综述肠道微生物与宿主健康：一个新的临床前沿（第四期文献包投票选出的文章） 本文由熊志强编译，董小橙、江舜尧编辑。
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导读
新的“组学”技术的发展，促进了人们对肠道微生物落的遗传和代谢特征的大规模分析，并提供了一种新的干预途径的可能性。此外，肠道微生物可被视为一种免疫系统：一组与宿主协同工作的细胞，这些细胞可以促进健康，但也可能引发疾病。本文就肠道疾病，特别是代谢综合征，肥胖相关疾病，肝脏疾病，炎症性肠病（IBD）和结肠癌直肠癌等领域的最新研究进行整合。通过对抗生素、益生菌、多酚和粪菌移植的最新和最相关证据的整合，评估了在这些疾病中，采用肠道微生物进行调控的可能性。 论文ID
原名：The gut microbiota and host health: a new clinical frontier
译名：肠道微生物与宿主健康：一个新的临床前沿
期刊：Gut
IF：17.016
发表时间：2016年
通信作者： Dr Ailsa Hart
通信作者单位：St Mark's Hospital and Imperial College London
综述内容
1 对肠道微生物的最新研究
尽管已经对包括皮肤、口腔在内的不同人体生态位的微生物组进行了研究，但胃肠道微生物组仍是一个具有挑战性的样本环境。多数胃肠微生物组的研究集中于肠道微生物组（细菌密度和数量最多），其大部分数据来自粪便样本，少部分来自粘膜活检，但从粪便中获 得的信息并不代表肠道内的完整信息。此外，小肠中含有非常不同的细菌数量和组成，与结肠相比，小肠中细菌的动态变化更大。虽然粪便并不是胃肠道的理想替代物，但它们确实给出了大肠内多样性的简介。此外，这些研究大部分数据来自北美和欧洲，而亚洲、非洲或南美洲的研究很少。因此，有关肠道微生物组现阶段的观点仍存在不同。
2 我们对肠道微生物组了解多少？
由于胃肠道微生物组的限制性，GI微生物组通常被划分为两个细菌门(厚壁菌门和拟杆菌门)，但至少10个不同细菌门也具有重要的功能贡献（BOX）。在有关肠道微生物组研究中，多以细菌为中心；而病毒成分(或病毒组)和微真核生物(原生动物和真菌)研究较少。当分析大数据多样本时可以发现，厚壁菌门/拟杆菌门的比例并不都是相同的。基于目前的研究发现，肠道微生物对宿主的正常功能和发展至关重要，但我们不确定哪些是关键物种，以及微生物簇的功能是否比落中的任何单独菌种都重要。 电解抛光
在任何个体的大肠中大约有160种物种，其中很少一部分在不同个体中存在差异。相反，这些物种所表现出的功能似乎存在于每个人的胃肠道中，因此我们可以得知功能比提供功能的物种更为重要。尽管如此，由于肠道微生物组的不同，所导致的功能有效性的差异仍
不可忽视。
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3 肠道微生物的膳食调节——肠道微生物代谢活性
碳水化合物发酵是人体肠道微生物的核心活动，为结肠提供能量和碳源。肠道中主要优势菌在复杂植物源多糖的初始降解过程中起着至关重要的作用，其降解产生短链脂肪酸（SCFAs）等被其他微生物代谢利用。其中丁酸和丙酸可调节肠道生理和免疫功能，而乙酸则是脂肪生成和糖异生的底物。近年来，这些代谢物在调节外周免疫功能、引导适当的免疫应答等方面被认为起到关键作用。对于遵循西式饮食的人来说大部分碳水化合物发酵发生在结肠近端，当碳水化合物消耗殆尽时，肠道微生物就会转向其他底物，如蛋白质或氨基酸。在氨基酸发酵过程中，除了释放有益的SCFAs外，还会产生潜在的有害物质。通过动物模型和体外研究表明，氨、酚类、对甲酚、某些胺和硫化氢等化合物在炎症、DNA损伤和癌症进展中起着重要作用。而膳食纤维或以植物为基础的食物摄入可以抑制了这一点，这表明保持肠道微生物碳水化合物发酵的重要性。这一研究的发现，为意在改善肠道健康的功能性食品提供了科学依据。
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4 肠道健康的三种“p”：益生菌、益生素和多酚
益生菌、益生素和多酚是公认为最佳的可以用来调节人体肠道微生物的组成或代谢/免疫活性饮食策略之一。
在动物体内，不同类型的益生菌菌株对一系列疾病表现出良好的效果，但其对人类的影响尚不确定。其原因可能是由于研究设计不当和应变选择不佳所致。在益生菌菌株选择时很少考虑到具体的作用机制；这导致了我们得到与我们最初想法想矛盾的结果。但Jones等人选择了一株胆盐水解乳酸菌（Lactobacillus reuteri strain）来研究其在高胆固醇血症个体中降低胆固醇的能力。通过随机、安慰剂对照的和双盲试验，他们证明摄入这种菌株会显著降低总胆固醇和低密度脂蛋白(LDL)胆固醇。
