顧建文教授,解放軍306醫(yī)院,整理文獻(xiàn)
腸道菌群與代謝性疾病的相關(guān)性已成為熱點(diǎn),但多集中在肥胖、糖尿病方面,其機(jī)制尚未明確。生活在人體腸道內(nèi)的細(xì)菌為“腸道菌群”。其中一部分為長(zhǎng)期寄居的微生物,在機(jī)體防御正常時(shí)無(wú)害,即“正常菌群”。正常菌群與宿主間,正常菌群、宿主與環(huán)境間,始終處于動(dòng)態(tài)平衡,對(duì)宿主表現(xiàn)不致病。另一種為過(guò)路菌,是經(jīng)口攝入并單純經(jīng)過(guò)胃腸道的細(xì)菌,由非致病性和潛在致病性細(xì)菌組成,若正常菌群發(fā)生紊亂,過(guò)路菌將大量繁殖從而引發(fā)疾病。
腸道菌群的基因組信息總和為“腸道元基因組”,僅次于先天遺傳基因組,為影響人體健康的人類(lèi)“第二基因組”,是人體的“超級(jí)微生物體”。和人體基因組一起通過(guò)與環(huán)境條件的相互作用從而影響人體病理生理狀態(tài)。腸道菌群作用包括
(1)營(yíng)養(yǎng),可合成多種人體生長(zhǎng)發(fā)育必需維生素,還可利用蛋白質(zhì)殘?jiān)铣煞潜匦璋被?,參與糖、蛋白質(zhì)代謝,亦可促進(jìn)礦物元素吸收;
(2)拮抗,可抑制和排斥過(guò)路菌群入侵;
(3)免疫,可增強(qiáng)宿主黏膜反應(yīng),促進(jìn)機(jī)體免疫系統(tǒng)發(fā)育成熟;
(4)抗腫瘤,可抑制致癌物和輔致癌物形成,激活巨噬細(xì)菌;
(5)抗衰老、排毒。腸道菌群失調(diào)可誘發(fā)慢性炎癥,進(jìn)而誘發(fā)IR、脂肪肝和肥胖等代謝性疾病。
腸道菌群不僅在消化、免疫和抗病方面起重要作用,還與非傳染性代謝失調(diào)有關(guān),尤其是可通過(guò)調(diào)節(jié)宿主脂肪吸收存儲(chǔ)相關(guān)基因,影響后者能量平衡。腸道菌群可能是在膳食結(jié)構(gòu)變化與人遺傳體質(zhì)的相互作用下導(dǎo)致代謝性疾病發(fā)生的重要環(huán)節(jié)。
1.肥胖:研究采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法通過(guò)微生物16SrRNA序列分析評(píng)估小鼠腸道菌群發(fā)現(xiàn),高脂飲食可引起腸道菌群變化,但炎癥發(fā)展與多食、肥胖有關(guān)?;跓?/span>光原位雜交探針?lè)z測(cè)富含脂肪飲食造模的幼鼠腸道菌群,乳酸桿菌/腸球菌、堿性磷酸酶量與體重增加、能源效率呈負(fù)相關(guān),桿菌/普雷沃氏菌和堿性磷酸酶活性與體內(nèi)脂肪呈正相關(guān)。Cani等研究通過(guò)加入抗生素來(lái)改變遺傳性肥胖小鼠的腸道菌群,可降低體重、改善糖耐量,提示腸道菌群可能是治療代謝性疾病的新靶點(diǎn)。研究將瘦小鼠和肥胖小鼠的盲腸微生物移植至無(wú)菌小鼠腸道內(nèi),攜帶肥胖小鼠體內(nèi)微生物的無(wú)菌小鼠較攜帶瘦小鼠體內(nèi)微生物的無(wú)菌小鼠從食物中吸取能量、脂肪量更多。研究經(jīng)過(guò)對(duì)肥胖人群和瘦人群的糞便樣本連續(xù)監(jiān)測(cè)1年腸道菌群16SrRNA序列分析發(fā)現(xiàn),肥胖癥有微生物成分,這些成分可能有潛在治療作用。但腸道菌群與肥胖的相關(guān)性仍需進(jìn)一步研究。
2.糖尿病:研究使用益生元增加高脂飲食飼養(yǎng)的大鼠腸道中雙歧桿菌發(fā)現(xiàn),腸道菌群可對(duì)內(nèi)毒素進(jìn)行病理生理調(diào)節(jié)。研究對(duì)正常組、高脂組、糖尿組和模型組小鼠糞便樣本短鏈脂肪酸分析發(fā)現(xiàn),糖尿病組糞便中乙酸、丙酸和正丁酸含量下降,D-乳酸含量上升,提示腸道菌群紊亂。腸道菌
