今日Science连发6文：菌群如何“支撑全身的健康和自豪” | 热心肠日报

今天是第2186期日报。

2022年5月26日，Science期刊发布重磅专刊，聚焦菌群与宿主的相互作用以及对健康的影响，包括3篇综述长文和3篇观点文章，覆盖了菌群研究的多个热点话题。热心肠小伙伴们特别将这期专刊整理成短科普合集，希望能帮你长知识。

Science：肠道菌群与宿主的互作——从点到面的交流（综述）

Science[IF:47.728]

① 关于微生物组的研究首要的问题仍是定义正常的菌群和健康的肠道；② 宿主通过物理（上皮）和化学屏障来区隔肠道共生微生物（菌群屏障），形成和谐稳态；③ 菌群研究从多组学方法入手，通过生信分析，在人类病患或动物模型中识别表型相关潜在致病微生物、代谢产物及其特征；④ 然后通过筛选法，开启对该靶标所靶向的疾病相关宿主途径、细胞功能的鉴别，进而整合信息揭示分子机制；⑤ 进一步改良科赫法则，关注微生物群内的跨界互作，找出特定的表型及其对应的特定微生物，明确其因果关系；⑥ 下一阶段应重点关注机制研究，以预测细菌疗法的新方向和新功效。

Local barriers configure systemic communications between the host and microbiota
05-26, doi: 10.1126/science.abo2366

【主编评语】Science最新发表的综述，总结了近二、三十年关于微生物-宿主在肠道屏障中的双向互作研究，并进一步地探讨了相关研究还欠缺的地方。比如细菌疗法的成功转化案例还很少；对致病细菌的识别并没有细化到菌株、某个特定的关键成分；关于微生物组的研究还主要集中在细菌，对噬菌体、真菌、原生动物及它们之间的互作知之甚少；还需进一步解锁功能性研究方法而非单纯依赖多组学。（@solo）

Science：儿童免疫系统发育离不开与菌群的互作（综述）

Science[IF:47.728]

① 随着工业化的进展，人体反复接触抗生素以及“清洁”的环境，儿童的微生物结构发生变化，如B.infantis菌的消失；② 这影响了生命早期免疫系统发育过程，并对健康产生深远影响，包括糖尿病、特异性疾病和哮喘的发病率增高；③ 生命早期能量受限在一定程度上可抑制人体对初始定植微生物的免疫反应，从而可产生菌群耐受；④ 但近年来不受限制的能量获取使该功能受损，反而增加了机体对菌群的炎症反应，形成恶性循环。

Immune-microbe interactions early in life: A determinant of health and disease long term
05-26, doi: 10.1126/science.abk2189

【主编评语】Petter Brodin在Science专刊中发表了生命早期免疫系统发育的综述。他提出的假说认为，免疫系统发育规律受到“祖先”环境的影响，但是新生儿产后接触到的早年及成年期的生活环境与之并不匹配，从而造成免疫-菌群的作用干扰、免疫失调，并最终介导免疫性疾病风险的增加。作者还认为，生命早期能量的摄入在免疫-菌群互作中扮演“双刃剑”，如果能量不受限，会使免疫系统对初始定植的菌群造成强烈的炎症反应；如果能量匮乏，会使儿童免疫功能受损，导致反复感染。因此，需要进一步探索免疫资源分配中的进化机制，实现平衡健康的管理。另外，抗生素管理、促进母乳喂养、配方奶粉改革等手段，可能对减轻免疫紊乱介导的疾病具有重要的作用。（@Epi汪）

Science：皮肤屏障功能离不开皮肤菌群（综述）

Science[IF:47.728]

① 局部（汗腺、角质等）、全身（年龄、激素等）、环境（UV、天气等）和生活方式（饮食、药物等）因素共同促进皮肤菌群的定植和稳定性；② 皮肤菌群影响皮肤屏障功能的多个层面，如微生物、物理、化学以及先天和适应性免疫屏障；③ 皮肤菌群紊乱不仅会导致皮肤过敏和损伤等皮肤疾病，而且会影响其他器官疾病如肠炎、肺炎、疼痛等；④ 研究皮肤菌群的方法主要有不依赖于培养（如宏基因组测序）和依赖于培养（如体内外功能和机制研究）两种方法。

Microbiota and maintenance of skin barrier function
05-26, doi: 10.1126/science.abo0693

