Nat,Microbiol：人腸道細菌代謝能夠判斷我們生什么病，為何生??？

Nat,Microbiol：人腸道細菌代謝能夠判斷我們生什么病，為何生病？

2016年10月14日訊 人腸道是一種復雜的生態(tài)系統(tǒng)：無數(shù)的細菌在它里面定植，幫助我們消化食物。在一項新的研究中，來自盧森堡大學盧森堡系統(tǒng)生物醫(yī)學中心（Luxembourg Centre for Systems Biomedicine, LCSB）、盧森堡綜合生物庫（Integrated BioBank of Luxembourg, IBBL）、盧森堡醫(yī)院中心（Centre Hospitalier de Luxembourg, CHL）、埃米爾-梅里什醫(yī)院中心（Centre Hospitalier Emile Mayrisch, CHEM）的研究人員開發(fā)出一種方法來史無前例詳細地研究這種生態(tài)系統(tǒng)---腸道微生物組：他們的新方法允許通過解碼細菌的DNA和基于RNA（由DNA轉錄形成的一種核酸分子）測序評估它們的活性來研究它們的遺傳潛力。他們也能夠鑒定出隨后表達的蛋白，而這些蛋白接著會催化代謝反應。

LCSB生態(tài)系統(tǒng)生物學小組負責人Paul Wilmes教授說，“如今，我們首先能夠在DNA、RNA和蛋白這三種水平上觀察腸道菌群內(nèi)同時發(fā)生什么。更好地理解糖尿病等疾病對我們而言是比較重要的，這是因為腸道微生物組可能對疾病產(chǎn)生影響。”比如，研究人員發(fā)現(xiàn)腸道菌群組成在糖尿病患者和健康人之間幾乎沒有差異。另一方面，被常駐在腸道中的細菌開啟或關閉的基因可以是非常不同的。這些研究發(fā)現(xiàn)于2016年10月10日在線發(fā)表在Nature Microbiology期刊上，論文標題為“Integrated multi-omics of the human gut microbiome in a case study of familial type 1 diabetes”。

MUST研究（糖尿病多家庭研究）著重關注已患上1型糖尿病多年且提供糞便樣品給IBBL的個人。論文第一作者Anna Heintz-Buschart博士說，“我們研究來自這些人的糞便樣品中的細菌。我們也分析了這些糖尿病病人的健康的近親屬的糞便樣品。”研究人員發(fā)現(xiàn)患上糖尿病的人和未患糖尿病的人之間的腸道細菌物種組成上的差異比長期所認為的還要少。Heintz-Buschart繼續(xù)說道，“然而，在細菌發(fā)揮什么作用方面存在明顯的差異。”

在1型糖尿病中，這些差異很可能是當人體的免疫系統(tǒng)攻擊胰腺中自己的產(chǎn)生胰島素的細胞時產(chǎn)生。所造成的損傷能夠顯著地攪亂消化液的組成。Heintz-Buschart解釋道，“腸道細菌不得不適應它們所在的環(huán)境變化。它們是通過調(diào)節(jié)它們的代謝做到這一點的，換言之，它們改變它們產(chǎn)生的蛋白或維生素（如維生素B1）含量。重要的是，體內(nèi)維生素B1水平的變化能夠加劇疾病發(fā)展?！痹?jīng)是有益的細菌因而變成一種健康風險，能夠惡化病人的病情。

Wilmes強調(diào)道，如此精確地描述腸道微生物組上的疾病相關性變化和認識它們在體內(nèi)的功能性影響在此之前是不可能的：“盡管我們已能夠通過常規(guī)的DNA分析確定腸道生態(tài)系統(tǒng)中的細菌物種組成，但是在特定的時間點上實際有哪些細菌物種存在于其中，我們?nèi)匀皇且黄瞻?。拿人類社會作比對：我們能夠對不同的人開展一項普查，而無需知道每個人可能從事的職業(yè)。如今，我們知道誰做什么，何時做的?！边@一突破是研究人員將幾種不同的分析技術組合在一起時獲得的：“我們首次同時研究了基因組、轉錄組和蛋白質(zhì)組信息，這意味著我們同時研究了腸道微生物組的DNA、RNA和蛋白。因此，我們?nèi)缃衲軌蜓芯吭诮o定的時間點上哪些基因發(fā)生轉錄和哪些蛋白被翻譯出來。這項在三個水平上同時開展的研究讓我們對腸道中發(fā)生的功能性過程（比如與代謝相關的過程）有了一種全新的認識?！?/p>

