肠道菌群及益生菌干预:慢性肾脏病治疗的新视角

肠道是"隐形"的免疫器官,具有调节机体营养代谢、生理和免疫等重要功能.近年来,肠道菌群被认为参与了慢性肾脏病(chronickidneydiseases,CKD)的发生发展过程.CKD患者肠道功能屏障受到破坏,一些肠源性代谢毒素和细菌移位进入体循环,从而加重CKD全身炎症反应,促进其心脑血管并发症的发生.而益生菌治疗作为调节肠道菌群的主要干预措施,可能通过调节肠稳态,减少肠源性尿毒症毒素而延缓CKD的进展.由于益生菌对生理功能的调节具有菌株特异性,因此根据他们的功能特性选择适当的益生菌菌株干预是至关重要的.益生菌治疗更新了以往探讨疾病发生发展的分子机制的理念,为临床疾病的治疗提供了更开阔的视野.本文主要概述了CKD患者肠道菌群的变化以及益生菌在CKD治疗中的功效和可能作用机制.     

融合魏斯氏菌的基因组学及其安全性研究进展

融合魏斯氏菌(Weissella confusa)是发酵工业中的重要乳酸菌菌种,主要存在于新鲜果蔬和发酵制品中. W.confusa因其具有富产胞外多糖的特性,常用于食品行业中以改善食品的性质. W. confusa还具有胆盐耐受性和抑菌效应,可在动物和人的肠道中定植并发挥益生功能.随着第一株W. confusa的全基因组测序完成, W. confusa的基因组研究正在兴起.本文综述了W. confusa在分子水平上的分类特征和鉴定方法,介绍了与W. confusa产胞外多糖、细菌素和氨基酸相关的功能基因.此外,本文通过已有的动物试验和体外毒理学实验,结合其毒力基因和抗生素耐药基因,描述了W. confusa目前的安全性评估现状.最后,对W. confusa在发酵工业中的应用及其作为潜在益生菌的前景作出展望,以期为该菌株的应用奠定理论基础.     

基于光学成像的益生菌体内示踪技术

益生菌是指对宿主健康有利而且能够促进人类健康的活的微生物,主要通过调节胃肠道菌群、改善肠上皮细胞屏障功能、调节免疫功能等对宿主产生有益影响.过去,益生菌在体内的存活情况是通过分析粪便中细菌的数量或是不同时间解剖动物胃肠道来进行益生菌计数.关于益生菌发挥益生作用的机理不清楚,通过现代生物学技术对益生菌进行遗传标记可为解释益生作用机理提供参考.基于光学成像的益生菌体内示踪技术主要包括生物发光、传统荧光(荧光蛋白和荧光染料)和新型纳米材料3种技术,本文评述了3种技术各自的特点和优缺点,旨在为进一步发展和研究益生菌体内示踪技术提供理论和参考依据.     

抑郁症研究的发展和趋势——从菌-肠-脑轴看抑郁症

抑郁症是现代社会最常见的心理疾病,该病不仅降低个人的生活质量,还给家庭和社会带来巨大的经济负担.但由于经济文化和医疗资源等因素限制,目前大部分抑郁症患者并没有进行过任何治疗,已有疗法效果的有限性又进一步加剧了这种困境.研究发现,抑郁症患者的大脑、内分泌、免疫和肠脑功能都出现异常,脑-肠轴功能失常可能是抑郁症的主要病理机制.以往的抑郁症治疗主要针对大脑,如药物治疗和心理治疗,而忽视了患者的其他症状.近年来,全世界范围随生活水平的提高抑郁症患病率也随之升高的现象提示,食品添加剂、药物、环境压力及不良饮食等均可为肠道菌群异常的直接诱因,而肠道菌群改变导致菌-肠-脑轴功能异常更可能促进抑郁症发生;通过益生菌、益生元、健康饮食以及粪便菌群移植等方式重建肠道菌群平衡,改善菌-肠-脑轴功能则能减轻甚至治疗抑郁.通过调节肠道微生物来改变抑郁焦虑等心理疾病已成为神经科学和心理学的热点,维护良好的肠道菌群可能是未来抑郁症预防和治疗的重要方向.     

