进入空肠和回肠后，微生物的数量开始增加，而且种类也在不断增加。在小肠末端，除了乳酸菌，尤其是双歧杆菌的数量级增长外，其他一些革兰阳性兼性氧菌如大肠菌科的细菌以及专性厌氧菌群，如拟杆菌和梭杆菌也开始出现，甚至在回盲部之前严格厌氧微生物已开始出现，此后（即在盲肠之后）严格厌氧的微生物在数量上超出兼性厌氧的微生物100-1000倍，此时细菌的数量可达到10^12cfe/g（3）。研究表明，未成年人的肠道菌有7个门的细菌组成（4）。这种构成是肠道微生物群与其宿主（人）共同并且双向进化的结果。其中，宿主因自然选择压力要求肠道微生物群趋于稳定。这些压力包括宿主在生理方面的存活压力、外界生存条件形成的肠道环境压力等(5)。因此，人体成年后肠道中菌群的门类正常情况下都是相对稳定的，只是优势菌“种”存在个体差异。 2 食物中破坏胃肠道菌群平衡的因素 一些致病性微生物的摄入可能引起肠道菌群失衡，并致人体患病。目前，发现能引起食源性胃肠道疾病的致病菌有10种左右。另外，病毒也能引起肠道菌失衡。 残留在动植物产品中的兽药、抗生素、苯酚、对甲酚、吲哚等化学物质，也会对人体肠道的平衡长生影响，还会对肠道定植菌的屏障功能产生影响，从而引发肠道菌群失衡。Jeong等（5）研究表明，环丙沙星对大肠杆菌、芽孢杆菌均有一定的抑制效果。而梭杆菌和乳酸菌对黄霉素最为敏感，真菌和梭杆菌对奥奎多司最为敏感（奥奎多司为光谱抗菌药，对革兰阳性菌和格兰阴性菌中众多细菌
四川化工高级技工学校 题目：食品微生物与人类健康班级：12本科化学工程1班专业：化学工程与工艺 姓名：何绍华
微生物(microorganism简称microbe)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在，无处不有”，涵盖了有益有害的众多种类，广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。 人类对食品微生物的利用,起源很早。远在公元前16～前11世纪，中国就会利用微生物酿酒。古书曾记载有：“仪狄作酒，禹饮而甘之”。直到16世纪,荷兰人A.van列文虎克首次制成了放大200～300倍的显微镜后，才看到微生物。1857年，微生物学家L.巴斯德证实酒精的发酵过程由酵母引起，并经长期研究，奠定了微生物学的基础，解决了当时法国由于酒的变质给酿造业带来的重大损失问题，开创了巴斯德灭菌法（现称巴氏灭菌法）。这种灭菌方法至今仍应用于酒、醋、酱油、牛奶、果汁等食品的灭菌。20世纪以来，由于电子显微镜的发明，生物化学和化学分析技术等学科的发展，促进了微生物学从细胞水平、亚细胞水平进入分子水平。尤其是70年代遗传工程科学的发展，有力地推动了食品微生物学的发展。通过诱变、细胞融合等技术，选育出高产的发酵食品微生物优良菌株，可提高产量，改变食品工业的面貌。 对于食品微生物与人类健康，我们分三个方面。 一、通过微生物的发酵作用，生产各种食品 最常用的有酵母菌、曲霉以及细菌中的乳酸菌、醋酸菌、黄短杆菌、棒状杆菌等。可以制成的食品有：酒精饮料，乳制品，豆制品，发酵蔬菜，调味品。 用于发酵食品中的细菌，主要有醋酸杆菌、非致病棒杆菌和乳酸菌3种。 醋酸杆菌常见于腐烂的水果、蔬菜、酸果汁、醋和饮料酒中。属革兰氏阴性无芽孢杆菌,兼性好氧,但易出现退化型。退化型菌体出现枝状、丝状等弯曲状。老培养物中的菌株革兰氏染色也常常出现变化。醋酸杆菌能氧化乙醇使之成为乙酸，因而是制造食醋的主要菌种。 非致病棒杆菌经常从土壤、水、空气和被污染的细菌培养皿或血平板中分离得到。非致病棒杆菌中的谷氨酸棒杆菌、力士棒杆菌、解烃棒杆菌经常用于味精(L-谷氨酸盐)的生产。它们能将糖分解成有机酸，并将含氮物质分解成铵离子，再进一步合成谷氨酸并积累于发酵液中。 乳酸菌能产生乳酸，是发酵乳制品制造过程中起主要作用的一类菌。按其对糖发酵特性可分为同型发酵菌和异型发酵菌。 真菌类的代表就是酵母了。 酵母属真菌，酵母细胞多为单细胞，有球形、卵圆形、圆柱形、柠檬形、梨形等。