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破天荒!这一次,《Cell》杂志整期为微生物组打Call!| 普

破天荒!这一次,《Cell》杂志整期为微生物组打Call!| 普

作者: a677facd521e | 来源:发表于2019-03-13 12:24 被阅读9次

2019年3月,最新的一期国际著名期刊《Cell》杂志竟然破天荒地用了整整一期,推出了很多有关微生物研究的文章,这些文章引起了普唯尔生命科技的关注。

我们对人类肠道微生物组的认识正快速积累,但这些知识的实际应用仍处于起步阶段。人类微生物组,特别是肠道微生物组是我们这个时代最具活力的研究领域之一。

友好的合作是好的开始

普唯尔一健社区通过资料总结:在与肠道微生物群友好相处的过程中,人类从来没有停止进化的步伐。微生物群占领着人类的肠道,身体需要学习如何与其产生积极的相互作用。通过友好合作,人类和微生物都可以受益。

共生是指两个或两个以上的生物之间长期密切关系。一些共生关系是寄生的,一种生物以牺牲另一种生物获得好处,就像一个不受欢迎的客人,吃光了你所有的食物,留下一片狼藉,还不领会他应该走了的暗示。共栖是共生关系的第二种类型,指的是对一方参与者有利,但很少或根本没有影响另一方。互利是共生的第三种类型,双方都能够受益,这种组合类似于我们人类与肠道微生物群的关系。

微生物在肠道中发酵时释放化学物质,可以被我们吸收。 这些发酵能充分利用食物中的热量,以免被浪费,对生活在食物稀少环境中的人类祖先来说,这些是至关重要的。虽然摄取额外的热量在现代社会不那么重要了,但是这些反应产物仍然在生物学领域扮演着重要角色:优化免疫系统、帮助抵御致病细菌、调节新陈代谢。

肠道微生物从人体获得稳定的食物供应,它们更像是“你为我带来食物,我帮助你把它们消化成所需的分子”。但是为什么人类基因组没有完全消化所有食物的能力,以便我们无须依赖这些“不劳而获”的微生物?

我们的消化道充满微生物的原因之一,是因为消灭微生物几乎是不可能完成的任务,想要在这个微生物世界营造一个无微生物的存在的环境需要付出巨大的努力,需要我们的免疫系统昼夜不停地工作来“驱逐”不断出现的微生物。

我们不能消灭所有微生物的另一个原因,是因为它们的基因能作为我们自身基因组的扩展。受益于微生物基因,它们有各种人类基因组没有的功能,例如,微生物基因组能够将难以消化的食物转化为可以调节人体多项生理功能的关键物质,从如何有效地存储额外的热量到肠道炎症,这些都与肠道微生物有关!

不得不承认:人类依赖于微生物组

微生物群中的每个种类都有自已的遗传代码,或叫基因组。对所有微生物的基因组进行的编码,被称为人类宏基因组这是我们的第二基因组,就像每个人基因组是独一无二的一样,没有任何两个肠道微生物群是完全一样的,可以把微生物组看作体内指纹

某些人的微生物可能拥有降解某种类型的碳水化合物的能力,而别人的微生物群则不具备这种能力,例如,一些日本人肠道内有消化海带的细菌,而西方人的肠道微生物群中通常没有,因为海带占日本人饮食相当大的一部分,他们的微生物群已经进化成可以利用这种无处不在的食物资源!

但直到今天,许多人仍然没有理解这个道理:在竞争激烈的环境中成功的关键就是分工与合作!我们依赖微生物群中的基因来弥补自己基因组“缺陷”。这种共生关系贯穿生命历程,由微生物将膳食纤维分解给身体各系统提供化学物质,这些物质促进免疫系统发育成熟,确保新陈代谢保持平衡

益生菌和益生元的特殊作用

在文章开头提到的《Cell》微生物组专刊中,Peer Bork一篇关于人类肠道微生物组关联分析的综述写得非常系统,详细讨论了将微生物组研究转化为能够给人类宿主带来特定益处的靶向调控所必需的研究类型。

这篇综述分为几个模块:人类肠道微生物组:从关联到调控;宿主外在因素:药物、饮食、生活方式、BMI和粪便粘稠度;内在宿主因素,如遗传;环境因素;益生菌;益生元和膳食干预模块;针对肠道菌群的靶向和可预测调节等。

其中,在“益生菌”模块中,作者写到:益生菌,被定义为“活的微生物,当给予足够量时可以给宿主带来健康益处”(Hill等,2014),已被证明在某些适应症中是临床有效的治疗选择(Ford 等,2014)。

与FMT(粪菌移植)相反,益生菌治疗是对肠道菌群进行有针对性调节的尝试。然而,益生菌治疗对微生物组的影响有待深入研究:最近对七项随机临床试验进行的系统回顾发现,缺乏益生菌持续定植肠道的证据(Kristensen等,2016)。但这并不意味着益生菌在通过人体时不发挥作用。

在“益生元和膳食干预模块”中:益生元被定义为“具有健康益处的宿主微生物选择性利用的底物”(Gibson等,2017),是另一种有针对性的微生物组调节手段。与直接施用益生菌相反,益生元治疗旨在赋予微生物有益成员选择性优势。

尽管一些研究表明益生元对不同适应症具有治疗潜力(Beserra等,2015; Ford等,2014),但对于其对整个微生物组成的影响却知之甚少。有报道称,短暂转向纤维丰富的饮食(Kovatcheva-Datchary等,2015),普氏菌Prevotella / 拟杆菌Bacteroides比例随即增高。同样,富含纤维的饮食,辅以其他益生元,使肥胖儿童的肠道微生物组功能组成发生改变,可以帮助儿童减轻体重(Zhang等,2015)。

普唯尔一健社区总结:

我们对人类肠道菌群的了解正在持续且快速地发展。但是对于这些微生物的精确研究还处于初级阶段,很多研究还没有定论。现有的研究表明,要维护好身体的菌群结构,才能让彼此在互利共赢的方式生存下去。

文/Amy 编辑/懵懵懂懂 

参考资料:

1.Gao George F,From "A"IV to "Z"IKV: Attacks fromEmerging and Re-emerging Pathogens.[J] .Cell, 2018, 172: 1157-1159.

2.Schmidt ThomasS B,Raes Jeroen,Bork Peer,The Human Gut Microbiome: From Association toModulation.[J] .Cell, 2018, 172: 1198-1215.

3.搜狐健康:《肠道菌群对免疫功能的影响和疾病研究的新进展》.

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