第二章 研究微生物组与疾病关系的策略与方法
已被分离纯培养或者基因组被部分或完整测序的细菌种群称为菌株（strain）。在细菌分类学中，一个种内可以含有不同菌株，他们的基因组同源性的差异最高可达30%，远超过人与小鼠的遗传差异（仅10%）。同一种下的多个菌株的基因组测序结果揭示了这一庞大的遗传多样性。因此，肠道微生物组的生态功能是种群依赖型的。如果摸一个功能属于一个分类单元的“核心基因组”，那么该分类单元内所有的成员都会有该功能；如果某一功能仅属于“泛基因组”，，那么该分类单元内只有一个或者有限数量的成员有此功能。但多项研究表明：即使在同一个种内，往往也有很高的为多样性，并且这些微多样性能造成不同的生理效应。因此，在研究肠道菌群与疾病关系时，一定要努力认识到菌株水平才有可能发现和鉴定出影响人体疾病的发生、发展的关键功能细菌种群，继而阐明这些细菌影响宿主健康的机制，开发以肠道菌群为靶点的疾病诊断、预防和治疗的新技术、新方法。上海交通大学赵立平教授提出的影响代谢性疾病的关键肠道功能细菌种群的研究策略：1）基于疾病临床列队或干预实验，利用“全微生物组关联分析”，寻找与疾病显著相关的关键肠道细菌种类；2）分离并鉴定出这些功能菌，在无菌动物模型中复制疾病，或者在疾病动物模型中研究其拮抗代谢失调的能力；3）阐明从功能菌到疾病症状出现之间或者代谢失调的拮抗菌到疾病症状改善之间的分子机制。
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根据肠道菌群结构失衡与代谢性疾病表征之间的关联：饮食调控肠道菌群的组成，继而抑制了机会性病原体，保护了肠屏障功能，减少肠道渗透性，从而缓解内毒素血症（LBP降低）和炎症反应（C-反应蛋白（C-reactive protein，CRP）降低）、提高胰岛素的敏感性（空腹胰岛素（fasting plasma insulin,FPI）和HOMA-IR降低。代谢性疾病膳食管理的生物标记物：
1）LBP（）
LBP主要是宿主肝脏产生的在血液中起循环作用的急性期蛋白，LBP接收了对LPS的识别并放大宿主免疫应答LPS的信号，与此同时，LBP还可以结合其他细菌化合物，如螺旋体糖脂、磷脂壁酸和某些聚合糖类物质。
循环系统中的LBP在非酒精性脂肪肝、葡萄糖不耐、冠心病患者中显著上升。
LPS具有诱导炎症的能力，作为一种抗原（其他如肽聚糖、鞭毛蛋白）可以诱发代谢性内毒素血症；且不同细菌LPS在导致代谢性内毒素和炎症反应的能力方面是急剧变化的。
2）CRP（C-反应蛋白（C-reactive protein））：LBP下游，对组织损伤、感染和炎症做出相应反馈。
3）FPI（空腹胰岛素（fasting plasma insulin））
4）HOMA-IR：用于量化胰岛素敏感性和胰岛β细胞功能的方法。
HOMA-IR=FPI X FPG /22.5
FPG（空腹葡萄糖（fasting plasma glucose））
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