我们对其知之甚少的肠道细菌可能对健康至关重要。
一组神秘的细菌似乎在无病人群的肠道微生物组中繁盛,暗示它们可能对健康至关重要。
据估计,我们的肠道中栖息着超过4600种细菌,它们相互作用并与我们的身体共同影响从免疫系统到睡眠、衰老速度以及心理健康状况风险等方方面面。
然而,其中约三分之二的物种属于“隐秘微生物组”,大多数我们甚至无法在实验室中培养或命名。我们仅在肠道中发现其基因组后才知晓它们的存在。“一个悬而未决的关键问题是:这些物种仅仅是旁观者,还是与人类健康相关?”剑桥大学的亚历山大·阿尔梅达表示。
为了初步了解,阿尔梅达及其同事在肠道微生物组样本中发现的基因组阵列中搜寻细菌的遗传指纹。这些样本来自涉及39个国家(主要在欧洲、北美和亚洲)超过1.1万人的研究。
其中约一半人没有已知的健康问题,而另一半则被诊断患有13种疾病中的一种,包括炎症性肠病、肥胖和慢性疲劳综合征。
研究人员将715种细菌物种与至少一种这些疾病相关联,其中342种在患病时数量较高,而373种在身体健康时更为丰富。
在这些候选者中,一个名为CAG-170的菌属展现出最强的关联。“在不同疾病条件下,我们一致发现CAG-170在健康状态下的数量明显高于疾病状态,”阿尔梅达表示。
在研究的另一部分,阿尔梅达及其同事调查了哪些细菌物种与健康的肠道微生物混合或不平衡的混合(称为菌群失调)最为相关。
“我们再次发现,CAG-170似乎产生了显著影响,”阿尔梅达表示,“存在一个明确的相关性:CAG-170丰度越高,菌群失调程度越低,肠道微生物组越健康。”
为了探究原因,研究团队随后分析了CAG-170的基因组,发现了能产生高量维生素B12的代谢途径基因,以及能分解多种碳水化合物和纤维的酶基因。
阿尔梅达表示,没有迹象表明CAG-170细菌自身使用维生素B12,但通常与它们共存的其他物种往往具有利用该维生素的能力。“CAG-170似乎采取了一种更为利他主义的方式,为微生物组的其余部分提供代谢支持。”
意大利特伦托大学的尼古拉·塞加塔表示,这是更好地理解肠道微生物组哪些特征与健康或疾病相关的重要一步。塞加塔近期的研究揭示了健康肠道微生物组的可能面貌,但并未具体阐明此类细菌带来这些益处的机制。
阿尔梅达表示,CAG-170的高数量是导致健康的原因还是健康的结果,并不容易回答。要解决这个问题,需要研究引入CAG-170是否会降低某些疾病的风险。
塞加塔表示:“人类微生物组与人体如此紧密相连,应被视为一个单一的、极其复杂的系统。与其讨论前者对后者的因果作用,我们应研究整个系统如何与健康或不健康状态以及健康或不健康饮食相关联。”
塞加塔称,跟进这项研究进行营养临床试验至关重要,以评估饮食变化如何影响微生物组-人体系统的各个部分。
阿尔梅达认为CAG-170具有两方面的潜力:首先,这些细菌可作为肠道微生物组健康的指标;其次,为设计支持整体健康的新一代益生菌打开大门。
塞加塔表示,CAG-170可能是益生菌的良好候选者,但在实验室中培养这些细菌极具挑战性,更不用说开发方法将其活体递送至肠道并实际定植。“找到最能增加CAG-170数量的最佳食物或益生元补充剂,可能比将这些物种开发为益生菌产品更为可行,”他说道。
但阿尔梅达表示,基因组数据为可能有效的干预措施提供了线索。CAG-170细菌似乎无法产生氨基酸精氨酸,因此提供更多精氨酸可能有助于培养这些细菌,或有朝一日增强其在肠道中的存在。
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