北京快乐8软件人类肠道菌群有何巨大机会?

2018-12-11 03:06 点击:

  微生物群落在过去的15年里得到了越来越多的关注。虽然肠道微生物的研究已经进行了几十年,但对微生物在人体肠道中所起作用的研究已经引起了人们的广泛关注,不仅仅局限于经典的传染病。▓例如,许多研究报告了肠道菌群在肥胖、糖尿病和肝病期间的变化,还有癌症甚至神经退行性疾病。人体肠道微生物群被认为是一种潜在的新型疗法来源。▓从2013年到2017年,关注肠道菌群的出版物数量显著为12900份,占过去40年调查肠道菌群的出版物总数的五分之四。本综述讨论了近年来肠道菌群对代谢紊乱的影响的证据,重点讨论了选定的关键机制。本综述还旨在对这一领域的现有知识进行批判性分析,确定公认的关键问题或问题,并讨论误解。通过比较患病和健康受试者产生的大量元基因组数据可能导致错误的说法,即细菌与疾病的保护或发病有因果关系。事实上,环境因素,如饮食习惯、药物治疗、肠道蠕动、粪便频率和浓度等都是影响菌群组成的因素,应该加以考虑。我们将以普雷沃特氏菌(Prevotella copri)和Akkermansia muciniphila菌(Akkermansia muciniphila)的病例作为重点讨论

  存在于人体肠道内的微生物是宿主代谢的关键贡献者,被认为是新疗法的潜在来源。不可否认的是,由于遗传工具的出现和宏基因组革命过去的15年里,我们现在能够描述微生物的组成和功能(图1)从身体的不同部位,并将它们链接到潜在的疾病风险,甚至出现临床症状。近几十年来,微生物大多被用于开发特定疾病的诊断。目前,相互作用或防御潜在病原体的机制经常被描述在基础研究分子水平。此外,目前的理解是,一些肠道细菌也可能通过与人类细胞交流,主要是通过促进免疫相互作用来实现这一目标。最近的大量论文和评论涵盖了微生物群落及其在人类健康中的潜在作用的不同方面,包括早期生活,但也包括特定的疾病,如心脏代谢紊乱、炎症性肠病、神经精神疾病和癌症。在本观点综述中,最近的证据表明特定细菌的影响和先天免疫系统的参与将被讨论。然而,最重要的是,我们对这一领域现有知识的一部分进行辩论,并提出以下问题:我们应如何解释众多的希望、承诺和威胁?在讨论具体的例子之前,我们建议你仔细阅读下一段,这一段向我们介绍了可能会对人类健康产生巨大影响的无限微小的世界(图1)。肠道微生物群现在被认为是人类细胞的重要伙伴,与几乎所有的人类细胞相互作用

  在2017年,大约有4000篇关于肠道菌群的论文发表,在2013年到2017年期间,有超过12900篇关于肠道菌群的论文发表。在过去40年(自1977年以来)关于这个主题的总体出版物中,这一数字占了80%以上。因此,这个简单的发现强调了一个事实,这个研究领域不仅正在蓬勃发展,而且强烈地表明了前进的必要性。▓尽管在这篇综述中没有详细讨论,但我们应该简要地提到,除了细菌之外,肠道中还存在其他关键微生物,如古柯科、病毒、噬菌体、▓酵母和真菌。这些微生物可能控制宿主的活动,最重要的是控制肠道微生物的活动,这些微生物已经被详细研究过,可能和细菌一样重要。因此,古生菌、病毒体、噬菌体和真菌体为研究宿主微生物相互作用提供了额外的维度。例如,噬菌体不仅数量超过细菌(例如,噬菌体比细菌多10倍),而且它们也是在这些复杂的相互作用中扮演角色的新角色。举个简单的例子,费利克斯·d·赫莱勒(Felix d Herelle)正式鉴定噬菌体已有100多年了。然而,最近才出现了用元组学分析法分析粪便噬菌体的可重现方案。因此,这意味着这一领域的研究需要更多的时间才能将重大的基础性突破转化为大众的通用应用。然而,在今天,由于不同的媒体(即传播方式),医疗信息可以迅速传播给公众。因此,一个主要的警告仍然是缺乏视角,北京快乐8软件不仅从社会,而且从一些科学家和卫生保健专业人员,他们可能误解数据或期待这样复杂的研究直接从板凳到诊所。因此,这一领域的专家必须谨慎地提供获取这类知识的机会,而不是妄想