植物乳杆菌P-8对肠道菌群的调控及其机制

生物多样性是支撑地球生态系统稳定持续的重要条件.作为微观世界的主宰者,微生物是地球生态圈中既古老又具有极强的进化能力的庞大种群.地球微生态系统关乎于地球的生命繁荣,而人体的生态系统,作为这个庞大家族的一个分支,对人体的健康也至关重要.人们对肠道菌群的探索起步较早,尤其在近10年,研究呈现出爆发式的增长.在掀开肠道菌群这层神秘面纱之后发现,原来菌群与许多人体常见疾病都有着密切的关联,甚至是与肠道看似毫无联系的神经系统疾病都有着直接的影响.工业化的现代生活产生了一系列对于微生态系统破坏极强的因素,使得人体肠道生态系统遭到破坏,而如何修复肠道微生态系统,则是在肠道菌群研究中的最终要面对的问题.益生菌作为调节肠道菌群的直接途径,具备大量的科学数据的支撑,其特有的安全无副作用等特点,已得到广泛的认可.目前研究较多的益生菌主要归属于乳杆菌和双歧杆菌.Lactobacillus plantarumP-8(植物乳杆菌P-8)是目前研究与应用较为成熟的一株益生菌,通过对其全基因组进行分析,从遗传层面鉴定其具有较高的安全性,不含抗性基因等对人体有潜在威胁的基因.从其与人体肠道菌群的调控以及机制研究中发现,Lactobacillus plantarumP-8不仅在人体肠道中具有超过17周的定殖时间,同时还能够针对不同年龄人群肠道菌群特征进行有效的平衡与改善,并且具有较高的抑菌能力,具有替代抗生素的潜能,实用意义较大,且兼顾人类、动物、环境三者间的和谐共存.     

有关益生菌,你交过"智商税"吗

若论及近年来养生圈里最热门的话题,绝对是益生菌.从酸奶到保健品,只要和益生菌沾上边的,绝对能卖到火爆.益生菌真的这么神奇吗?今天我们就来分析一下. 先来了解一下益生菌为何物.益生菌是指通过定殖在人体内,改变宿主某一部位菌群组成的一类对宿主有益的活性微生物.它们可以通过调节宿主黏膜与系统免疫功能或通过调节肠道内菌群平衡,促进营养吸收并保持肠道健康,从而产生有利于宿主健康作用的单微生物或组成明确的混合微生物.从这个定义不难看出,益生菌其实是一类细菌而已,之所以具有促进健康的功效,主要是它们能在人体内改善肠道菌群平衡.因此,说起健康效应,就要满足三个方面的前提:其一是选择的菌必须是在益生菌的目录之内,也就是"在编"的菌.其二,它们必须是活菌,因为只有活菌,且必须要保证在肠道内能够足够存活才能发挥作用,否则进入人体就被胃酸消灭了.其三是益生菌的数量必须满足一定的要求,否则在体内也是无法起效的.     

肠道菌群影响宿主行为的研究进展

肠道内定植了数量众多、种类丰富的肠道菌群,它们和宿主间形成了互利共生的关系,对宿主的健康产生着重大影响.近年来,随着对肠道菌群调控作用研究的不断深入,发现肠道菌群不仅调控肠道活动,还影响宿主的脑功能和行为.肠道菌群通过肠-脑轴调控宿主行为,而肠-脑轴是由免疫、神经内分泌和迷走神经途径构成的肠道和脑之间的交流系统.动物研究(无菌动物、肠道病原菌感染以及抗生素和益生菌处理动物)和临床观测结果表明,肠道菌群通过肠-脑轴对宿主的应激反应、焦虑、抑郁和认知功能产生重要影响.平衡的肠道菌群可以促进宿主的身心健康,而肠道菌群失调则可能引发肠-脑疾病(如肠易激综合征、炎性肠道疾病和肝性脑病)和中枢神经系统疾病(如多发性硬化症、阿尔兹海默症和自闭症等).深入了解肠道菌群对宿主行为的影响,有助于更好地理解肠易激综合征和多发性硬化症等的发病机理,并认识到调节和恢复正常肠道菌群的安全有效措施(补充益生菌)是治疗精神心理疾病的重要组成部分.     

肠道微生物与自闭症研究进展

自闭症是一种严重的神经发育障碍,其患病率急剧上升,不符合哈迪-温伯格平衡,表明环境因素对其影响远大于遗传因素.自闭症与肠道微生物失衡及肠-脑轴异常密切相关.由于肠脑发育与头脑发育同步,因而在婴幼儿发育的关键期肠道微生物发育异常可增加自闭症风险.肠道微生物可通过代谢产物、免疫、神经内分泌以及迷走神经等途径影响自闭症.特定有益微生物菌株主要通过微生物-肠-脑轴、调节微生态平衡和抗感染、调节宿主代谢和吸收、改善肠漏等方式改善和治疗自闭症.益生菌以肠道菌群为靶点或可成为自闭症有效辅助治疗方法.本文对近年来与肠道微生物相关的自闭症研究进行综述,为我国今后全面防治自闭症提供人体共生微生物领域的参考.     

