一種被忽略的藥物：人體內的微生物

04-03

人體內微生物與人類健康越來越成為生物醫學研究的一個重要領域，它是人體內不可忽視的一部分。隨著精準醫學技術的發展，人類對自身腸道菌群的了解越來越多。它應該與人體內的心、肝、脾、肺、腎相同，是人體內的一個重要器官。

一、微生物和微生物組

人類微生物群是指一個特定的微生物環境，比如口腔、結膜、腸道和陰道。自從微生物寄居在人類腸道內後，人類的生活發生了很大的變化。一個成年人的腸道中，有大約1014中細菌，這個數量是人類體細胞的10倍。

腸道菌群有以下幾個特點：

腸道內除了細菌，還有古生菌、病毒、真菌和寄生蟲；
一個成年人體內約有1.5公斤的細菌，其中厭氧菌越是需氧菌和兼需氧菌的100~1000倍；
在目前被發現的腸道菌群種類中，僅有厚壁菌、擬桿菌、變形菌、放線菌、梭桿菌、藍藻菌等幾個門類，這其中幾乎80%的細菌都來自一個門；
人類胃腸道菌群約有4萬種，由500多萬個基因編碼，是人類基因的100倍；
菌群在腸道內分布並不均勻（胃和十二指腸約有101，空腸103，結腸104，迴腸107，大腸1012，還有一些在腸道表面）；
由於細菌在物種水平的差異導致腸道菌群具有豐富的多樣性；

寶寶出生後不久，腸道菌群就開始在人類腸道內形成。最早的居民是大腸桿菌、金黃色葡糖球菌和場球菌等兼性需氧菌。在出生一兩周之後，由於腸道內環境的變化腸道內會出現擬桿菌、梭狀芽孢桿菌等。

在成人腸道內，有擬桿菌、梭狀芽孢桿菌、梭桿菌、真桿菌、消化球菌、消化鏈球菌屬。相對來講埃希式菌、克雷伯氏桿菌、乳酸桿菌和腸桿菌相對來講較少。

腸道菌群通過與人體相互作用可以起到如免疫反應、防止病原菌的入侵和維持內環境的穩定等作用。

二、精準醫學與個體化用藥

高通量技術大大降低了人類獲得從基因到蛋白質表達的成本，我們可以通過這種「全貫穿」的研究了解人類自身的代謝性疾病。

「全貫穿」醫學研究將顛覆「一種藥物一種疾病」的傳統治療方法，未來，我們將得到具有個體化差異的治療。個性化醫學通過研究疾病的各種亞群分類特徵、研究每位患者特定的易感性。

精準醫學通過一個或多個基因的類型來指導用藥。美國食品藥品監督管理局已經批准了包括針對Her2基因用藥的赫塞汀；針對EGFR19外顯子突變的吉非替尼和厄洛替尼；針對ALK重排的克唑替尼。

目前，精密醫學在癌症領域相對應用比較多。

三、人類腸道菌群與健康

現在，我們通過對腸道微生物更加深入的學習，開始了解腸道微生物系統的失衡可以導致疾病。

1、腸道菌群代謝類疾病

肥胖和糖尿病是兩種典型的代謝性疾病，近年來，油煙機表明，腸道微生物與肥胖和胰島素抵抗相關。

肥胖是一個遺傳與環境相互作用的複雜問題，肥胖的動物需要攝取更多的能量來維持正常的生命活動。科學家發現，肥胖小鼠的腸道內擬桿菌顯著減少而厚壁菌顯著增加。這種變化也在人類腸道菌群內得到了證實，這兩種菌的變化可以提高胖子從食物中獲取能量的能力。科學家還發現體內某一種菌群丰度較低，容易患有肥胖、糖尿病和血脂症。通過飲食，我們可以影響腸道微生物的豐富性，減輕炎症，規律的飲食可以幫助肥胖患者保持健康。

2、腸道菌群與自身免疫性疾病

自身免疫學疾病是機體對自身抗原產生免疫反應，會對組織造成損傷。常見的自身免疫性疾病包括系統性紅斑狼瘡、類風濕關節炎、Ⅰ型糖尿病和甲狀腺自身免疫性疾病。

這種自身免疫性疾病同時也與腸道菌群相關。同時腸道菌群失調往往容易造成糖尿病、心臟病和肥胖等疾病。與健康人相比，Ⅰ型糖尿病患者腸道內的產丁酸細菌丰度較低。卵形擬桿菌的增加和厚壁菌的減少可作為Ⅰ型糖尿病早期診斷的輔助指標。

科學家報道，乳酸菌、毛螺菌和維甲酸在腸道菌群中的丰度變化可引起紅斑狼瘡這種自身性免疫疾病。

類風濕關節炎患者的代謝運輸途徑被發現是由於菌群變化所導致。研究推測，嗜血桿菌的減少和唾液乳酸桿菌的增多有可能是導致類風濕關節炎的主要原因。

腸道微生物的多樣性和穩定的微生物與自身免疫性疾病的發展有顯著正相關。

3、腸道菌群與心理性疾病

隨著現代社會的不斷進步，人類的心理壓力也在不斷增加，根據世界衛生組織報告，2001年時，世界各地平均每四個人就有一個人受到精神疾病的干擾。到2020年時，心理健康問題將會是人類疾病的主要問題。

自閉症是一種嚴重、普遍的發展性疾病，遺傳和環境因素都可能導致自閉症，現在越來越多的研究表明，自閉症與腸道菌群相關。

以往研究表明，自閉症兒童體內乳腺桿菌含量較高而雙歧桿菌含量較低。這兩種菌其實都是有益菌，但其實人體內的任何類型的細菌失衡其實都會帶來危害。研究表明擬桿菌、梭狀芽胞桿菌產生的丙酸可以引起大鼠的自閉症。薩特氏菌的含量與兒童自閉症成正相關。

焦慮症是另一種常見的精神病，焦慮情緒與腸胃道紊亂有關，研究表明攝取乳酸桿菌可以調節焦慮相關的行為。

使用益生菌調節腸道可作為自閉症的替代手段。

4、腸道菌群與肝臟疾病

腸道和肝臟有密切的相互作用，非酒精性肝病、肝硬化與肝細胞癌都與這種相互作用的機制密切相關。腸道微生物同時在肝病的發生髮展中也起到重要作用。

肥胖是世界普遍流行的疾病，非酒精性脂肪肝與腸通透性增高、小腸細菌顯著升高密切相關。

肝硬化這種慢性肝病現在越來越普遍，通過對比健康人，發現病人腸道內的菌群結構明顯不同。

肝癌是一種常見的惡性腫瘤，其預後性非常差，轉移、病死率較高。肥胖和脂肪肝都是導致肝癌的主要原因，飲食導致腸道菌群內的物質代謝水平發生變化可導致炎症的增加和促進腫瘤的生成。

5、腸道菌群與癌症

癌症是人類死亡的主要原因之一，目前還沒有治癒癌症的理想辦法。但是科學家們已經找到了一些可以預測癌症的方法。比如可以通過腸道內的信息來預測結直腸癌的發生，研究人員發現，可以通過腸道菌群分析，更加有效地識別癌前腺瘤性息肉，其敏感性和準確性比便隱血檢測要高。此外，研究表明，通過識別腸道菌群後來進行調節也可以起到一定的抗癌功效。

編者：id4hehe

文獻來源：Yujing Bi, Nan Qin, Ruifu Yang. Human Microbiota:A Neglected 「Organ」 in Precision Medicine. Infect Dis Transl Med2015;1(2):63-72.

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