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近年來全球科學家都將目光轉移到研究腸道微生物上，而且很多研究結果都表明腸道微生物和多種疾病發(fā)病直接相關，比如癌癥、肥胖、神經(jīng)變性疾病等；時至歲末，小編盤點了2015年關注度較高的10篇腸道微生物研究報道。

【1】Science：腸道微生物竟然影響癌癥免疫治療效果

檢查點抑制劑是能夠喚醒免疫系統(tǒng)抵抗腫瘤的新型藥物，對癌癥的治療具有顯著的療效。然而一些臨床結果表明該類藥物對一部分病人并沒有效果。最近兩篇研究文章對此內(nèi)在的機理進行了闡釋。作者們認為這部分病人體內(nèi)的微生物種群存在異常，因而不能正常地產(chǎn)生免疫反應。

這兩項研究第一次將免疫檢查點抑制劑與腸道的菌群聯(lián)系起來。正常情況下，免疫細胞表面的一些受體能夠限制其對自體組織進行殺傷。然而腫瘤組織同樣能夠激活這些受體，導致特異性的免疫細胞無法對其進行識別與殺傷。像ipilimumab等免疫檢查點抑制劑則能夠通過阻止腫瘤細胞對這些受體的激活而維持免疫細胞的活性。

這項新的研究能夠改變醫(yī)生用藥的方式。“這兩篇文章證明了微生物能夠影響治療效果”，來自NIH的過敏與傳染病研究所的免疫學家Yasmine Belkaid說到。過去研究者們經(jīng)常專注于尋找患者基因組中的的突變，并以此解釋為何免疫檢查點抑制劑藥物治療效果存在個體差異。而如今的這兩篇研究指出除基因組之外，微生物可能也有同樣的影響。

【2】Nat Med：嬰兒腸道微生物繁榮興衰史

近日，來自華盛頓大學醫(yī)學院的研究人員發(fā)現(xiàn)細菌不是定植在嬰兒腸道內(nèi)的唯一外來者，病毒也會在那里安家，這些看不見的體內(nèi)居民對于人類健康具有重要影響。相關研究結果發(fā)表在國際學術期刊nature medicine上。

研究人員指出："我們才剛剛開始理解生活在我們腸道中的不同生命之間的關系，它們并不是互相獨立的群體。我們在這項研究中看到嬰兒腸道內(nèi)的環(huán)境存在非常極端的動態(tài)變化，這與成年人相對穩(wěn)定的腸道環(huán)境存在很大差別。"

生命早期對于免疫系統(tǒng)發(fā)育非常重要，同時也會影響成年階段的身體健康。雖然關于嬰兒腸道菌群的研究已經(jīng)建立起來，但是我們對嬰兒腸道內(nèi)病毒微生物的認識仍然不足。

在這項研究中，研究人員收集了健康雙胞胎嬰兒的糞便，并對其中的遺傳物質進行了檢測，分析了嬰兒腸道中的病毒微生物和腸道菌群組成，結果發(fā)現(xiàn)雙胞胎之間的病毒和細菌組成更加類似，而不相關的嬰兒之間存在一些差異。研究人員還觀察到嬰兒腸道病毒中噬菌體病毒的種類最豐富，而非感染人類細胞的病毒，并且從嬰兒出生到他們兩歲，他們腸道中的病毒和細菌會逐漸擴張，但這同時伴隨著噬菌體比例的縮減，而腸道細菌恰恰相反，它們開始的時候數(shù)目比較少，隨著嬰兒逐漸長大，腸道細菌的多樣性也逐漸增加。

【3】Cell Host Mircrobe：新生兒腸道微生物菌群研究

腸道微生物菌群被認為與人類健康息息相關。但是微生物菌群是如何穩(wěn)定建立的，還沒有很好的定量研究。在近期的《Cell Host & Microbe》上，通過宏基因組測序分析，科學家們分析了新生兒和母親腸道菌群，分析了新生兒出生第一年腸道微生物菌群的建立。他們發(fā)現(xiàn)，自然生成的嬰兒和剖腹產(chǎn)嬰兒的腸道菌群存在很大差異，前者更接近他們的母親。而且不同時期的飲食不同，微生物菌群也存在著差異，并隨著時間變化，微生物菌群趨于穩(wěn)定和成熟，越來越接近成人腸道微生物菌群。

