人體腸道微生態(tài)最新研究

1、人體腸道微生態(tài)最新研究摘要：人體腸道中含有種類繁多的微生物，這些微生物在人體腸道中共同構(gòu)成腸道微生態(tài)。腸道為微生物提供生存環(huán)境，而微生物也發(fā)揮許多有利于人體的功能。腸道菌群的種類和比例隨著人體的年齡、飲食習(xí)慣等變化而變化。腸道微生態(tài)存在微生態(tài)平衡和微生態(tài)失調(diào)兩種狀態(tài)。微生態(tài)調(diào)節(jié)劑可調(diào)通過(guò)其中的益生菌和(或)其代謝產(chǎn)物對(duì)整宿主體內(nèi)的微生態(tài)區(qū)進(jìn)行調(diào)整，使其從失調(diào)狀態(tài)到保持平衡狀態(tài)。隨著微生態(tài)制劑的迅速發(fā)展，益生菌的使用安全性問(wèn)題也備受關(guān)注。本文對(duì)人體腸道微生態(tài)的研究、微生態(tài)制劑的應(yīng)用及安全性問(wèn)題展開綜述。結(jié)合目前最新的研究，對(duì)腸道微生態(tài)的進(jìn)行分析及展望。關(guān)鍵詞：腸道微生態(tài)；微生態(tài)制劑；益生菌The

2、lateststudyofthehumangutmicroecologicalAbstract:Inthehumanintestine,thereisawidevarietyofmicroorganisms.Thesemicrobesformtheintestinalmicroecology.Gutisthelivingenvironmentofmicrobes,andmicrobesissobeneficialtohuman.Thetypesandtheproportionofintestinalflorawillchangewhenhumansageoreatinghabitwaschan

3、ged.Intestinalmicroecologyhastwostates,oneismicroecologicalbalanceandtheotherismicroecologicaldisturbance.Microecologicalcanberegulatedfromdisturbancetobalancebyuseingprobioticand(or)itsmetabolites.Withtherapiddevelopmentofmicroecologics,thesecurityproblemsofusingprobioticareofconcern.Theresearchofh

4、umangutmicroecologicalaswellasthesecurityproblemsandtheusingofmicroecologicswerebeendiscussedinthearticle.Accordingtothelatestresearch,analysisandprospectaboutgutmicroecologicalweregivingout.Keywords:gutmicroecological;microecologics;probiotics;1人體腸道微生態(tài)的概況人體內(nèi)含有的微生物數(shù)量龐大，組成復(fù)雜。按照正常微生物群在微生態(tài)系統(tǒng)中所占的空間不同，通常

5、將人的微生態(tài)系統(tǒng)分為以下幾類：口腔微生態(tài)系統(tǒng)、胃腸道微生態(tài)系統(tǒng)、泌尿道微生態(tài)系統(tǒng)、生殖道微生態(tài)系統(tǒng)、皮膚微生態(tài)系統(tǒng)和呼吸道微生態(tài)系統(tǒng)1,2。人類消化道內(nèi)蘊(yùn)藏有約1M014個(gè)活細(xì)菌，即100萬(wàn)億個(gè)細(xì)菌細(xì)胞，然而人體細(xì)胞總數(shù)也不過(guò)1X1013個(gè)，即消化道內(nèi)細(xì)菌總數(shù)比人體細(xì)胞總數(shù)還多10倍，其種類有100種以上3,4。而在周慶德等5-7研究表明，在人和其他哺乳動(dòng)物腸道中，定植著60400種不同的微生物，其總數(shù)可達(dá)百萬(wàn)億個(gè)，已證實(shí)動(dòng)物糞便干重的1/3左右為細(xì)菌。從菌種及分布方面，人體腸道棲息著的菌屬主要包括有雙歧桿菌屬，乳酸桿菌屬，類桿菌屬，真桿菌屬等，雖然整個(gè)腸腔內(nèi)都存在大量細(xì)菌，但分布、濃度不一。

