肠道微生物与人类疾病关系的研究进展
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关键词：肠道微生物；人类疾病；代谢；炎症；菌群失调
Research progress in the relationship between gut microbiome and human diseases GUO Han，ZHANG Jie，YANG Shuo，QIAO Rui. （Department of Clinical Laboratory，Peking University Third Hospital，Beijing 100191，China）
不同地域种族间、人群间的肠道微生物构 成也有较大差异。SUZUKI等[7]分析了居住在 不同纬度地区的23种人群，发现随着纬度的增 加，人群肠道内的厚壁菌门数量增多，拟杆菌 门数量相对减少；YATSUNENKO等[8]通过检测 粪便中的酶，发现南美洲人与美国人肠道微生 物存在差异，美国人的肠道内微生物高表达参 与蛋白质降解以及维生素合成的酶，南美洲人 肠道微生物高表达参与糖类物质代谢的酶，推 测二者差异主要由饮食结构的不同所致。饮食 以及抗菌药物的应用会在较大程度上影响肠道 微生物菌群的构成。短期口服抗菌药物，肠道 微生物菌群恢复原有结构至少需要4周，长期 口服抗菌药物，则可导致肠道微生物多样性下 降，甚至菌群失调[9]。在对小鼠肠道微生物的研 究中发现，饮食改变可对57%肠道微生物结构变 化进行解释，而基因突变仅能解释12%[10]。正常 人肠道占主导地位的微生物组是相同的，但每 个人的微生物构成又都是不同的。最近研究发 现，肠道微生物具有个人特异性，可根据肠道 微生物组的测序来鉴定出一个人[11]。 1.2 肠道微生物的构成与生理作用
一定相关性，通过对其结构、功能以及致病机 制的研究，希望能在疾病的治疗和开发新的治 疗方式上发挥作用。本文将对肠道微生物的研 究现状和其与人类疾病的关系进行综述。 1 肠道微生物的概述 1.1 肠道微生物的形成与发展
胎儿在母体子宫内是无菌的，出生后母亲 以及环境中的微生物迅速在新生儿肠道定植， 此时的新生儿肠道微生物相对简单，但处于高 度动态变化中，各种因素影响着微生物的种类 及数量，如生产的方式（顺产婴儿和剖腹产婴 儿的肠道微生物存在差异，后者可见较多来自 体表和环境中的菌群）、抗菌药物的应用、喂 养方式以及外界环境卫生状况等[3]。KOENIG 等 [4]用2年多的时间追踪1名新生儿的成长，发
检验医学 2017 年 12 月第 32 卷第 12 期 Laboratory Medicine，December 2017，Vol. 32，No. 12
·1Leabharlann Baidu65·
文章编号 ：1673-8640（2017）12-1165-08 中图分类号 ：R446.5 文献标志码 ：A DOI ：10.3969/j.issn.1673-8640.2017.12.022
肠道微生物与人类疾病关系的研究进展
郭 晗， 张 捷， 杨 硕， 乔 蕊 （北京大学第三医院检验科，北京 100191）
摘要：肠道微生物是寄居于人体肠道的庞大群落，其像是一个器官，具备代谢、免疫和内分泌等多种生 理功能，并与人体的其他器官相互作用。在遗传、饮食等外界因素影响下，肠道微生物菌群失调或与人体的 平衡被打破，就会导致多种疾病。文章主要从肠道微生物与代谢综合征、心血管疾病、癌症、类风湿性关节 炎（RA）以及中枢神经系统疾病的关系进行综述。
现厚壁菌门是最先出现的菌落。BÄCKHED等[5] 通过宏基因组测序分析了98位母亲和出生1年的 婴儿的肠道微生物，发现1岁婴儿的肠道微生物 构成趋于成熟，以厚壁菌门和拟杆菌门为主， 接近于成人。随着饮食改变，在3岁时儿童的 肠道微生物构成趋于稳定。正常成年人肠道微 生物相对稳定，处于轻度波动中，厚壁菌门和 拟杆菌门占主导地位，其次为放线菌门和变性 菌门。老年人消化功能衰退、饮食以及免疫状 态的改变使肠道微生物的构成发生较大改变， 相对于年轻人，其肠道内的双歧杆菌和厚壁菌 门的构成比减少，拟杆菌门构成比增加[6-7]。
Key words：Gut microbiome；Human diseases；Metabolism；Inflammation；Gut microflora dysbiosis