與Wilmes和他的團隊合作的醫(yī)學專家從這個新的研究方法中看到巨大的希望。這包括在LCSB和CHL開展研究和治療病人的Carine de Beaufort教授。她說，“我們期待這些研究有助我們鑒定出生物標志物。它們是諸如在糖尿病早期階段產(chǎn)生的或體內(nèi)水平發(fā)生變化的蛋白之類的分子。這些生物標志物將使得診斷更加容易以至于我們可能在非常早的階段采取預防性或治療性的行動?！?/p>

Wilmes聲稱，為了尋找這些生物標志物，這項研究必需繼續(xù)下去。他說，“我們?nèi)缃裣胍c擁有患上早期糖尿病的小孩的家庭合作。特別是對年輕人而言，盡可能早地檢測這種疾病的標志物是比較重要的。畢竟，醫(yī)生能夠越早介入，這些人就能夠更好地確保過著一種限制盡可能少的生活?！?Wilmes展望詳細的機制研究將讓人們更好地理解腸道微生物組的復雜功能：“以這種方式，我們能夠了解到腸道微生物組在維生素B1生物合成上的差異如何與1型糖尿病存在關聯(lián)。諸如MUST之類的研究在此方面將會發(fā)揮著至關重要的作用?！?/p>

人體內(nèi)的細菌高達3斤，為何我們還能正常生活？

我們知道，腸道是人體最大的消化器官，不僅如此，還是人體最大的微生態(tài)系統(tǒng)。為什么這么說？人體腸道內(nèi)的細菌有100多個種類，100萬億個。單就數(shù)目而言，我想您已經(jīng)有點不安了。這么多細菌生活在我們的腸道內(nèi)，豈不是很容易生?。?/p>

要想了解這一點，我們先來談下腸道菌群的分布。細菌從口腔進入胃后，絕大多數(shù)細菌在遇到胃液和膽汁時已經(jīng)死亡，所以胃 、十二指腸相對無菌，除了我們熟悉的幽門螺桿菌等耐酸菌；剩下的這些“真的勇士們”穿越層層阻礙，到達腸道，且隨著進入腸道深淺的不同，細菌的數(shù)量、種類各異；越向下，腸腔內(nèi)含菌量越多，逐漸完成由需氧菌——兼性厭氧菌——厭氧菌的過渡，并且整個腸道99.99%的細菌皆由厭氧菌構成；腸菌亦占糞便干重的30%，可以說，腸道是人體最大的“儲菌庫”。

細菌那么多，為什么我們還能健康的生活？下面就來說說細菌的分類，主要分為三大類：

1. 共生型：顧名思義，是可以和人們和諧共生的細菌，是腸道的優(yōu)勢菌群，對人體有益無害；例如上次提到的雙歧桿菌、乳桿菌；

2. 條件致病菌：又稱機會致病菌，指在某種特定條件下可致病的細菌。一般情況下，這類細菌本不會致病，但當人體內(nèi)環(huán)境的平衡狀態(tài)被打破（例如機體免疫力低下、菌群失調(diào)等），這類細菌則會變?yōu)橹虏【?，誘導疾病的發(fā)生。當然作為寄居于腸道內(nèi)的細菌，同樣是保持腸道菌群生態(tài)平衡的必要組成部分；

3. 病源菌：正常情況下細菌數(shù)量少，不會致??；但當數(shù)量超出正常水平，則會引起人體發(fā)??；例如變形桿菌、假單胞菌等；

所以，腸道菌群失調(diào)可以算是導致腸道疾病發(fā)生的一個重要原因，因此我們的原則即是增加有益菌群，減少有害菌群，并維持兩者間的動態(tài)平衡。

目前公認的對人體有益的菌群以雙歧桿菌和乳桿菌為主。有關雙歧桿菌的作用，上期已經(jīng)說過了，這里我再舉一個例子，可以更好地驗證腸道菌群平衡對我們健康的重要性。