6、空腸段細(xì)菌含量很低，通常少于104105/ml,包括乳酸桿菌、酵母菌和厭氧鏈球菌等；回腸段，特別是回腸末端細(xì)菌濃度為106107/ml,以革蘭氏陰性的專性或兼性厭氧桿菌為主；結(jié)腸段細(xì)菌數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小腸，約為10111012/ml,98%以上的細(xì)菌為專性厭氧菌，包括厭氧的革蘭氏陽(yáng)性菌如消化球菌、消化鏈球菌、腸球菌及不同種的腸桿菌科細(xì)菌8-10。目前基于16srRNA的基因的分析表明11,12,人類腸道中分離的微生物大概有1800個(gè)屬，16000個(gè)物種倍型、36000種菌株單倍體型，其中98%的微生物只屬于4大類：厚壁菌（占64%）。擬桿菌（占23%）、變形菌（占8%）和放線菌（占3%）12,13

7、。對(duì)個(gè)體長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，成年人的腸道微生物種類上變動(dòng)較少12,14-17。若從人體微生物菌群隨時(shí)間推移而建立過(guò)程來(lái)看，根據(jù)遲明等2,18人研究，新生兒體內(nèi)是個(gè)無(wú)菌微生境。出生后48h的腸道菌群由大腸桿菌、腸球菌、葡萄球菌等組成，其中大腸桿菌是優(yōu)勢(shì)菌。新生兒1周后，腸道內(nèi)的雙歧桿菌數(shù)量大增，取代大腸桿菌成為新的優(yōu)勢(shì)菌。斷奶后，以雙歧桿菌、類桿菌、芽抱桿菌和鏈球菌為主要腸道菌群進(jìn)駐人體。這樣成人的生理微生物菌群模式建立起來(lái)。2腸道微生態(tài)的功能及其失衡帶來(lái)的影響2.1腸道微生態(tài)的功能按人類與微生物的關(guān)系，人體內(nèi)的微生物可分為益生菌、致病菌、無(wú)害菌2。微生態(tài)系統(tǒng)中不同種類的細(xì)菌協(xié)同作用，因此，物種的

8、組成和豐富度越高，系統(tǒng)能流通路線越多，系統(tǒng)的功能越強(qiáng)12,19。根據(jù)張亮12等人的研究，腸道微生物與宿主之間只要表現(xiàn)為互利關(guān)系時(shí)，宿主為微生物提供棲息場(chǎng)所和營(yíng)養(yǎng)，而微生物就會(huì)對(duì)宿主有以下六方面的回報(bào)。首先最直接的貢獻(xiàn)是為宿主提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。如人體內(nèi)不能合成B族和K族維生素，而腸道微生物承擔(dān)起這一工作。其次，腸道微生物刺激腸道組織的發(fā)育。第三，腸道微生物對(duì)刺激宿主腸道免疫系統(tǒng)的發(fā)育。而Cani等20,21進(jìn)一步提出了腸道微生態(tài)系統(tǒng)作為潛在藥物治療靶點(diǎn)的可能性。第四，腸道微生態(tài)系統(tǒng)影響宿主能力代謝。而OHara等21,22認(rèn)為，腸道微生態(tài)是一個(gè)代謝器官。第五，腸道微生態(tài)系統(tǒng)協(xié)助宿主降解有毒物質(zhì)。第六

9、、腸道微生態(tài)系統(tǒng)影響宿主生殖活動(dòng)和壽命。2.2腸道微生態(tài)失衡帶來(lái)的影響微生態(tài)平衡是指在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的正常微生物群與宿主在不同的發(fā)育階段的動(dòng)態(tài)的生理性組合，這個(gè)組合是指在共同宏觀環(huán)境條件影響下，正常微生物群各級(jí)生態(tài)組織結(jié)構(gòu)與宿主體內(nèi)、體表的相應(yīng)的生態(tài)空間結(jié)構(gòu)正常的相互作用的生理性統(tǒng)一體，這個(gè)統(tǒng)一體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和存在狀態(tài)就是微生態(tài)平衡。微生態(tài)失調(diào)是指正常微生物之間及正常微生物群與宿主之間的微生態(tài)平衡，在外環(huán)境影響下，由生態(tài)理性組合轉(zhuǎn)變?yōu)椴±硇越M合的狀態(tài)81230在一般情況下，人體腸道的微生物菌群總數(shù)和比例相對(duì)比較穩(wěn)定，保持在平衡狀態(tài)。隨著年齡的變化而出現(xiàn)漸進(jìn)式改變。當(dāng)遇到內(nèi)外環(huán)境突然改變，如飲