益生菌:代谢性疾病调控新靶向

代谢综合征是一种代谢异常性疾病,近年来随着其发病率逐年升高,严重影响个人的生活质量,成为世界性公共卫生问题.代谢紊乱性疾病的流行与近几十年来膳食中大量营养素摄入量的动态变化和生活方式的改变有关.肠道微生物群失调被认为是代谢紊乱发生的影响因素之一,如何通过调节肠道菌群改善代谢综合征已成为目前的研究热点.益生菌作为一种广泛应用于食品中对人类健康有益的活的微生物,通过调节肠道微生物群起到改善血糖、调节血脂和降低胰岛素抵抗及胆固醇的作用.本文综述了益生菌在肥胖、2型糖尿病及高血压等代谢性疾病方面的具体作用效果及相关机制,提出在其应用过程中将面临的问题,为益生菌在未来的产业发展及应用提供新的思路.     

盐酸小檗碱缓解代谢相关性脂肪肝病的生物学靶点和机制

代谢相关性脂肪肝疾病(metabolic associated fatty liver disease, MAFLD)是一种全球性常见疾病,与心血管疾病、肥胖、糖尿病等多种代谢疾病密切相关.临床防治较为复杂.目前发现的研究药物,包括抗氧化剂、胰岛素增敏剂和降脂药物等,虽然在降低肝脏脂肪含量和部分组织学病变方面取得了一定的疗效,但在缓解肝脏纤维化方面效果有限.盐酸小檗碱(berberine, BBR)是一种异喹啉生物碱,来源于许多药用植物,早期被用作一种抗腹泻药物使用,目前大量研究显示其在保护心血管疾病、抗癌等方面具有丰富的药理作用.越来越多的研究发现, BBR具有调节代谢和保护肝脏的作用. BBR可以通过调节肝脏脂质代谢、改善胰岛素抵抗等途径改善MAFLD.但是药代动力学实验发现, BBR的吸收和首次消除主要发生在小肠,超过99%的BBR最终不会进入血液循环.由此推测, BBR主要在肠道发挥其缓解肝脏脂肪变性的生物效应,但具体机制和靶点尚不明确.有研究指出, BBR对肠道微环境改善和肠道脂质摄取抑制的作用可能是BBR缓解MAFLD的关键机制.本文综述了BBR的药代动力学、调节肝脏脂质代...     

益生菌功能开发及其应用性能强化

随着人们居住环境、饮食习惯和生活节奏的改变,许多新型疾病开始出现并严重威胁着人类健康.在"大健康"理念及其产业化背景下,人们的健康意识逐渐提升,而益生菌凭借其优良的益生性能受到了越来越广泛的关注.益生菌(probiotics)指可有效增强食用者身体健康水平的活菌制剂及其代谢产物,具有改善便秘、缓解腹泻、降胆固醇、增强免疫力、预防和治疗自闭及抑郁症,抗肿瘤和保护口腔健康等功效,其主要产品益生菌膳食补充剂和益生菌非处方药等已在医药领域得到广泛应用.随着对益生菌与疾病关系研究的不断深入,益生菌在新型及重大疾病防治领域的新功能不断刷新着人类的认知.因此,学术界需进一步加强益生菌的基础研究,开发益生菌在疾病防治领域的新功能.同时,在益生菌产品的制备和应用过程中,多种严峻的环境胁迫会影响菌株正常的代谢和存活能力,抑制其益生作用的发挥.因此,利用多种手段,对其应用性能进行强化显得尤为重要.本文综述了益生菌功能开发和性能强化的主要方法和原理,概括了其在多种疾病防治过程中的应用效果,为加深对益生菌功能的认识,进一步促进益生菌产业升级提供了可借鉴的思路.     

