肠道(人体)微生态

寄居于正常人体表及与外界相通的腔道中对人体无害的微生物统称为正常菌群或正常微生物群。正常微生物群对其宿主不仅有益,而且是必需的、不可缺少的。

皮肤

正常人体皮肤表面分布着大量的正常微生物群,其种群和数量在不同个体之间、在同一个体得不同部位存在着一定的差异,与个人的生活习惯、职业以及环境因素有较密切的关系。常见的微生物群包括:凝固酶阴性葡萄球菌、类白喉杆菌、厌氧丙酸杆菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌、大肠埃希菌、皮肤癣菌、孢子菌等。这些菌绝大多数为正常菌群,处于一种动态平衡,不会引起病变。若皮肤受损、大面积烧伤等,机体防御功能减退,一些正常菌群就可能转变成致病菌,引起局部感染,甚至败血症。

口腔

口腔是个特殊的环境,其温度、湿度和来源丰富的营养以及口腔内结构的复杂性,为多种微生物的生长、繁殖和定居提供了适宜的宿主环境,也造就了口腔微生物的多样性。年龄与口腔菌群组成的变化有关。

消化道

由于胃酸具有杀灭微生物的作用,因此胃内微生物的种类及数量均较少。胃内多是乳杆菌、双歧杆菌、消化链球菌等。小肠包括十二指肠、空肠和回肠,由上而下细菌数量递增。十二指肠和空肠细菌含量低,主要菌种是革兰阳性需氧菌,包括肠球菌、葡萄球菌、链球菌、乳杆菌和酵母菌等。回肠细菌含量较多,以厌氧菌和肠杆菌科细菌为主,革兰阴性菌开始超过革兰阳性菌。大肠包括盲肠和结肠,是人体最大的储菌库。主要菌种有双歧杆菌、拟杆菌、真杆菌和厌氧的革兰阳性球菌,以及葡萄球菌、变形杆菌、假单胞菌、乳杆菌、大肠埃希菌、链球菌等。

呼吸道

最新的基于细菌16S rRNA 基因V3 高变区的焦磷酸测序技术的菌群研究表明,人体呼吸道正常定值菌主要有:厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、梭杆菌门和放线菌门构成。其中厚壁菌门是正常人呼吸道的优势菌门。在正常人的呼吸道分泌物中,链球菌属、普雷沃菌属是呼吸道中的优势菌属。

泌尿生殖道

就微生态系而言,主要指女性泌尿生殖道,其中阴道是重要的生境。阴道内微生物群主要有乳杆菌、表皮葡萄球菌、大肠埃希菌、棒状杆菌、B 族链球菌、粪链球菌、支原体、白假丝酵母菌等。尿道外部微生物群主要有葡萄球菌、粪链球菌、大肠埃希菌、变形杆菌。乳杆菌和真菌等。男性尿道口有葡萄球菌、拟杆菌、大肠埃希菌、支原体和耻垢杆菌等。

人体肠道内定居着以肠道细菌为主的百万亿级微生物,对宿主的肠道环境甚至整个个体产生重要的生理、病理影响,这些微生物与其定居环境共称为肠道微生态。

人体自身+ 微生物= 超级生物体

人体实际上是人体自身细胞与人体微生物共同进化的结果,人体微生物组的个体差异直接影响着人体机能的个体差异。

影响人体的健康因素分为可按因素和不可控因素。人体基因组为不可控因素(权重40-60%),不同人基因组差异在千分之一和百分之一之间;人体微生物组是可控因素(权重20-30%),个体基因组差异造成的个体菌群差异(人体免疫基因组的差异对不同共生菌的选择);常年的食物结构差异造成的菌群差异(高蛋白/高脂肪与素食之间的肠道微生物菌群差异)。剩余主要是环境因素(20-30%),个体的生存环境和生活习惯千差万别,环境污染、病原微生物及个人生活习惯直接或间接影响身体健康。

 

人体微生态与感染性疾病

我国感染病患者众多,广谱抗菌药物的长期大量使用不可避免地加重人体微生态失衡,导致细菌易位、肠源性感染甚至致命感染发生,也会增加住院患者遭受院内感染的几率。

健全的人体微生态可以抵御病原菌的侵染。粪便移植成功治疗艰难梭菌反复感染是感染微生态学理论的成功体现,其疗效明显优于抗生素治疗。但是,粪便移植还存在许多未知风险,因此提取肠道有益菌群用于疾病治疗将是未来医疗发展的重要方向。

 