10、食改變，接受藥物治療等，腸道微生物態(tài)平衡被打破，此時(shí)，微生物的總數(shù)和比例發(fā)生較大的改變，當(dāng)腸道內(nèi)的益生菌減少，致病菌等增加時(shí)，將引起人體各方面的健康問(wèn)題。從生物分類學(xué)以及功能構(gòu)成兩個(gè)方面的觀點(diǎn)來(lái)看，腸道微生物群可能與許多復(fù)雜的疾病有關(guān)聯(lián)并起促成作用24,25。有研究結(jié)果表明，肥胖與厚壁菌門的增加以及相對(duì)低富足的擬桿菌門有關(guān)25-31?？肆_恩病的研究顯露，該病患者腸道微生物區(qū)25,32的整體多樣性有重大性的減少以及在微生物的組成方面有所改變25,3302型糖尿病(Type2diabete)的研究顯示，病人腸道中的厚壁菌門的比例和梭狀芽抱桿菌的種類大大地減少25,34。大規(guī)模流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)腸癌高

11、發(fā)區(qū)與低發(fā)區(qū)人群在腸道菌群組成方面有很大的差別35o炎癥性腸病患者的腸道菌群成分和分布發(fā)生改變，與健康對(duì)照著有很大區(qū)別，包括細(xì)菌數(shù)量增加，乳酸桿菌和雙歧桿菌比例減低360在兒科住院患兒中，由于近年來(lái)采用大量廣譜抗生素治療感染性疾病，破壞了小兒正常腸道功能菌群的平衡，打破了各個(gè)菌群間的正常相互制約關(guān)系，從而產(chǎn)生了許多抗生素相關(guān)性腹瀉等疾病37o止匕外，各方的研究也顯示，人體腸道微生態(tài)的變化與人體急慢性腹瀉、便秘、月中瘤性疾病、肝臟疾病、機(jī)體免疫力、胃腸功能、皮膚疾病以及人體亞健康亞健康有一定的關(guān)系。腸道微生態(tài)的失衡，特別是益生菌種類和比例的減少，引起消化道不能正常發(fā)揮功能，隨后導(dǎo)致出現(xiàn)各種健康問(wèn)

12、題。如何有效、持久地維持腸道微生態(tài)平衡，促進(jìn)益生菌在腸道內(nèi)保持一定優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)今研究的重要方面。3微生態(tài)制劑的應(yīng)用微生態(tài)調(diào)節(jié)劑又稱微生態(tài)制劑，包括益生菌及其代謝產(chǎn)物和生長(zhǎng)促進(jìn)因子210微生態(tài)制劑可分為三大類：益生菌、益生元、合生素380通過(guò)使用微生態(tài)制劑，可以調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)區(qū)，使其菌群組成由失調(diào)恢復(fù)到平衡狀態(tài)。而微生態(tài)制劑主要是靠其中含有的益生菌和（或）其代謝產(chǎn)物發(fā)揮作用微生態(tài)制劑具有抑菌、免疫、抗月中瘤、保護(hù)肝臟、降低血脂等多方面的作用380多項(xiàng)臨床隨機(jī)對(duì)照研究（BCT）已證明益生菌可有效治療急性腹瀉，縮短腹瀉病程，特別在嬰幼兒更為明顯39-410在微生態(tài)制劑治療AAD薈萃分析中，盧麗莉