【主编评语】皮肤不仅赐予我们美丽的外表，也是抵御外部环境（如抵御毒物、日光和致病性损伤）的保护屏障。其中皮肤菌群对皮肤屏障功能至关重要，它们能对抗病原体、调节免疫反应并强化上皮细胞。Science专刊中发表的这篇综述，介绍了影响皮肤菌群定植的因素，强调了皮肤菌群对皮肤屏障功能的介导作用，讨论了皮肤菌群-宿主互作及其对皮肤和其他器官疾病的影响，并研究如何利用皮肤菌群以预防和治疗皮肤疾病、改善伤口愈合。（@mildbreeze）

Science：“病从口入”——口腔菌群对健康的影响（观点）

Science[IF:47.728]

① 口腔的不同部位存在着组成和结构各异的生物膜，它们适应不同微环境，并参与维持口腔和全身健康；② 口腔菌群失调与口腔炎症互相促进，形成恶性循环，牙龈卟啉单胞菌可影响宿主免疫和炎症反应，在维持炎症生物膜中起关键作用；③ 失调的口腔菌群可能成为条件致病菌的储存库，通过移位到肠道或进入血液等方式，影响宿主远端器官、引起自身免疫和炎症反应，从而促进炎症性肠病、大肠癌、类风湿性关节炎和阿尔茨海默病等疾病；④ 口腔菌群有望成为疾病标志物和治疗靶点。

The effects of oral microbiota on health
05-26, doi: 10.1126/science.abn1890

【主编评语】在Science最新推出的The systemic microbiome专刊中，Kenya Honda团队发表的这篇观点文章，介绍了目前对口腔菌群的研究和认知，重点关注了口腔菌群在健康与疾病中的作用，值得学习、品读。（@mildbreeze）

Science：用菌群调节大脑，开始迈向临床（观点）

Science[IF:47.728]

① 近期的渐冻症（ALS）和自闭症（ASD）研究，已开始将动物模型中发现的机制向临床转化，揭示了疾病中的菌群代谢物-脑轴信号通路，为疾病干预提供新思路；② ALS的病理变化可能是由于缺乏保护性菌群代谢物（烟酰胺），给ALS模型小鼠补充烟酰胺可改善疾病；③ ASD则与有害的菌群相关代谢物4-EPS升高有关，4-EPS可影响大脑的少突胶质细胞和髓鞘形成，从而促进焦虑样行为，而口服吸附剂药物以降低4-EPS水平，在ASD小鼠和患儿中都有改善效果。

Modulating brain function with microbiota
05-26, doi: 10.1126/science.abo4220

【主编评语】肠-脑轴一直是菌群领域的研究热点，Science专刊中发表的这篇观点文章对近期的3项重要研究（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1059816439）（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1078719151）（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1080881417）进行了回顾，一窥菌群代谢物-脑轴的机制研究在脑疾病临床转化方面的巨大潜力。（@mildbreeze）

Science：如何推动人类中的菌群-脑轴因果研究（观点）

Science[IF:47.728]

① 动物研究为菌群对大脑疾病的影响提供了重要证据和可供检验的假说；② 由于菌群的多样性和动态性，以及影响菌群的因素的复杂性，人类中的因果性研究还比较滞后；③ 为推动人类研究，需开展大型的长期队列研究，充分考虑生活方式、基因-环境互作等的影响，使用准确的对照，明确何为正常/健康的肠道菌群，确定因果方向；④ 肠道菌群可能是复杂疾病的组成部分，不健康的菌群本身可能不会致病，而是削弱宿主在遗传缺陷和各种应激源下的恢复力，从而增加疾病风险。

Microbiota–brain axis: Context and causality
05-26, doi: 10.1126/science.abo4442

【主编评语】Science专刊中的这篇观点文章认为，目前的菌群-脑轴研究在动物研究上已经取得了很多支持因果性的证据，但人类中的因果性研究还比较缺乏。文章重点讨论了如何推进人类中的菌群-脑轴研究从关联迈向因果。（@mildbreeze）

肠道菌群预测低能量饮食的减重效果

Genome Medicine[IF:11.117]