肠道微生物指寄居在人类肠道内微生物群 落的总称，包括细菌、古细菌和单细胞真核生 物等，与肠道环境共同构成了一个巨大而复杂 的生态系统。人类的肠道是一个营养丰富的微 环境，承载的细菌数量高达100万亿（1014） 个，超过人体自身细胞数的10倍[1]。肠道内的 细菌总重量达1.5 kg，相当于正常人体肝脏的重 量。采用无需分离培养的16S RNA测序的方法 鉴定微生物，发现人类肠道微生物的基因数达 500万，是人类基因数的150倍[2]。微生物种类丰 富，据推测有500～1 000种。肠道微生物像是 一个器官，具备代谢、免疫和内分泌的功能， 并与机体的其他器官相互作用。肠道微生物与 代谢性疾病、心血管疾病、消化系统疾病、癌 症、免疫系统疾病以及中枢神经系统疾病具有
Abstract：Human intestine harbors a large amount of microorganisms（gut microbiome），which works like an organ providing metabolic，immunologic and enter-endocrinal physiological functions and develops commensal relationships with human organism. Under the influence of genetic factors，dietary habits and so on，if the dysbiosis of gut microflora occurs，or the balance with human organism is broken， it would lead to many kinds of diseases. This review mainly shows the relationships between gut microbiome and metabolic syndrome，cardiovascular disease，cancer，rheumatoid arthritis and central nerve system diseases.
基金项目：国家自然科学基金项目（81601824） 作者简介：郭 晗，女，1995年生，硕士，主要从事临床检验诊断学研究。 通信作者：乔 蕊，联系电话：010-82265751。
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检验医学 2017 年 12 月第 32 卷第 12 期 Laboratory Medicine，December 2017，Vol. 32，No. 12
Research progress in the relationship between gut microbiome and human diseases GUO Han，ZHANG Jie，YANG Shuo，QIAO Rui. （Department of Clinical Laboratory，Peking University Third Hospital，Beijing 100191，China）
不同地域种族间、人群间的肠道微生物构 成也有较大差异。SUZUKI等[7]分析了居住在 不同纬度地区的23种人群，发现随着纬度的增 加，人群肠道内的厚壁菌门数量增多，拟杆菌 门数量相对减少；YATSUNENKO等[8]通过检测 粪便中的酶，发现南美洲人与美国人肠道微生 物存在差异，美国人的肠道内微生物高表达参 与蛋白质降解以及维生素合成的酶，南美洲人 肠道微生物高表达参与糖类物质代谢的酶，推 测二者差异主要由饮食结构的不同所致。饮食 以及抗菌药物的应用会在较大程度上影响肠道 微生物菌群的构成。短期口服抗菌药物，肠道 微生物菌群恢复原有结构至少需要4周，长期 口服抗菌药物，则可导致肠道微生物多样性下 降，甚至菌群失调[9]。在对小鼠肠道微生物的研 究中发现，饮食改变可对57%肠道微生物结构变 化进行解释，而基因突变仅能解释12%[10]。正常 人肠道占主导地位的微生物组是相同的，但每 个人的微生物构成又都是不同的。最近研究发 现，肠道微生物具有个人特异性，可根据肠道 微生物组的测序来鉴定出一个人[11]。 1.2 肠道微生物的构成与生理作用
一定相关性，通过对其结构、功能以及致病机 制的研究，希望能在疾病的治疗和开发新的治 疗方式上发挥作用。本文将对肠道微生物的研 究现状和其与人类疾病的关系进行综述。 1 肠道微生物的概述 1.1 肠道微生物的形成与发展
胎儿在母体子宫内是无菌的，出生后母亲 以及环境中的微生物迅速在新生儿肠道定植， 此时的新生儿肠道微生物相对简单，但处于高 度动态变化中，各种因素影响着微生物的种类 及数量，如生产的方式（顺产婴儿和剖腹产婴 儿的肠道微生物存在差异，后者可见较多来自 体表和环境中的菌群）、抗菌药物的应用、喂 养方式以及外界环境卫生状况等[3]。KOENIG 等 [4]用2年多的时间追踪1名新生儿的成长，发