益生素是一种特殊类型的膳食纤维，被认为可以增加有益的细菌的相对丰度。与益生菌一样，益生素虽在动物体内被证明可以和预防很多疾病，但在人体中的研究尚不明确。益生素在动物研究中被证明是有效的（通常是按日饮食量的10%，在人类中相当于每天50克左右）。然而，随着进一步了解肠道微生物生态学，可以发现，益生素概念利用了肠道微生物的底层结构，即主要是糖化和发酵微生物落，通过与宿主消化系统的合作，从
复杂的植物多糖中获得能量和碳，否则就会在粪便中消失。
多酚是植物次生代谢产物的一类，被认为可以防止慢性饮食相关疾病的发生。肠道微生物在将膳食中的多酚转化为可吸收的生物活性物质方面起着至关重要的作用。有研究发现，用多酚提取物进行饮食干预，可以增加双歧杆菌和乳酸菌的相对丰度，使人类肠道微生物向更“促进健康”的方向发展。
5 肥胖相关疾病与肠道微生物
自2004年，研究发现肠道微生物与肥胖表型的发展之间存在潜在的关系。厚壁菌门相对丰度的增加和拟杆菌门相对丰度成比例的减少在肥胖小鼠体内被发现，这一结果在人体饮食介入研究中被证明，重量的损失伴随着拟杆菌门丰度的增加。但由于不同机体基因型和饮食习惯的异质性，与肥胖相关的拟杆菌门与厚壁菌门数量之比（b：f）的下降仍存在争议。有研究发现，微生物落的改变和所进行的饮食密切相关，高脂肪摄入量对微生物落和相关的临床参数有直接影响。此外，肥胖的病因及其代谢并发症，包括低度炎症、高血压、等反映了这些多重遗传、行为和环境因素之间的复杂相互作用。因此，由于异质人中的各种混杂因素，将肠道微生物组成与人类肥胖直接联系起来仍然具有挑战性。
近期，在基因组学研究中发现，功能水平上，与氧化应激相关的膜转运蛋白和基因在患者的微生物区系中富集，而丁酸生物合成减少。但由于最具判断力的亚基因组水平的基因簇在不同的体之间存在差异，表明诊断性生物标记物可能是特定于研究体的。在另一项宏基因组研究中，观察到肥胖个体中微生物基因丰富度的双峰分布，将个体划分为高基因计数自动干手器和低基因计数（HGC和LGC）。通过研究发现，只有生化肥胖相关变量，与基因计数显著相关，而体重和体重指数则不相关，这表明用身体质量指数（BMI）作为评价“肥胖及其相关代谢紊乱（OAMD）”指标的不足。而通过饮食诱导的减肥干预显着增加了LGC个体的基因丰富度，尽管并没有完全恢复，但表明可以通过饮食来调节微生物菌。此外，有研究表明，通过肠道微生物移植可以增加代谢综合征患者体内微生物多样性以及与丁酸产生的相关微生物丰度。
基于以上研究结果，微生物在宿主能量同源性以及OAMD的建立和发展中起着重要作用。OAMD患者的肠道被认为是炎症相关的微生物，具有较低的丁酸产生潜力，并降低了细菌多样性或基因丰富度。虽然OAMD的主要原因是热量摄入过多，但肠道微生物生态学的差异可能是预测后期代谢紊乱/肥胖的重要介质和新的靶点或生物标志物。
6 肝病与肠道微生物
肝脏通过门静脉从肠道获得70%的血液供应，因此它不断暴露于肠道中的各种因素，包括细菌成分、内毒素和肽聚糖。现阶段人们认识到肠道微生物与慢性肝病有着密切的联系。肠道菌失调的本质特征、肠道屏障的完整性以及肝对肠源性因子的免疫反应机制，可能与慢性肝病的新疗法的发展有关。此外，胆汁酸信号的领域已经打开了肠的概念：肝轴是活跃的和高度调节的。
7 非酒精性脂肪肝病（NAFLD）
非酒精性脂肪肝(NAFLD)的病理生理学是多因素的。最近的研究表明，肠道微生物菌失调可导致肥胖相关的NAFLD的发展，其表现出小肠细菌过度生长和增加肠道通透性的特点。自在20世纪80年代，非酒精性脂肪性肝炎(NASH)和小肠细菌过度生长在人肠旁路移植术后以及甲硝唑后肝脏脂肪变性的消退中被观察到，表明肠道细菌在NAFLD中可能起着重要作用。有研究发现，NASH患者的大肠杆菌比例高于其他人，此外NAFLD患者的肠道通透性也增加了，表明细菌或微生物衍生产物进入门静脉循环是其发病的原因之一。
8 酒精性肝病
土工格室护坡并非所有酗酒者都会发生肝损伤，同样慢性酗酒虽然不足以导致肝功能障碍，但长期同样会导致肝损伤。通过研究发现，肠道细菌产品（如内毒素），可能介导炎症，并作为辅助因子促进酒精相关的肝损伤。通过评估人和酒精肝的大鼠体内血清内毒素水平发现，酗酒者的单核细胞在内毒素暴露后可产生细胞因子。研究发现，酒精导致人类肠道细菌生长过剩，同样在慢性酗酒患者的空肠抽吸物中细菌数量明显高于对照组。通过饲喂酒精肝损伤Tsukamoto-French模型小鼠发现，拟杆菌门和现金管理终端Akkermansia spp相对丰度增加，全部视频列播放表本站Lactobacillus，Leuconostoc，Lactococcus和Pediococcus相对丰度减少，而对照组小鼠厚壁菌门表现出相对优势。酒精性肝病患者还表现出肠道通透性增加，允许细菌和细菌产品向肝脏转移。