具有硒吸附能力乳酸菌的筛选及安全性评价

乳酸菌具有将无机硒转化为有机硒的潜在能力和多种益生特性,故将其作为安全高效的硒载体进行补硒已日益成为研究热点.本研究通过测定来源于8个种水平的43株乳杆菌的硒吸附能力,最终筛选出一株具有硒吸附能力较高的乳杆菌菌株植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)RS7-1,其对硒的吸附率可达40.79%.同时,通过测定不同初始p H、初始菌体浓度、初始硒浓度和不同吸附时间研究该菌株的吸附特性.此外,测定该菌株的耐酸和耐胆盐特性以研究其在胃肠道中是否仍可保持较高活性,并通过体外抗生素耐受性实验以及体内急性毒性实验和30d喂养实验对其安全性进行评价.结果表明,植物乳杆菌RS7-1硒吸附的最适p H为5.0,最适初始菌体浓度为2g/L,在初始硒浓度为20mg/L时达到最大吸附量,在吸附时间为60min即达到平衡.同时,该菌株具有较强的耐酸和耐胆盐能力,不存在非种属特有的抗生素耐受性.动物实验结果表明,饲喂植物乳杆菌RS7-1菌悬液的实验组小鼠的摄食量、体重、血常规指标和血生化指标与空白组无显著差异,且组织器官无病变.因此,综合评价植物乳杆菌RS7-1是一株硒吸附能力强、耐酸和耐胆盐、安全性好的乳酸菌,具有良好的应用价值.     

肠道菌群调控代谢性疾病发生和发展

人体肠道是一个巨大的复杂生态系统,肠道菌群、营养物质和宿主细胞的相互作用及其稳态对宿主健康以及疾病的发生发展至关重要.肠道菌群的各种菌落具有众多功能,如参与营养物质的合成与分解代谢、形成肠道天然屏障等.肠道菌群紊乱会对健康造成负面影响,许多代谢性疾病的发生和发展均与肠道菌群紊乱存在密切关系.肠道菌群与健康和疾病之间的紧...     

饮食对自闭症的影响研究进展

自闭症是一种发育障碍类疾病,患者常出现严重的行为异常,丧失语言能力和社会交往能力,生活基本不能自理,并且可能需要持续一生的治疗.随着发病率的攀升,自闭症已经给患者家庭和社会造成了严重的社会和经济负担.自闭症的病因和机理尚未完全明晰,尚缺有效的治疗或干预方法.目前的研究表明,饮食与自闭症关系密切,不良的饮食习惯,食物中的有害物质,对营养物质的吸收、利用和代谢异常,可能影响免疫、内分泌和能量代谢系统,最终影响大脑的发育.食物是肠道微生物的重要影响因素,而肠道微生物对人体健康至关重要,且通过微生物-肠道-脑轴(菌肠脑轴)影响大脑的正常工作和发育.食物中的营养、促生长物质及本身负载的微生物为肠道微生物的生长和组成提供了充足的物质基础.饮食干预不仅能改善自闭症患者的营养状况,还能缓解一些胃肠道症状以及睡眠、刻板、自残、多动和暴躁等异常行为,甚至社交和语言能力等也有所好转.其中,给自闭症患者服用益生菌,在明显改善患者的肠道菌群的同时,自闭症症状得以改善.因此,将肠道微生物作为自闭症的诊断和干预靶标正在引起广泛关注,饮食、肠道微生物与自闭症的关系正在成为当前的研究热点.     

肠道微生物与皮肤疾病——肠-脑-皮轴研究进展

皮肤疾病,特别是湿疹、皮炎和痤疮等不仅影响个人形象,还可引起躯体感觉不适或精神异常.皮肤疾病影响人群广泛,病因复杂,复发率高,全球范围内患病人数不断增加.皮肤疾病与心理疾病之间存在密切联系,并且心理疾病的患病比例增长趋势也很明显.近年来的研究表明,肠道状态、肠道微生物以及心理疾病与皮肤疾病的关联称作肠道-大脑-皮肤轴(肠-脑-皮轴).肠道微生物可影响皮肤疾病的发生,并且精神状态与肠道微生物健康状况可折射皮肤健康状况.反之,皮肤状况也可作为精神状态和肠道微生物健康状况的评估参照.饮食是通过肠-脑-皮轴影响皮肤的重要因素,而心理因素对皮肤健康的影响也不能忽视.通过将肠道和皮肤微生物、肠道状态、大脑以及皮肤作为一个系统,而非独立对待,进而围绕肠-脑-皮轴进行干预将是解决皮肤疾病的重要方法.未来皮肤病的治疗趋势是将饮食、益生菌、益生元、药物和心理健康等方式综合运用.本文将重点介绍人类第二基因组——人体微生物组、肠道-大脑-皮肤轴与皮肤疾病的关系以及相互影响有关的研究进展.     