检验医学 2017 年 12 月第 32 卷第 12 期 Laboratory Medicine，December 2017，Vol. 32，No. 12
·1Leabharlann Baidu65·
文章编号 ：1673-8640（2017）12-1165-08 中图分类号 ：R446.5 文献标志码 ：A DOI ：10.3969/j.issn.1673-8640.2017.12.022
肠道微生物与人类疾病关系的研究进展
郭 晗， 张 捷， 杨 硕， 乔 蕊 （北京大学第三医院检验科，北京 100191）
摘要：肠道微生物是寄居于人体肠道的庞大群落，其像是一个器官，具备代谢、免疫和内分泌等多种生 理功能，并与人体的其他器官相互作用。在遗传、饮食等外界因素影响下，肠道微生物菌群失调或与人体的 平衡被打破，就会导致多种疾病。文章主要从肠道微生物与代谢综合征、心血管疾病、癌症、类风湿性关节 炎（RA）以及中枢神经系统疾病的关系进行综述。
现厚壁菌门是最先出现的菌落。BÄCKHED等[5] 通过宏基因组测序分析了98位母亲和出生1年的 婴儿的肠道微生物，发现1岁婴儿的肠道微生物 构成趋于成熟，以厚壁菌门和拟杆菌门为主， 接近于成人。随着饮食改变，在3岁时儿童的 肠道微生物构成趋于稳定。正常成年人肠道微 生物相对稳定，处于轻度波动中，厚壁菌门和 拟杆菌门占主导地位，其次为放线菌门和变性 菌门。老年人消化功能衰退、饮食以及免疫状 态的改变使肠道微生物的构成发生较大改变， 相对于年轻人，其肠道内的双歧杆菌和厚壁菌 门的构成比减少，拟杆菌门构成比增加[6-7]。
Key words：Gut microbiome；Human diseases；Metabolism；Inflammation；Gut microflora dysbiosis
肠道微生物指寄居在人类肠道内微生物群 落的总称，包括细菌、古细菌和单细胞真核生 物等，与肠道环境共同构成了一个巨大而复杂 的生态系统。人类的肠道是一个营养丰富的微 环境，承载的细菌数量高达100万亿（1014） 个，超过人体自身细胞数的10倍[1]。肠道内的 细菌总重量达1.5 kg，相当于正常人体肝脏的重 量。采用无需分离培养的16S RNA测序的方法 鉴定微生物，发现人类肠道微生物的基因数达 500万，是人类基因数的150倍[2]。微生物种类丰 富，据推测有500～1 000种。肠道微生物像是 一个器官，具备代谢、免疫和内分泌的功能， 并与机体的其他器官相互作用。肠道微生物与 代谢性疾病、心血管疾病、消化系统疾病、癌 症、免疫系统疾病以及中枢神经系统疾病具有
Abstract：Human intestine harbors a large amount of microorganisms（gut microbiome），which works like an organ providing metabolic，immunologic and enter-endocrinal physiological functions and develops commensal relationships with human organism. Under the influence of genetic factors，dietary habits and so on，if the dysbiosis of gut microflora occurs，or the balance with human organism is broken， it would lead to many kinds of diseases. This review mainly shows the relationships between gut microbiome and metabolic syndrome，cardiovascular disease，cancer，rheumatoid arthritis and central nerve system diseases.
基金项目：国家自然科学基金项目（81601824） 作者简介：郭 晗，女，1995年生，硕士，主要从事临床检验诊断学研究。 通信作者：乔 蕊，联系电话：010-82265751。
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检验医学 2017 年 12 月第 32 卷第 12 期 Laboratory Medicine，December 2017，Vol. 32，No. 12