在特定条件下某些菌种形成延长的细胞长链，形状与霉菌菌丝相似，称为假菌丝。 酵母细胞中含有蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、酶和无机盐等。其中蛋白质含（按干基计）一般为51～55％，有的甚至更高。组成此蛋白质的氨基酸有13种以上，营养价值高且易于消化吸收。维生素含量也很丰富,已知有14种以上,而且绝大多数是水溶性的。因此酵母是良好的蛋白质资源。 还有一类就是霉菌。 霉菌不是分类学上的名称。它是丝状真菌的统称。凡在营养基质上长有菌丝体的真菌统称为霉菌。 食品工业中常用的霉菌有毛霉属、根霉属、曲霉属和地霉属4个属。 毛霉属具有毛状的外形，无假根和匍匐枝，菌丝无横隔，孢子囊梗直接由菌丝体生出。繁殖方式可以由子囊孢子直接萌发，也可由接合孢子进行繁殖。
原核微生物与疾病 1伤寒可能首先引起（）出血和穿孔。 A、肺 B、肾 C、冃 D肠道 我的答案：D 2细菌性痢疾主要是通过（）传播的。 A、唾液 B、水源 C食物 D、体液 我的答案：C 3伤寒沙门氏菌是通过（）传播的。 A、空气 B、唾液 C水源 D接触 我的答案：C 4志贺氏菌属任意一种细菌都可以感染伤寒。（） 我的答案：X 1关于破伤风杆菌，下列说法错误的是（）。 A、厌氧细菌 B、广泛分布与环境、土壤 C、棒槌状 D经飞沫传播感染 我的答案：D 2 （）不是霍乱可能引起的结果。 A、血压上升 B、腹泻 C、反射性呕吐 D酸中毒 我的答案：C 3破伤风感染几乎不引起局部炎症症状，煮沸即可使之失活。（）我的答案：× 4破伤风感染后可能分泌外毒素，造成末端神经系统急性中毒。（）我的答案：× 1 （）的十二指肠溃疡都是由幽门螺杆菌引起的。 A、95% B、90% C、85% D、80%
我的答案：B 2不治疗的情况下，梅毒的死亡率约为（）。 A、20% B、30% C、40% D、50% 我的答案：A 3幽门螺杆菌主要存在于胃的上半部分幽门附近。（） 我的答案：× 4梅毒病毒可能通过胎盘直接传染给胎儿。（）我的答案：√ 1结核病主要通过（）传播。 A、唾液 B、水源 C食物 D、空气 我的答案：D 2黑死病是由（）从野生鼠传播到人。 A、空气 B、水源 C唾液 D、跳蚤 我的答案：D 3结核病可以使染病组织、器官中形成酸化的结核。（） 我的答案：× 4黑死病得名是因为死时血液颜色远比正常血液颜色深，几乎呈黑色。我的答案：× 1针对结核病的治疗，短程观察化学治疗需要连续用药（）以上。 A、3个月 B、4个月 C 5个月 D、6个月 我的答案：D 2 （）发现了结核分支杆菌是结核病的致病细菌。 A、巴斯德 B、李比希 C科赫 D、胡克 我的答案：C 3卡介苗能够有效预防结核病，在全球范围内已经广泛推广。（）我的答案：× 4早期针对结核病的药物治疗大部分情况下只是消除了患者的症状，的细菌。 并没有完全消灭其体内（） 我的答案：√
微生物与人类健康课程论文 论文题目：微生物与人类关系的重要性 课程名称：微生物与人类健康 学生姓名：xxx 学号：ssssss 所在学院：电子与通信工程学院 所在专业：电子信息科学与技术 所在班级：vvvvvvv 任课老师：懒洁玲
摘要：微生物对人类重要影响之一是导致传染病的流行。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。微生物间的相互作用机制也相当奥秘，有的好就能为人类的健康事业做出很大的贡献。作为可以思考的人类，我们的身体远没有我们想象的那么单纯，从降临到这个世界上那刻起，我们便不是作为单独的生命存着。 关键词：微生物、健康、重要性 参考文献 1.张星元、《发酵原理》北京: 科学出版社 2.程伟、《生物化学》北京：科学出版社 正文： 微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物千姿百态，有些是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的，它们可用来生产如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌，1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌，或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。 