引言
人体内栖息着数万亿微生物——统称为人体正常微生物群。这些包括细菌、真菌、病毒和古菌的微生物在正常条件下与人体共生而不致病,其中许多对维持健康至关重要。然而当这种微生物群落的平衡被打破时,原本无害的微生物可能引发疾病。理解正常微生物群与疾病的关系在微生物学、免疫学和临床医学中具有关键意义。
何为人体正常微生物群?
人体正常微生物群指出生后不久定植于人体并终生存在的微生物种群。这些微生物存在于与外界环境接触的体表及特定内部区域。
正常微生物群的特征
- 与宿主共生且不致病
- 因身体部位而异
- 随年龄、饮食、环境和健康状况变化
- 具有保护和代谢功能
正常微生物群的主要定植部位
1. 皮肤微生物群
皮肤承载着随湿度、温度和pH值变化的多样化微生物群落。
常见微生物:
- 表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)
- 棒状杆菌属(Corynebacterium)
- 痤疮丙酸杆菌(Cutibacterium acnes)
功能:
- 阻止病原体定植
- 维持皮肤酸碱平衡
- 刺激局部免疫反应
2. 胃肠道微生物群
肠道(尤其是结肠)含有数量最大、多样性最高的微生物群。
常见微生物:
- 拟杆菌属(Bacteroides)
- 大肠杆菌(Escherichia coli)
- 乳杆菌属(Lactobacillus)
- 梭菌属(Clostridium)
功能:
- 分解复杂碳水化合物
- 合成维生素(维生素K、B族维生素)
- 促进免疫系统发育
- 抵抗肠道病原体
3. 口腔与呼吸道微生物群
口腔和上呼吸道栖息着多种微生物。
常见微生物:
- 链球菌属(Streptococcus)
- 奈瑟菌属(Neisseria)
- 放线菌属(Actinomyces)
功能:
- 防御病原微生物入侵
- 维持口腔生态平衡
4. 泌尿生殖道微生物群
阴道微生物群主要由有益菌主导。
常见微生物:
- 乳杆菌属(Lactobacillus)
功能:
- 维持酸性pH环境
- 抑制病原体过度增殖
- 预防性传播感染
正常微生物群的有益作用
1. 抵抗病原体(定植抗力)
正常微生物群通过竞争营养和附着位点抑制有害微生物,降低感染风险。
2. 免疫系统发育
微生物群促进免疫系统成熟,帮助区分有害与无害抗原。
3. 代谢功能
协助完成以下生理过程:
- 维生素合成
- 胆汁酸代谢
- 膳食纤维分解
正常微生物群致病的机制
尽管具有益处,正常微生物群在特定条件下可引发疾病,此类微生物称为机会性病原体。
1. 正常屏障受损
当皮肤或黏膜因外伤或手术破损时,正常菌群可侵入无菌组织。
示例:
- 通过导管引发菌血症的表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)
2. 免疫抑制状态
免疫功能低下者可能由正常微生物群引发严重感染。
示例:
- 导致口腔念珠菌病或全身性念珠菌病的白色念珠菌(Candida albicans)
3. 抗生素诱导的菌群失调
广谱抗生素可破坏微生物平衡,导致耐药菌过度增殖。
示例:
- 抗生素治疗后引发的艰难梭菌(Clostridioides difficile)相关性腹泻
4. 微生物过度增殖或迁移
当微生物异常增殖或移位至非正常部位时可能致病。
示例:
- 由肠道移位至泌尿道引发感染的大肠杆菌(Escherichia coli)
菌群失调与慢性疾病
菌群失调指正常微生物群失衡,已证实与以下慢性疾病相关:
- 炎症性肠病(IBD)
- 肥胖与代谢综合征
- 过敏与哮喘
- 自身免疫性疾病
- 神经精神疾病(肠-脑轴关联)
正常微生物群的临床意义
理解正常微生物群对以下领域至关重要:
- 感染预防
- 抗生素选择
- 益生菌与益生元治疗
- 粪菌移植(FMT)
- 精准医疗
微生物群相关疾病的预防
- 合理使用抗生素
- 保持适度卫生避免过度消毒
- 摄入高纤维均衡饮食
- 适时使用益生菌
- 增强免疫健康
结论
人体正常微生物群在维持健康和预防疾病中发挥核心作用。尽管通常有益,但其平衡的破坏或宿主防御机制的改变可能使其转变为致病因子。对微生物群-宿主互作的深入理解正持续重塑现代疾病预防、诊断和治疗策略。
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