  不同的系统识别和监控体内的微生物是否存在,例如,在胃肠道(GI)中,上皮细胞起着重要的保护作用,将关键信息转化为位于固有层的免疫细胞。事实上,微生物的识别和监测主要是由先天免疫系统通过模式识别受体(PRRs)进行的,如toll样受体(TLRs)和结节样受体(NLR)。肠道屏障是由发生在肠道微生物和宿主免疫系统之间的微调通信控制的。此外,这些相互作用的复杂性提出了关于我们目前理解水平的问题,并最终有助于解释为什么开发特定治疗靶点相对困难

  除了受体特异性的识别微生物细胞膜的成分和直接联系固有免疫系统外,有证据表明许多不同的微生物代谢产物也会影响宿主的新陈代谢通过特异性的结合宿主的膜或者核上面的受体

  在过去的十年中,一些开创性的论文已经表明,一些代谢紊乱,如肥胖和糖尿病,与门水平(即厚壁菌门/拟杆菌门比率)微生物群的变化有关。自这一发现以来,并不是所有的论文都能复制这一发现,这就产生了以下问题:我们应该只关注门水平的一般组成,还是应该深入研究(即属和种水平)?然而,除了这些考虑之外,还有一个重要的问题:探索肠道微生物群的代谢能力,以及最终产生的代谢产物(如丁酸、胆汁酸、氧化三甲胺),是否比单独研究微生物组成更有意义?事实上,正如本观点前一章简要描述的那样,肠道微生物群产生的大量代谢产物可以影响我们的新陈代谢。在我们目前的知识水平上,▓这些问题还没有明确的答案。上述各点有力地支持了功能研究的必要性,但也突出了目前难以就最佳的进行方式取得明确的协商一致意见。因此,要全面了解微生物组对健康的作用,还需要结合微生物组的组成分析,显示与环境变化(如饮食、药物)或生物状态(如个体间生理变化、疾病)相关的变化。这将需要后续研究来验证因果关系。这就是本综述下一章的目的所在

  本综述的最后一部分致力于讨论关键问题,以及在声称某些微生物是有益的或有害的之前,▓有必要开发定义明确的实验。如上所述,当发现某一特定微生物与疾病或健康状况之间存在相关性时,很难准确地显示候选微生物对疾病发作的影响或相反地显示其有益影响。换句话说,正如前面提到的,在相关的研究中,文献经常讨论特定的候选(即细菌)作为潜在的有益或有害的候选的作用。然而,有时我们可能在没有适当研究这些影响的情况下,就迅速(过快)推断出积极或消极的影响。▓因此,作为研究人员,我们通常从相关性出发,很少利用分离的细菌或已鉴定的代谢物来提供概念证明。这并不是因为我们不想恰当地研究新微生物或代谢物的作用;但因为它可能很难培养一些细菌。▓事实上,从16S级别识别的特征到适当分离候选细菌,再到复杂模型(甚至体外)的研究,通常需要花费大量的时间和精力。尽管近年来在培养组学方面取得了一些进展,但厌氧细菌的分离和鉴定仍是一项费时费力的工作。此外,当一个假定的候选人已经被分离和培养,仍然有必要培养它的数量,以兼容慢性体内测试。除此之外,在我们的知识水平上,要完全理解任何微生物在诸如肠道微生物群这样的复杂群落中的作用仍然非常困难。最后一点可以通过两个具体的例子来说明:两个细菌的情况,即普雷沃特氏copri和阿克曼氏黏菌