通過不同時期的母親、嬰兒糞便采樣，科研人員采集了4356個基因組（微生物宏基因組）數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)了嬰兒生產(chǎn)方式的不同會對嬰兒腸道菌群產(chǎn)生很大影響。比如，通過剖腹產(chǎn)的嬰兒，腸道菌群很多是來自體表的微生物和環(huán)境中的微生物，因為這些微生物最早進入嬰兒消化道。這種差異對有些菌群來說，從4到12個月開始慢慢消失，而其他菌群則差異一直存在。而且發(fā)現(xiàn)母親的腸道微生物菌群和嬰兒很接近，可能存在著一種直接的微生物群轉移。這種相似性在自然生產(chǎn)嬰兒更明顯。

在嬰兒發(fā)育的過程中，腸道微生物菌群也是在逐漸成熟的。在頭12個月的發(fā)育中，嬰兒腸道微生物菌群在功能上開始更加復雜，而且越來越接近成人的腸道微生物菌群。在這個過程中，嬰兒之間菌群功能的差異開始逐漸減小。在一出生的嬰兒體內(nèi)就檢測到了抗生素抗性基因，而且有些嬰兒接受了四個月抗生素治療也沒有發(fā)現(xiàn)腸道微生物菌群基因群體的頻率變化。而且，不同的菌群影響著能量物質的利用。

【4】Nat Med：剔除腸道菌群竟然可以阻斷肥胖！

腸道微生物組對機體健康非常關鍵，但一項對小鼠進行的研究卻發(fā)現(xiàn)，在涉及胰島素敏感性和肥胖癥上，腸道微生物組或許并不像科學家們認為的那樣。

研究表示，沒有腸道菌群的動物或許會表現(xiàn)出更好的葡萄糖耐受性和胰島素敏感性，而且還會表現(xiàn)出低脂肪低體重指數(shù)的情況。

研究者Mirko Trajkovski說道，盡管利用高劑量抗生素治療肥胖并不切實際，主要是由于抗生素耐受性出現(xiàn)的風險，但我們?nèi)匀幌耖_發(fā)出一種可替代的方法來抑制或修飾微生物菌群，從而鑒別出對這種現(xiàn)象負主要責任（抗生素耐受性）的確切細菌；文章中研究者及其同事對小鼠進行研究，首先利用抗生素剔除消除腸道的菌群或者在無菌環(huán)境中飼養(yǎng)小鼠，隨后給予小鼠高脂肪飲食，當正常小鼠變得肥胖時，無菌小鼠還可以依然保持苗條，同時還會產(chǎn)生更多的米色脂肪（beige fat），即一種可以燃燒機體能量的脂肪組織。

【5】Science新研究：腸道菌群互相競爭 保證腸道生態(tài)穩(wěn)定

最近一項研究發(fā)現(xiàn)人類腸道中的菌群生態(tài)系統(tǒng)復雜多樣，不同菌群之間的競爭關系幫助維持了腸道生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，這對于保持人類機體健康是必不可少的。來自英國牛津大學的科學家們在國際學術期刊Science上發(fā)表了相關研究結果，他們建立了數(shù)學模型用于研究人類腸道中成百上千種細菌如何能夠成功共存。

在他們的研究中，研究人員證明不同種類細菌之間的協(xié)作關系會擾亂菌群生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，這與之前大眾的推測恰好相反，而益生細菌之間的競爭關系反而會通過負反饋回路抵消菌群多樣性造成的不穩(wěn)定，從而使腸道生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定。

研究人員推測，人類可能通過許多種方式干預了腸道生態(tài)系統(tǒng)，扮演了"生態(tài)系統(tǒng)工程師"的角色，幫助維持了腸道系統(tǒng)的天然穩(wěn)定性。

文章通訊作者Kevin Foster教授表示："我們已經(jīng)知道無論是在體表還是在體內(nèi)，人類都攜帶了大量的細菌群體--特別是在我們的消化道內(nèi)，這些細菌的存在對于人類健康起到了非常重要的作用，但是這些群體如何能夠長期保持穩(wěn)定，我們了解得很少。