13、37,42從現(xiàn)有的臨床證據(jù)認(rèn)為，益生菌治療兒童抗生素相關(guān)性腹瀉（antibioticassociateddiarrheaAAD）有效。使用的雙歧桿菌、乳桿菌等微生態(tài)制劑，可補(bǔ)充被抗生素殺滅的腸道正常菌群，糾正腸道菌群失調(diào)比例。杜春明等43通過(guò)讓符合條件的成年志愿者食用益生菌和益生元試驗(yàn)得出：益生菌與益生元均可增加人體腸道內(nèi)的雙歧桿菌和乳桿菌；均可使腸道內(nèi)腸桿菌數(shù)量下降。還有一系列關(guān)于證實(shí)微生態(tài)制劑的在調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡發(fā)揮功效的試驗(yàn)，特別是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，微生態(tài)制劑發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。4關(guān)于微生態(tài)制劑的安全性微生態(tài)制劑發(fā)展迅速，益生菌使用的安全性問(wèn)題也引起了各方的關(guān)注。如何進(jìn)行微生態(tài)制劑的安全性

14、評(píng)估至關(guān)重要。鄭躍杰等37,44在研究中提到，在目前這個(gè)免疫功能受損患者不斷增多、廣泛使用抗生素及超級(jí)耐藥性細(xì)菌傳播的時(shí)代，益生菌菌種引起感染和傳播耐藥性的潛在危險(xiǎn)性應(yīng)該受到關(guān)注。根據(jù)劉勇等45的研究，對(duì)菌株作出正確的鑒定是益生菌安全性評(píng)價(jià)的第一步，對(duì)于人體和動(dòng)物的益生菌菌株而言，對(duì)其特性的體外研究必不可少。在近年來(lái)，研究者在對(duì)健康人群、特定的年齡群體、高危人群以及免疫不健全病患者等不同代表類型的人群進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。研究者發(fā)現(xiàn)健康志愿者在服用Bifidobacteriumlongum46和B.longum2C后對(duì)腸道健康并沒有產(chǎn)生不良影響45,46。有研究表明老人攝入長(zhǎng)雙歧桿菌B.longum

15、46、B.longum2C、B.lactisHN0019和L.rhamnosusHN001都是安全的45,47。益生菌也被證明對(duì)壞死性小腸結(jié)腸炎患者是安全的。研究者對(duì)一小組感人HIV病人服用益生菌進(jìn)行了研究,并未發(fā)現(xiàn)各種涉及安全性指標(biāo)有所變化45,49,說(shuō)明HIV患者服用益生菌L.reuteriATCC55730是安全的。還有許多相關(guān)的臨床試驗(yàn)探索益生菌的安全性。當(dāng)今，能被人類發(fā)現(xiàn)并利用的益生菌還只是少數(shù)部分，為此，進(jìn)一步對(duì)其他作用機(jī)制還不完全清楚的或還沒被發(fā)現(xiàn)的菌株探索，擴(kuò)大可利用菌種數(shù)量并提高其安全使用性將會(huì)是未來(lái)研究的一個(gè)重要方面。5展望5.1 腸道微生態(tài)與人體健康的持續(xù)性、相關(guān)性在研究

16、腸道微生態(tài)的組成與人體健康關(guān)系的過(guò)程中，研究要在時(shí)間上有持續(xù)性。腸道微生態(tài)隨著人體的年齡、個(gè)體的飲食習(xí)慣等內(nèi)外因變化而變化，因此，不僅僅是對(duì)某一階段的腸道微生態(tài)區(qū)進(jìn)行研究而定論，而是需要對(duì)不同時(shí)間年齡段的同種類型人群持續(xù)開展，收集更加全面的信息，提高數(shù)據(jù)的可持續(xù)性。另一方面，根據(jù)腸道微生態(tài)區(qū)的微生物的變動(dòng)，建立起人體健康的變化與微生物活動(dòng)的關(guān)系，為日后發(fā)展具有靶效應(yīng)的藥物或定量定性使用微生態(tài)制劑而提供指標(biāo)。5.2 建立并進(jìn)一步完善腸道微生態(tài)區(qū)生物信息5.2.1 健康人體腸道微生態(tài)指標(biāo)的量化腸道微生態(tài)中，通過(guò)對(duì)比健康人群與患病人群，年輕人群與年老人群等，尋找可以作為微生態(tài)平衡以及有益于健康的指標(biāo)