眾所周知，我們從出生到衰老，除了外形、臟器功能、精神情志在不斷地變化外，我們腸道內(nèi)的菌群亦隨著時間的流逝而呈現(xiàn)不同的表現(xiàn)：

“人之初，性本善”，出生之時，胎兒的胎糞是無菌的；但很快，幾小時后腸道內(nèi)便出現(xiàn)大量需氧菌、兼性厭氧菌；2-3天的時間內(nèi)，雙歧桿菌大量增多，出生后一周菌值達峰并穩(wěn)定，即為嬰兒時期腸道菌種特征。這段時期，腸道內(nèi)有益菌是相對占優(yōu)勢的；但隨著年齡的增長，很多嬰幼兒面臨著斷奶，并逐漸開始接受成人飲食，致使雙歧桿菌減少至10%，類、優(yōu)桿菌，厭氧鏈球菌成為優(yōu)勢菌。形成了成年期腸道菌群的一大特征；步入老年后，雙歧桿菌進一步減少，而大腸埃希菌等病源菌的大大增多，打破原有平衡，致使腸道內(nèi)環(huán)境漸漸惡化，腐敗現(xiàn)象加重，從而促進衰老，甚至是腫瘤的發(fā)生；許多老年人容易出現(xiàn)習慣性便秘，也和菌群失調(diào)有一定的關系。

故補充有益菌，對維持菌群平衡，擁有健康腸道顯得尤為重要。

我們?nèi)梭w生病大多因為體內(nèi)有細菌，那細菌有意識嗎？

關于人類健康與病原體入侵就一個話題的話，已經(jīng)提出的非常多了，那么無論是在我們一些不接觸到醫(yī)學知識的尋常人家來講的話，他們也會有所到一個細菌入侵，引起疾病反應的這一個選項就想看到的就是感冒，也就是上呼吸道感染長城，我們受涼或者是機體免疫力降低以及一些細菌入侵的時候，就會引起一個集訓的上呼吸道感染啊，主要表現(xiàn)的就是咽喉疼痛以及咳嗽咳痰，如果說長時間都不進行治療的話，有可能還會引發(fā)支氣管炎，或者是肺炎，那么肺炎，分為不同種類型的肺炎，主要分為三種。 ? ??

就拿大葉性肺炎來講，他主要是由于肺炎鏈球菌的感染，而引起的一個呼吸道的疾病。除此之外的話，胃腸道，由于胃腸道的入口那么是和外界相通的，也就是我們的口腔，所以說我們往往會通過吃一些食物，然后食物之中夾雜著病菌那么會引起一個為腸道的菌群失調(diào)，從而出現(xiàn)感染性疾病。 ? ?

我們?nèi)梭w生病，大多數(shù)是因為體內(nèi)有過多的細菌，或者是我們自身了一個免疫力，降低那么樣細菌有機可乘而造成的一個病變，那么對于細菌入侵來講，其實他是有意識的，當他感受到了具體的免疫力降低了之后，他會通過同等的一個反饋信息信息，然后讓他自己同種的一個細菌大量的知識，然后來入侵我們的人體有一些細胞入侵的話，他也風因為血管外或者是血管呢，在血管話主要是侵犯一些重要臟器在血管內(nèi)的話，可能會引起血管壁的炎癥出現(xiàn)。 ? ??

當我們明確道是哪種病原體引起的感染之后，那么會相應的進行一個藥物的治療，在細菌當中的話，每種細菌的一個治療藥物那么都是不同的。所以說當我們進行一個藥物的治療之后，藥物作用和細菌之間進行斗爭，那么在正規(guī)治療之后，這一類的細菌就會被殺死，從而通過我們?nèi)梭w的一系列反應，從而排出體外，所以說在這個整過他出現(xiàn)以及死亡的過程中，他都是有意識的。

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