【6】Science：健康不健康 看看腸道菌群就知道

隨著研究的深入，我們已經(jīng)知道在我們的腸道中居住著幾千種不同的細菌，并將其稱之為腸道菌群，這些腸道細菌的變化對人類健康具有重要影響。但是我們對于這種影響仍然了解較少。

近日，來自魏茨曼研究所的科學家們在著名國際學術期刊science上發(fā)表了一項最新研究進展，他們從一個全新的角度闡述了腸道菌群對人類健康的作用。

在這項研究中，研究人員首先采用了目前菌群研究的常用方法--基因組測序--對樣本中所有類型細菌的DNA進行了測序，通過測序構建了細菌種類圖譜以及它們的相對豐度。但是從這些結果中，研究人員發(fā)現(xiàn)測序技術還可以提供另外一種信息。

領導這項研究的Segal教授指出："樣本中的細菌一直在做著它們最擅長的事情：不斷地對基因組進行復制以進行細胞分裂。因此大部分的細菌包含著不止一套基因組，比如1.5套基因組或者1.43套基因組。"大部分的菌株其基因組內(nèi)都會預置"起始"和"終止"密碼，從"起始"密碼附近復制生成的短序列最多，而在基因組末端，最后進行復制的DNA序列在樣本中最少。研究人員發(fā)現(xiàn)通過分析起始DNA和末端DNA的相對含量可以反映每一支菌株的生長速率。

【7】Cell：改變腸道菌群 預防結腸癌

近日，來自美國St.Jude兒童醫(yī)院的科學家們發(fā)現(xiàn)一種表達于免疫系統(tǒng)的基因在決定結腸癌侵襲性方面發(fā)揮著重要作用。他們發(fā)現(xiàn)這種叫作AIM2的基因發(fā)生缺失會導致小腸細胞增殖失控，同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)AIM2能夠影響腸道菌群，在腸道中增加"好"細菌的數(shù)量可能對于預防結腸癌的發(fā)生具有重要意義。最近，這一研究的相關研究成果發(fā)表在國際學術期刊cell上，這些發(fā)現(xiàn)將在結腸癌的預防，診斷和治療方面發(fā)揮重要作用。

許多研究已經(jīng)證明AIM2基因突變在結腸癌病人中比較常見，但一直以來人們只知道AIM2在免疫系統(tǒng)中具有重要作用，它能夠感知細菌和病毒入侵，幫助免疫系統(tǒng)對抗細菌和病毒感染，AIM2在腫瘤發(fā)生中的機制問題一直沒有得到很好的了解。

在項研究中，研究人員利用化合物處理小鼠模擬結腸癌的發(fā)生，在這一過程中，他們發(fā)現(xiàn)AIM2功能活性明顯下降，這一點也得到了結腸癌病人結果的支持。他們還發(fā)現(xiàn)利用遺傳學方法降低AIM2功能，再結合化合物處理，會產(chǎn)生更多的腸道腫瘤。研究人員的研究結果還發(fā)現(xiàn)，AIM2除了發(fā)揮免疫學功能，還能夠抑制小腸干細胞群的異常擴張，而當AIM2發(fā)生功能異常，其對小腸干細胞異常增殖的抑制作用就會解除。

【8】Cell：特殊腸道菌群揭示致病分子機制

近日，發(fā)表在國際雜志Cell上的一篇研究論文中，來自加州理工學院的研究人員通過研究表明，腸道中的特殊細菌或對于機體外周血清素的產(chǎn)生非常重要，而血清素被認為是一種大腦神經(jīng)遞質，大約90%的機體血清素都是在消化道中產(chǎn)生的，而實際上改變這種外周血清素的水平或許和很多疾病的發(fā)生有關，比如腸易激綜合征、心血管疾病及骨質疏松癥等。

外周血清素是在腸道中由腸色素細胞及特殊類型的免疫細胞和神經(jīng)元產(chǎn)生的，研究者想知道如果到底是哪一種腸道微生物對于血清素的產(chǎn)生具有效應，于是他們測定了包含正常腸道細菌菌群的小鼠機體中的外周血清素水平，同時也測定了缺乏正常菌群的無菌小鼠的外周血清素的水平。