人体微生态与消化道疾病

肠道微生态改变与炎症性肠病(IBD)、肠易激综合征(IBS)、胃肠道肿瘤等诸多消化道疾病的发生发展密切相关。

IBD患者肠道微生态显著改变,导致免疫细胞的非正常活化、肠道通透性增加,进而失去免疫耐受功能;部分IBS患者也存在肠道菌群紊乱现象:厚壁菌增多、拟杆菌减少;直肠癌患者肠道微生物多样性减少,患者肠道内能抑制炎症反应的梭状芽孢杆菌减少而促炎细菌增多,这些研究表明肠道微生态平衡被破坏会引发宿主的免疫、炎症反应,导致上述疾病的发展。

具核梭杆菌可作为大肠肿瘤诊断的粪便细菌标志物,这些研究提示肠道微生物既可作为预防和治疗肠道癌症的靶点,也有助于推动肠道肿瘤诊断技术向早期化、精确化、低成本化、非损伤化方向发展。

目前,微生态制剂已在IBS、IBD、结肠癌、感染性腹泻、抗生素相关性腹泻、坏死性结肠炎等多种消化道疾病的治疗中获得良好效果。

 

人体微生态与肝病

肝脏与肠道存在特殊的生理与解剖关系,微生物通过肝-肠循环和微生态-肝脏轴,在肝脏炎症、损伤、慢性纤维化发生发展中发挥重要作用。肝硬化患者肠道菌群结构与健康对照存在显著差异,并且肠道微生态失衡程度与肝硬化病情严重程度有显著相关性。

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)近年来发病率不断增高,危害人类健康。肠道菌群组成改变会促进NASH发展,加剧肝脏损伤和肝纤维化。这些研究揭示了保持微生态平衡在肝病治疗中的重要意义,表明对宿主与微生物群相互作用的操控调节将是肝病新疗法的重点,也为探索微生态干预治疗肝病提供了新靶点与新思路。目前,微生态制剂在肝病治疗中的应用研究也取得了重要进展。

 

人体微生态与代谢性疾病

研究表明肠道微生态与肥胖、糖尿病、心血管病等代谢性疾病有密切关系。

对非肥胖和肥胖人群进行肠道菌群分析,发现两类人群的肠道菌群在基因和丰富程度上均存在显著差别,低基因丰富性的个体有更显著的肥胖特征:胰岛素抗性、脂代谢紊乱现象并伴有其他炎症表征;仅对少数几种细菌标记进行分析就可区分个体细菌丰富程度的高低。因此,肠道菌群作为新的切入点为日益困扰现代人生活的肥胖问题提供了新的预防和诊疗思路,也是近来的研究热点之一。

已有很多研究表明微生态失调与代谢紊乱和糖尿病相关,但肠道菌群与Ⅱ型糖尿病间的关系有待进一步研究。Ⅱ型糖尿病患者肠道微生态存在中度失调:产丁酸菌减少、条件致病菌增多;然而该疾病并不是造成患者与健康人之间微生态结构差异的主导因素,其贡献度为第5位。Ⅱ型糖尿病的发病由患者自身基因和环境间复杂的相互作用导致,其致病因素包括年龄、家族史、饮食、生活习惯和肥胖等。肠道微生态结构作为重要的环境因素,可用于Ⅱ型糖尿病的预测诊断。

 

人体微生态与精神类疾病

人体微生态结构的改变会影响激素水平和神经递质产生,调节外周和中枢神经系统,导致大脑功能发生变化,从而影响人的心理、情绪和行为。

自闭症患者的肠道菌群结构发生改变。与正常儿童相比,自闭症儿童肠道菌群多样性降低,肠道内普氏菌属、粪球菌属和韦荣球菌科显著降低;进一步研究发现自闭症儿童肠道菌群多样性和数量的降低均与自闭症程度显著相关,提示通过调节肠道微生态治疗此类疾病的潜在可能性。目前使用益生菌辅助治疗儿童自闭症的临床研究已有相关报道;而动物研究也表明自闭症小鼠在接受脆弱拟杆菌治疗后,不仅肠道微生物群恢复正常,自闭症行为也得到改善。

 

人体微生态与其他疾病

肠道微生态失衡与肠道外免疫疾病有关,肠道菌群紊乱可导致全身免疫系统过度活跃,导致自身免疫疾病发生。原发性胆汁性肝硬化(PBC)患者肠道微生态明显改变,酸杆菌、毛型杆菌、拟杆菌等有益菌减少,变形菌、肠杆菌、奈瑟氏菌等条件致病菌增多;而某些条件致病菌的代谢产物会影响患者代谢、免疫和肝功能,与PBC的发生相关。