肠道菌群失调对于肥胖和胆石病的影响——厚壁菌门/拟杆菌门比例作为潜在可能的生物标志物 | MDPI JPM
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文章导读
胆石病 (Gallstone Disease, GSD) 是一种影响着世界上10%至15%成年人的良性胃肠道疾病。GSD 发病的危险因素有年龄增长、肥胖、胰岛素抵抗、缺乏运动、遗传背景、饮食、血脂异常等，其中肥胖是发生 GSD 的主要危险因素。然而肥胖引起 GSD 发病的原因比较复杂，具体机制尚不明确。早前研究表明，肥胖与肠道菌群中厚壁菌门/拟杆菌门比例升高有关，这提示了 GSD 的发生可能与肠道菌群生态失调有关。来自俄罗斯新西伯利亚细胞学与遗传学研究所的 Irina Grigor'eva 博士总结并介绍了最近关于 GSD 患者肠道微生物群的研究进展，并将其发表在 Journal of Personalized Medicine (JPM) 期刊上。
研究过程与结果
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研究背景
肥胖是机体能量摄入和消耗不平衡的结果。如今，肥胖已经成为一种全球性的流行病，全球约有19亿人超重。食物摄入、能量平衡与胃肠道中的肠道内分泌细胞所分泌的肠肽 (如胃饥饿素、瘦素、胰高血糖素样肽-1等) 之间存在显著的相关性。其中胃饥饿素和瘦素对能量平衡的神经内分泌控制至关重要，机体对它们产生抗药性是肥胖的一个标志。肠道菌群可通过微生物-肠道-脑轴调节这些肠肽的水平，从而调节肠道代谢。GSD 和肥胖症的患病率相似，尽管关于报道肥胖症肠道菌群的著作很多，但评估 GSD 肠道菌群的研究仍相对缺乏。
2
肠道菌群与胆石病
作者从厚壁菌门、拟杆菌门两类菌群的特性及二者比例、微生物群在胆石病发病机制中的作用等方面进行了综述。
厚壁菌门和拟杆菌门作为人体两类主要肠道菌群，拟杆菌门的细菌具有高度的功能冗余性，而厚壁菌门则由大量功能更多样化的核心细菌组成。来自科罗拉多大学的 Ruth E. Ley 博士首次针对这两类菌群比例的改变对于能量吸收效率及肥胖的影响进行了阐述：低厚壁菌门/拟杆菌门比例与瘦表型、更低龄、心血管健康和平衡的免疫系统有关，通常被认为对健康有益。然而其后出现了相反的试验结果，表明厚壁菌门和拟杆菌门的含量及其比例通常不能作为区分瘦人与胖人体中微生物群的一致特征。
通过回顾分析大量关于肠道菌群与胆固醇胆石形成的发病机制联系的研究报告，作者发现在 GSD 患者中，几乎所有主要肠道细菌门都有增加和减少 (见图1)。除厚壁菌门和拟杆菌门为主要亚群外，变形菌门等菌群也可能导致 GSD 患者的肠道失衡。另外，一些研究人员利用宏基因组 DNA 测序，将个体分为高基因计数 (High Gene Count, HGC) 或低基因计数 (Low Gene Count, LGC)。一般认为 HGC 个体具有更丰富的微生物代谢功能、功能更强健的肠道菌群、更健康的整体健康状况，包括较低的肥胖患病率和代谢紊乱。
图1. GSD 患者肠道菌群特征。
与此同时，肠道微生物群随着人类发展而变化，并受到许多混杂变量的影响，例如年龄、性别、宿主遗传差异、分娩方式、膳食组成、其它慢性疾病的存在及相关治疗方法、运动训练等。这些变量可能会阻止肥胖和相关合并症 (如 GSD) 标准特征的唯一分类学标签的存在。
总结
微生物组对肥胖的影响可能并不通过其分类组成，而是通过其功能介导。因为密切相关的分类群可能具有广泛的功能差异，而远缘类群可能具有相似的功能。根据对目前研究结果的分析，很难将特定的微生物特征或厚壁菌门/拟杆菌门比例与健康状况联系起来，更重要的是将肠道微生物群体结构的总体组成，而非简单的厚壁菌门/拟杆菌门比例，作为肥胖和肥胖相关病理 (如GSD) 的指标。
进一步的研究应更侧重于调节肠道微生物群的可能性，以确定微生物群的变化是否可能成为降低 GSD 风险和患病率的目标。未来的研究需确定与肥胖或 GSD 表型相关的特定细菌物种或种群，这将有助于通过微生物群信息的患者分层及个性化治疗决策优化疾病治疗效果。更好地了解胆结石患者肠道和胆道的细菌群落，对于制定诊疗策略以促进基于微生物的个性化 GSD 预测和治疗反应性有着至关重要的作用。
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阅读英文原文
Grigor'eva, I.N. Gallstone Disease, Obesity and the Firmicutes/Bacteroidetes Ratio as a Possible Biomarker of Gut Dysbiosis. J. Pers. Med. 2021, 11, 13.
文案审校
孙有良 博士研究生
清华大学药学院
JPM 期刊介绍
主编：David Alan Rizzieri, Novant Health Cancer Institute, USA
期刊涵盖与个性化医疗相关的前沿、创新的临床前和转化科学研究及技术 (如精准医疗、药物基因组学/蛋白质组学、系统生物学、组学关联分析)，将个性化医疗的各个方面整合至一个平台上，为学术和临床研究人、生物技术、诊断和制药公司、卫生专业人员、监管和伦理专家以及政府和监管当局提供论坛。
2021 Impact Factor | 3.508 |
2021 CiteScore | 1.8 |
Time to First Decision | 21 Days |
Time to Publication | 49.7 Days |
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