微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在，称正常菌群，其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收，菌群在这些过程中发挥的作用，以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调，就会引起腹泻。 随着医学研究进入分子水平，人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到，是遗传信息决定了生物体具有的生命特征，包括外部形态以及从事
人体微生物群落与疾病 人体从一出生开始就有微生物寄生，在慢慢成长的过程中形成性对稳定的微生物菌落平衡。肠道微生物菌落与宿主健康状况的关系十分密切。大多数情况下，微生物菌落与疾病维持着一个简单的关联，但目前还不清楚微生物群的变化是否会精确地引起疾病或者只是简单地反映某种疾病的状态。进一步说，还不清楚微生物平衡是如何或者为什么会朝着菌群失调这种非健康的方向变化。目前的研究认为有三个因素可能会对人体肠道微生物群落产生影响：1、抗菌药的使用。抗菌药物的使用有可能大量杀死某一类型的微生物，从未破坏人体微生物群落。2、饮食。人们的日常饮食会影响人体内微生物的组成，而且食物中的一些化学制剂或者与某些化学制剂具有类似功能的成分都有可能影响体内的微生物菌落。3、心理压力。心理压力也会改变人体内的微生物群落状况，可能引起一些微生物的增加，同时也会降低某些微生物的数量。人体肠道微生物菌落异常与自身免疫疾病、肥胖、糖尿病、自闭症神经系统疾病等很多疾病或健康问题相关。 治疗癌症 法国巴斯德研究所等机构的研究人员在美国期刊《科学》上报告说，常用于癌症化疗的药物环磷酰胺能够破坏肠道黏液层，让肠道细菌进入循环系统，其中一些到达脾和淋巴结的细菌能促进形成免疫细胞，而后者会攻击癌细胞。但当研究人员用抗生素杀死实验鼠的肠道细菌后，环磷酰胺间接促生免疫细胞的能力会大大降低。 《科学》同期发表的美国国家癌症研究院的另一项研究显示，科研人员选取正接受化疗、存活率为70%的癌症实验鼠，并用抗生素杀死其肠道细菌。结果导致这些实验鼠摄入的化疗药物不再起作用，它们的存活率在两个月后下降到20% 生物夺氧 需氧微生物，特别是芽胞杆菌消耗肠道内的氧气，形成厌氧的环境，有利于乳酸杆菌等有益微生物的生长，抑制有害需氧菌和兼性厌氧菌的增值，防止发病。 双歧杆菌 1、维护肠道正常细菌菌群平衡，抑制病原菌的生长，防止便秘，下痢和胃肠障碍等； 2、抗肿瘤； 3、在肠道内合成维生素、氨基酸和提高机体对钙离子的吸收；
肠道微生物与人体健康及其应用 学院：经济学院 班级：投资2班 姓名：黄鑫 学号：20151674
肠道微生物与人体健康及其应用 摘要: 很多人认为，显微镜下才能看到的微生物和人们的生活关系不大，即便有关也不是我们需要了解的。但事实上，微生物和人类健康有着密不可分的关系。在我们身体的表面和内部，尤其是在肠道里，不为人知地“居住”着许多微生物。在人体内，渺小的微生物最有“发言权”。一百多年来世界上有一批批科学家在不懈地努力进行着有关方面的研究和探讨。我们体内有2公斤重的细菌，但是其中只有大约20%可以被培养和研究。绝大多数的“人体房客”至今还不为人所知，它们对人体的健康也还不被理解。 关键词：肠道微生物肠道生态系统生理功能食品应用 1.肠道微生态系统 人体微生态系统包括口腔、皮肤、泌尿、胃肠道四个微生态系统。以