① 对211名超重的糖尿病前期成人进行为期8周的低能量饮食全代餐干预，另外最多可食用400克蔬菜，平均每日共摄入约1000kcal，干预结束时参与者平均减轻11.5%体重和22%总体脂；② 干预前后，肠道菌群丰度和多样性增加，与代谢改善有关的一些菌属如AKK菌相对丰度增加，而双歧杆菌属等菌减少，肠道菌群的丁酸生产能力降低；③ 肠道菌群组成和预测性功能的变化与体重减轻显著相关，基线肠道菌群特征能够解释约25%的总脂肪变化的变异度。

Gut microbiota predicts body fat change following a low-energy diet: a PREVIEW intervention study
05-23, doi: 10.1186/s13073-022-01053-7

【主编评语】低能量饮食（LED）如商业配方食品，提供800至1200千卡/天，可用于帮助减肥。近期发表于Genome Medicine的一项研究表明超重的糖尿病前期患者的肠道菌群受到LED干预的显著影响，并与总脂肪和体重的变化相关，基线肠道菌群是总脂肪变化的有力预测指标。值得注意的是，许多研究认为丁酸是有益的肠道代谢产物，而本研究的低能量饮食干预后双歧杆菌和其他几种产生丁酸的细菌减少，是因为LED缺乏难消化性多糖。注：本研究的低能量饮食代餐食品的蛋白质、碳水化合物和脂肪的供能比为44%、41%和15%，一日代餐供能约810kcal。（@临床营养陈彬林）

张晨虹、袁慧娟等：降糖药恩格列净改善心血管，或与菌群和代谢物有关

Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism[IF:5.958]

① 纳入76名尚未经药物治疗的患有2型糖尿病同时存在CVD危险因素的患者，将他们分配至恩格列净或二甲双胍治疗；② 两组患者的HbA1c和葡萄糖代谢都有显著且相似改善，但只有恩格列净改善了CVD相关危险因素如血压；③ 恩格列净增加了血浆代谢物如鞘磷脂的水平，但降低了甘氨鹅脱氧胆酸、顺乌头酸和尿酸的水平，同时恩格列净上调了短链脂肪酸产生菌如罗斯氏菌属、真杆菌属和粪杆菌属的水平，降低了埃希氏菌-志贺氏菌属等有害菌丰度。

Cardiovascular Benefits of Empagliflozin Are Associated With Gut Microbiota and Plasma Metabolites in Type 2 Diabetes
04-09, doi: 10.1210/clinem/dgac210

【主编评语】恩格列净（Empaglifozin）是钠-葡萄糖共转运蛋白2 （SGLT2）的选择性抑制剂，通过抑制肾脏近端小管对葡萄糖的重吸收及促进尿糖排泄，来降低2型糖尿病患者的高血糖。已有报道发现恩格列净对2型糖尿病（T2DM）患者有心血管保护作用，但是机制还不明。近期河南省人民医院内分泌科袁慧娟作为通讯作者，河南省人民医院邓欣如和上海交通大学张晨虹等作为共同第一作者，在Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism发表的一篇研究发现，恩格列净（10 mg/d）相比二甲双胍（1700 mg/d）对于有心血管疾病风险的T2DM患者，可能是一种更好的初始治疗方法，其对心血管的益处可能与肠道菌群和血浆代谢物的改变有关。（@临床营养陈彬林）

张发明团队：中国菌群移植平台证据改变医学实践

Microbial Biotechnology[IF:5.813]

① 中国菌群移植平台（CMTS）供体筛选合格率为3.1%；② 洗涤菌群移植（WMT）方法提出计量标准：治疗儿童到成人的单次剂量为1-5个单位，1单位含1.0×10^13个细菌；③ 结肠途径经内镜肠道植管术（TET）作为新的移植途径，可实现重复给药、肠内营养、胃肠减压引流和动态采集标本等；④ 本研究强调重点关注肠屏障受损人群的短期不良事件发生率，溃疡性结肠炎是检验菌群移植安全性的理想模型。

Washed preparation of faecal microbiota changes the transplantation related safety, quantitative method and delivery
05-16, doi: 10.1111/1751-7915.14074

【主编评语】粪菌移植（FMT）的安全性、定量方法和给药方式在不同国家的临床实践中有很大差异。南京医科大学第二附属医院张发明团队近期在Microbial Biotechnology发表研究，对中国菌群移植平台的数据进行分析，报告了FMT的方法学发展，以改进定量方法、安全性、移植途径和相关临床决策。（@mildbreeze）

感谢本期日报的创作者：solo，Epi汪，圆圈儿，mildbreeze，临床营养陈彬林，李倩倩

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