肠道降脂药物新靶点SOAT2介导脂质摄取抑制和降脂作用

目前,已发现的靶向抑制肠道脂质摄取的降脂药物作用大多局限于胆固醇,达不到预期的降脂效果,且具有一定的副作用.因此,寻找能同时有效抑制肠道脂肪酸和胆固醇摄取的新药物及新靶点是可行的新策略.为了寻找和筛选对肠道脂质摄取具有抑制效应的天然化合物,本文构建了基于脂质摄取和转化的荧光高通量体外双评价体系.经过对104个天然化合物的筛选发现,盐酸小檗碱(BBR)的效应最为明显,且对肠道胆固醇和脂肪酸摄取的双重抑制作用均呈现时间-剂量依赖性.此外,随着剂量和处理时间的增加, BBR可以显著抑制酰基辅酶A:胆固醇酰基转移酶2(SOAT2)的表达.进一步通过SOAT2干扰实验证实, SOAT2特异性介导了BBR对脂质摄取的抑制作用,并发现SOAT2可能是同时调控胆固醇与脂肪酸摄取的关键靶点.因此,本研究通过利用高通量筛选体系,为降脂药物筛选提供了新策略,并提出肠道SOAT2可能是一种潜在的降脂新靶点,可用于筛选和寻找更安全有效的治疗药物,同时也为BBR的临床应用提供了新的证据支持.     

益生菌、肠道菌群与健康

正在过去的15年,测序手段、生物信息学及宏基因组技术的快速发展,使得探索肠道微生物的组成和功能成为可能,并由此涌现出一大批举世瞩目的研究成果.目前,肠道菌群已发展成为生命科学、食品营养学、医疗保健和微生物学等众多领域的研究热点.据报道,2013～2017年,专注于肠道微生物的论著多达12900种,仅2017年围绕肠道微生物就有4000余篇学术论文发表.该领域的蓬勃发展侧面反映了肠道菌群研究的重要性和必要性.     

上百种新的肠道细菌被发现

<正>人体肠道内生活着大量的细菌,它们对代谢、免疫、心血管功能等发挥着重要的作用。澳大利亚哈得孙医学研究所的研究人员收集了来自英国和加拿大20名志愿者的粪便样本,成功培育出737株细菌菌株,并对其开展了DNA测序。分析结果显示,菌群由273种细菌组成,其中105种是新菌种。     

志贺氏菌属各亚群菌株基因组“共有骨架”组成的分析

不同原核生物在基因组组成上的差异是其生物学性状差异的基础. 然而，进化中亲缘关系较近的菌群, 其基因组除了含有群或株特异的基因外, 还含有反映它们起源和进化痕迹的“共有骨架”结构, 而这些“共有骨架”恰恰是它们基本生存能力和共有生物学性状的基础. 志贺氏菌在起源和进化上与大肠杆菌极为密切, 目前倾向于将二者划为同一个种. 利用大肠杆菌K-12全基因组及Sf301特异性ORFs的芯片研究了志贺氏菌4个群间的基因组组成. 结果显示, 分别有16%~22% K-12的ORFs序列没有在志贺氏菌的基因组中被检测出, 而志贺氏菌的基因组中包含至少2800个保守的ORFs, 组成了其共有的“共有骨架”. 进一步分析提示, 这些“共有骨架”是维持肠道细菌正常生命生理活动所必需的基本组成. 此外, 只有20%的Sf301特异性ORFs同时存在于其他3个菌株中, 揭示了各菌株间基因组的异质性和菌属内的遗传多样性.     

从粪菌移植到菌群移植

粪菌移植本质上是在认识微生物与疾病关系基础上,对传统中医药治疗方法的现代化应用,是近几年的医学突破.然而,在被评价为医学突破之前,这既不是技术的突破,也不是理论的突破,而是思维方式的突破.粪菌移植在近几年的应用中正经历巨大的变化,包括治疗适应症、实验室方法学、治疗策略、给入路径等,特别是粪菌智能分离系统用于粪菌制备、经内镜肠道植管术用于结肠途径的重复移植等,为粪菌移植实现现代化奠定了关键性基础.中华粪菌库和Openbiome作为世界上最大的两个非营利性粪菌库,分别在中国和北美地区实施粪菌移植的异地救援性治疗.由于粪菌移植也存在局限性,研究用于部分替代粪菌移植的选择性菌群移植技术已经成为微生物学家和临床医学家的共同追求.选择性菌群移植与粪菌移植共同成为菌群移植的重要内涵,并促进新型益生菌的研究得以快速发展.菌群移植可望用于包括感染、免疫性疾病、肠脑轴疾病、肝病、肿瘤等多种疾病的治疗.虽然来自国内外大中心的数据支持菌群移植具有很高的安全性,但也不能忽略一些不良事件.菌群移植的安全性,特别是远期风险,需要通过大数据、长期真实世界研究来回答.本文主要涉及对菌群移植的新认识和研究进展,从中总结发现、思维与技术的共变,促进了粪菌移植向菌群移植发展.