結果顯示，來自無菌小鼠的腸色素細胞產(chǎn)生的血清素水平大約低于正常菌群小鼠所產(chǎn)生血清素水平的60%，而當將正常腸道菌群重新植入無菌小鼠機體后，其血清素水平就會恢復；下一步研究者就開始尋找是哪種細菌幫助機體產(chǎn)生了血清素，通過對不同的腸道微生物進行篩選分析，研究者發(fā)現(xiàn)了一個由20種產(chǎn)芽孢細菌組成的微生物組或許可以增加無菌小鼠機體血清素的產(chǎn)生水平；利用這組細菌來處理小鼠可以明顯增加其腸道的運動型，而且可以明顯激活血小板的功能，而血小板可以利用血清素來進行凝血。

【9】Cell Host Microbe：你的腸道菌群誰做主

近日，國際期刊cell host ＆microbe 刊登了來自加州大學舊金山分校和哈佛大學Peter J. Turnbaugh研究小組的一項最新研究成果，他們利用五種不同的近交系小鼠和超過200只遠交群小鼠發(fā)現(xiàn)相比于宿主基因型，飲食對個體腸道菌群環(huán)境改變起到更為重要作用。

雖然人類或者同種類哺乳動物之間的腸道菌群存在一些相類似特征，但是每個個體之間腸道菌群的構成仍然存在很大差別，這種差別主要由宿主基因型不同導致還是主要受到外部因素，如飲食的影響，至今仍不清楚。因此Rachel N. Carmody等研究人員為解決這個問題，選用五種不同近交系小鼠，四種轉基因小鼠和最近得到廣泛應用的多樣性遠交群小鼠（DO）系統(tǒng)性分析飲食攝取和宿主基因型對腸道菌群的影響。研究人員發(fā)現(xiàn)，在給與近交系小鼠高脂飲食和高糖飲食刺激后，近交系小鼠的腸道菌群因飲食不同出現(xiàn)兩個明顯不同的群落，但同時也發(fā)現(xiàn)，不同近交系小鼠在受到高脂和高糖飲食刺激后，腸道菌群改變的方向也因宿主基因型不同和宿主腸道菌群背景不同而存在差異。同時在實驗中發(fā)現(xiàn)，飲食對腸道菌群的影響可能掩蓋了因基因型不同而導致的本已存在的差異。通過對遠交系小鼠的觀察發(fā)現(xiàn)，遠交系小鼠的腸道菌群對高脂和高糖飲食刺激呈現(xiàn)快速持久的應答?？偟膩碚f，腸道菌群的變化對飲食的應答呈現(xiàn)明顯的劑量依賴關系，飲食的微妙變化會引起腸道菌群成分結構的改變。

【10】Cell Metabol：要減肥，腸道菌群告訴你怎么吃

來自查爾姆斯理工大學研究者的一項最新研究或可基于機體的腸道微生物來指導我們的飲食選擇，這對于有效減肥及降低疾病風險非常重要，相關研究刊登于國際雜志Cell Metabolism上，該研究首次成功揭示了機體代謝期間常見的腸道細菌相互作用的分子機制。

文章中，研究者開發(fā)了一種新型數(shù)學計算平臺，其可以幫助預測不同病人對基于其機體腸道微生物組組成的修飾化飲食的反應。研究者Jens Nielsen博士表示，這種方法或可幫助我們輕松鑒別出每一種細菌類型的代謝機制從而來幫助理解人類機體的代謝機制。在人類消化系統(tǒng)中存在高達1000多種不同類型的細菌及其它微生物群落，其中許多細菌都以一種或多種方式進行代謝，而人類腸道微生物組的組成也會因個體不同而異，究其原因研究者目前并不清楚。然而過去很多年間研究者們進行的多項研究表明，某些疾病和人類腸道微生物組之間存在著千絲萬縷的關系。

比如2型糖尿病、動脈硬化以及肥胖癥而言，都和腸道微生物群落有關，而且有研究表明腸道微生物群落或許還和抑郁癥發(fā)病直接相關，當然也對多種癌癥療法的反應存在一定反應。闡明微生物同食物及個體飲食的關系非常復雜，截止到目前為止，研究者很難理解搞清楚這幾個因素的因果關聯(lián)，而在本文研究中研究者通過進行臨床試驗首次利用數(shù)學模型的方法闡明了微生物群落和飲食方式的關聯(lián)。