肠道微生态系统最为主要、最为复杂。人肠道中的细菌细胞数占人体总微生物量的78 %。肠道菌约400 ～500 种，分为原籍菌群和外籍菌群，原籍菌群多为肠道正常菌群，除细菌外，人体还存在正常病毒群、正常真菌群、正常螺旋体群等，各有其生理作用。肠道菌群最显著的特征之一是它的稳定性，它对人类抵抗肠道病原菌引起的感染性疾病是极其重要的。维持其稳定性是临床治疗的重点。 肠道菌群是人体肠道的正常微生物，如双歧杆菌，乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素，如B族维生素（维生素B1、B2、B6、B12），维生素K，烟酸、泛酸等，还能利用蛋白质残渣合成必需氨基酸，如天冬门氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等，并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。这些营养物质对人类的健康有着重要作用，一旦缺少会引起多种疾病。 2.肠道菌群 2.1双歧杆菌 双歧杆菌是有益菌的代表，它是乳酸菌的一种，在显微镜下观察，其形呈叉状，是一种不喜欢氧气的细菌，栖居于人体没有氧气的大肠中。人体肠道中双歧杆菌的数量随年龄而异，在母乳喂养的初生婴儿的肠道中最多，几乎达到肠道总细菌量的99%以上，它起着保卫婴儿健康的作用。随着年龄的增长，肠道中双歧杆菌的数量逐渐减少，而产气荚膜梭状茵、大肠杆菌等有害腐败细菌逐渐增加。进入老年时，
1.1伤寒与细菌性痢疾 1. 伤寒可能首先出现的症状是引起（）出血和穿孔。A A、肠道 B、胃 C、肾 D、肺 2. 通过（）传播有可能会感染伤寒沙门氏菌。B A、空气 B、水源 C、唾液 D、接触 3. （）是细菌性痢疾的主要传播渠道。B A、唾液 B、食物 C、水源 D、体液 4.任意一种细菌与志贺氏菌结合都可以感染伤寒。× 5.采用抗生素治疗后，伤寒病死率可以降低到1%以下。（）√ 1.2霍乱与破伤风 1. 下列选项中，哪些不是霍乱可能引起的结果？D A、酸中毒 B、腹泻 C、反射性呕吐 D、血压上升 2. 霍乱从1817年到1923年在世界范围内流行了（）次。A A、6次 B、5次 C、4次 D、3次 3. 下列不是关于破伤风杆菌说法的是（）。A A、经飞沫传播感染 B、棒槌状 C、广泛分布与环境、土壤 D、厌氧细菌 4.几乎不引起局部炎症症状，煮沸即可使之失活是破伤风感染。（）× 5.分泌外毒素，造成末端神经系统急性中毒的症状是破伤风感染。（）× 1.3梅毒与幽门螺杆菌 1. 梅毒在不治疗的情况下，死亡率约达（）。D A、50% B、30% C、40% D、20% 2. 梅毒根据现有资料推测，（）是其原发地。B A、亚洲 B、美洲 C、欧洲 D、大洋洲 3. 由幽门螺杆菌引起的病症，（）是十二指肠溃疡。C A、95% B、85% C、90% D、80% 4.梅毒病毒可能通过胎盘直接传染给胎儿。√ 5.存在于胃的上半部分幽门附近的病菌是幽门螺杆菌。（）× 1.4黑死病 1. 通过（）传播最容易得结核病。A A、空气 B、食物 C、水源 D、唾液 2. 黑死病的传播途径是由（）从野生鼠传播到人。A A、跳蚤 B、唾液 C、水源 D、空气 3. 黑死病的死亡率达到（）的前提是如果不进行适当的治疗。A A、75% B、60% C、45% D、30% 4.可以使染病组织、器官中形成酸化的结核的是结核病。× 5.死时血液颜色远比正常血液颜色深，几乎呈黑色，这也是黑死病的得名原因。× 1.5结核病 1. 结核分支杆菌是结核病的致病细菌，这一成果是由（）发现的。B A、巴斯德 B、科赫 C、李比希 D、胡克 2. 连续用药（）以上是针对结核病的短程观察化学治疗所需的时间。A A、6个月 B、5个月 C、4个月 D、3个月 3. 肺结核发病率回升的原因包括（）。ACD A、部分地区社会保障体系不健全 B、人员流动减少，传播范围扩大 C、免疫缺陷人群数量增加 D、细菌产生耐药性 4.能够有效预防结核病方法是注射卡介苗，这在全球范围内已经广泛推广。× 5.早期针对结核病的药物治疗并未完全消灭其体内的细菌，大部分情况下只是消除了患者的症状。（）√