群產(chǎn)生二次膽汁酸,是G蛋白偶聯(lián)受體TGR5的主要配體,對(duì)TGR5刺激增強(qiáng)了GLP-1分泌,促進(jìn)胰島素分泌增加,降低胃排空。研究發(fā)現(xiàn),共生細(xì)菌可回應(yīng)葡萄糖刺激腸上皮細(xì)胞分泌胰島素,共生菌株被刺激分泌促胰島素蛋白質(zhì)GLP-1和胰十二指腸同源盒1,上皮細(xì)胞在工程菌和葡萄糖刺激下分泌胰島素。研究采用普通擴(kuò)增方法分析維吾爾族T2DM 患者與血糖正常者腸道菌群16SrDNA基因發(fā)現(xiàn),血糖正常者條帶較T2DM 患者多2條,T2DM 患者與血糖正
常者經(jīng)擴(kuò)增后堿基序列也有所改變。采用16SrDNA-PCRDGGE技術(shù)比較新疆維吾爾族和哈薩克民族糖耐量正常和T2DM 人群腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),維吾爾族糖耐量正常和T2DM 人群腸道菌群16SrDNA?。郑硡^(qū)DGGE圖譜中分別出現(xiàn)1條優(yōu)勢(shì)帶,采用16SrDNA 熒光定量方法發(fā)現(xiàn)糖耐量正常和T2DM 人群腸道菌群中目標(biāo)細(xì)菌的量變差異,目標(biāo)細(xì)菌數(shù)量變化與新疆維吾爾族、哈薩克族T2DM 發(fā)生可能相關(guān)。研究 對(duì)36 例T2DM 和糖耐量正常者男性V4 區(qū)16SrRNA分析發(fā)現(xiàn),T2DM 與腸道菌群的組成變化有關(guān)。另有研究發(fā)現(xiàn),糖尿病患者較糖耐量正常者腸道菌群比例發(fā)生變化,不同糖尿病病程患者腸道菌群變化比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,糖尿病患者腸道中雙歧桿菌與其相對(duì)應(yīng)的FPG呈負(fù)相關(guān)。3.高血壓:目前國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較少。研究通過(guò)采用16SrDNA-PCR-DGGE技術(shù)比較哈薩克族血壓正常和高血壓人群腸道菌群中兩菌屬的結(jié)構(gòu)差異,采用16SrDNA 熒光定量PCR技術(shù)對(duì)兩人群糞便標(biāo)本中擬桿菌屬和梭菌屬進(jìn)行定量分析發(fā)現(xiàn),新疆哈薩克族高血壓人群腸道梭菌屬16SrDNAV3區(qū)DGGE 圖譜中出現(xiàn)1條優(yōu)勢(shì)帶,確定為Unculturedbacterium?。悖欤铮睿濉。睿猓鳎保埃埃梗猓埃保悖?,血壓正常和高血壓人群腸道菌群中擬桿菌屬、梭菌屬數(shù)量的對(duì)數(shù)值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示腸道菌群中擬桿菌屬和/或梭菌屬數(shù)量變化及細(xì)菌Uncultured?。猓幔悖簦澹颍椋酰怼。悖欤铮睿濉。睿猓鳎保埃埃梗猓埃保悖背霈F(xiàn),可能影響新疆哈薩克族人群高血壓發(fā)生發(fā)展。
4.高尿酸血癥:目前國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較少。研究收集正常者、冠心病患者和冠心病合并SUA增高者的臨床資料及糞便,通過(guò)檢測(cè)1g糞便中細(xì)菌代謝的UA量及糞便本身含有的UA量,得出腸道是UA 排泄的潛在通路,而腸道菌群是UA在腸道分解的主要場(chǎng)所之一。對(duì)于腸道菌群與高尿酸血癥的相關(guān)性還有待進(jìn)一步研究。
5.其他疾?。耗c道菌群與其他疾病如非酒精性脂肪肝亦有潛在聯(lián)系。研究從正常飼養(yǎng)小鼠小腸遠(yuǎn)端取常規(guī)細(xì)菌移植至無(wú)菌小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn),無(wú)菌小鼠體脂、肝臟脂肪均增加。
腸道菌群在機(jī)體物質(zhì)能量代謝中起重要作用,參與糖尿病、高血壓、肥胖、高尿酸血癥等MS發(fā)生。腸道菌群與其他代謝性疾病的相關(guān)性研究還有待進(jìn)一步深入。探討腸道菌群與代謝性疾病的病理生理基礎(chǔ)具有良好的臨床價(jià)值,為代謝性疾病治療提供了新思路。
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