17、，結(jié)合現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，獲得對(duì)應(yīng)于不同個(gè)體的腸道菌群的數(shù)量、比例的最優(yōu)值。5.2.2 腸道中益生菌、致病菌或條件致病菌的制衡機(jī)制通過(guò)對(duì)處于微生態(tài)平衡和失調(diào)兩種狀態(tài)的人群腸道微生態(tài)的研究，探索其中變化的規(guī)律以及菌群間的相互作用，理清菌種間存在的相互促進(jìn)、相互抑制、互不影響等關(guān)系，建立起腸道微生態(tài)區(qū)的制衡機(jī)制，作為快速調(diào)整微生態(tài)失調(diào)的科學(xué)依據(jù)。5.2.3 建立并完善腸道微生物基因組數(shù)據(jù)庫(kù)元基因組測(cè)序是分析復(fù)雜微生物群落的有力工具50碼。根據(jù)魏曉等畫提出，通過(guò)利用元基因組的研究，全面系統(tǒng)的了解生理、病理狀態(tài)下腸道菌群結(jié)構(gòu)功能變化與疾病之間的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，然后將個(gè)體的病源微生物與其對(duì)比。根據(jù)

18、建立起的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以進(jìn)一步人工基因改造、重組的方法，對(duì)益生菌進(jìn)行改造，使其生長(zhǎng)代謝朝向更加有利于人類需求的方向發(fā)展。5.3 對(duì)微生態(tài)制劑的優(yōu)化以及開發(fā)新型產(chǎn)品5.3.1 提高微生態(tài)制劑的穩(wěn)定性微生態(tài)制劑涉及到益生菌的使用，具穩(wěn)定性問(wèn)題直接影響到產(chǎn)品的功效。如何獲得穩(wěn)定性好，抗酸抗高溫的菌株，是微生態(tài)制劑工業(yè)化生產(chǎn)面臨的首要問(wèn)題?？梢苑肿由飳W(xué)的前沿技術(shù)，有目標(biāo)地改造菌株的遺傳特性，同時(shí)可以結(jié)合酶工程等技術(shù)，控制菌株的代謝過(guò)程，獲得我們所需要的菌株和產(chǎn)品5.3.2 微生態(tài)制劑的使用安全性一方面是菌株或其相關(guān)產(chǎn)物的使用安全性問(wèn)題。為此，需進(jìn)一步完善的鑒定法律法并進(jìn)行全方位的試驗(yàn)，如毒理學(xué)試驗(yàn)、衛(wèi)生

19、學(xué)試驗(yàn)、穩(wěn)定性試驗(yàn)等。對(duì)菌株的作用機(jī)制，代謝機(jī)制盡可能研究徹底。另一方面，微生態(tài)制劑的使用考慮個(gè)體的差異的使用安全性。不同的人群，不同的個(gè)體情況不同，針對(duì)不同人群的需求，在工業(yè)化生產(chǎn)中更加細(xì)化產(chǎn)品的適用對(duì)象，提高使用的安全性。5.3.3 新型微生態(tài)制劑的開發(fā)新型微生態(tài)制劑的開發(fā)主要菌種選育、制作工藝的創(chuàng)新、劑型創(chuàng)新三個(gè)方面進(jìn)行。其中菌種選育方面是最根本的。通過(guò)對(duì)已有菌種的優(yōu)化或開發(fā)新菌種，從源頭解決微生態(tài)制劑目前存在的不穩(wěn)定等問(wèn)題；通過(guò)制作工藝的創(chuàng)新，提高產(chǎn)品中的有效菌株或其代謝物的活性；針對(duì)不同的制劑以及不同需求的人群，對(duì)微生態(tài)制劑的劑型進(jìn)行創(chuàng)新，使得微生態(tài)制劑能直達(dá)目標(biāo)部位，直接高效地發(fā)揮

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