摘要
人类胃肠道栖息着人体内最大的微生物群落，由数万亿被称为肠道微生物群系的微生物组成。正常菌群具有多种生理功能，如增强宿主免疫力、参与营养吸收以及保护机体免受病原微生物侵害。大量研究表明，肠道微生物群系与人体内多个器官（如肠道、肺部、大脑和皮肤）之间存在双向互动。十多年前的大量证据表明，肠道微生物的改变是许多局部和全身性疾病发病机制的关键因素。在此背景下，深入了解肠道微生物共生/失调所涉及的机制对临床和健康领域至关重要。我们综述了关于肠道微生物群系在多种疾病发病机制中作用的最新研究。我们还详细阐述了用于调控肠道微生物群系以预防和治疗疾病的各项策略。医学的未来与我们的微生物群系质量密切相关。针对微生物群系失调将是一个巨大的挑战。
研究综述
引言
微生物医学的进步得益于基因组学、宏基因组学和代谢组学理解的提升。调节宿主微生物组可能是健康障碍的治疗方法或预防措施。人体栖息着各种微生物，形成不同区域的微生物群系。肠道微生物群系在营养吸收、免疫系统调节和抵御病原体方面起着根本性作用。然而，它的多样性可能受到药物、饮食和卫生等因素的影响而改变，导致复杂的肠道疾病和全身性疾病。理解肠道微生物群系的多样性和代谢物在医学中至关重要，开发调控它的策略是一个新兴需求。
文献综述
最近关于人类微生物组的研究揭示了微生物群落与器官之间的跨王国交流。通过肠-肺轴和肠-脑轴等器官间联系，肠道失调参与了疾病进展。受地点和饮食等因素影响的建筑环境(BE)微生物组与人类微生物组相互作用，可能影响健康。肠道微生物群系在维持体内平衡方面具有多种作用，其失调与多种病理有关，包括致癌作用、代谢综合征、慢性肾病、慢性肝病以及妊娠期间的生理变化。此外，微生物-药物相互作用和微生物代谢物在疾病中的作用是活跃的研究领域。
研究方法
已进行各种研究以了解肠道微生物群系与不同疾病之间的关系。例如，关于微生物群系失调在致癌作用中的研究显示了某些肠道微生物与癌症发展之间的关联。在代谢综合征中，肠道失调与肥胖和2型糖尿病等状况相关。关于慢性肾病的研究揭示了肠道微生物群系失调与炎症之间的双向互动。在慢性肝病中，肠道微生物群系的改变会影响肝功能。在妊娠期间，肠道微生物群系的变化与妊娠糖尿病和子痫前期等代谢紊乱相关。此外，实验探索了微生物群系对精神疾病的影响以及微生物代谢物在心血管疾病和癌症等疾病中的作用。
研究结果
结果表明，肠道微生物群系与宿主和环境之间存在复杂的互动网络。微生物群系失调与广泛范围的疾病相关，特定的微生物成分和代谢物在疾病发病机制中起着重要作用。例如，像幽门螺杆菌和产colibactin的大肠杆菌等某些细菌与癌症有关。在代谢紊乱中，肠道微生物群系组成的改变与脂肪储存和胰岛素抵抗相关。在慢性肾病和肝病中，肠道失调促进了疾病进展。在妊娠期间，肠道微生物群系的失衡与妊娠并发症相关。在精神疾病中，用于治疗的药物会影响肠道微生物群系，而微生物代谢物参与各种生理过程。
讨论
研究结果强调了肠道微生物群系在维持健康方面的重要性，以及针对它进行疾病治疗的潜力。然而，仍存在许多限制和未解答的问题。肠道微生物群系与宿主之间相互作用的机制尚未完全理解。特定微生物成分和代谢物在不同疾病中的作用需要进一步澄清。此外，益生元、益生菌、粪便微生物群移植以及代谢物和miRNA等治疗策略的有效性和安全性需要更多研究。开发新型筛查和诊断工具以识别高风险微生物群系失调相关疾病的人群也是未来探索的领域。
结论
肠道微生物群系与宿主胃肠道微环境不断互动，并可能受到内源性和外部因素的影响。它通过肠-肺轴、肠-脑轴和肠-皮轴等轴与宿主器官形成多向交流。由于微生物失调导致这些轴的改变是许多疾病的危险因素。虽然在理解潜在机制方面已经取得进展，但仍需要更多工作来准确阐明微生物肠道群落的多样性变化并开发有针对性的筛查和诊断工具。针对特定微生物成分或代谢物的治疗策略显示出希望，但临床前和临床研究结果存在局限性。需要进一步研究以安全有效地探索这些策略的使用，因为针对微生物群系具有治疗严重代谢和神经障碍的潜力。
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