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谷禾健康
编辑
近日，谷禾临床营养检测评估技术中心正式揭牌。首都医科大学交叉学科研究院院长徐晓民，谷禾信息技术有限公司创始人兼总经理金谷雷出席仪式并揭牌。
为了更好地贯彻落实党中央国务院关于《健康中国2030指导意见》、《 “十四五”国民健康规划的通知》、《国民营养计划(2017—2030年)》等重要文件精神，完善临床营养支持体系，加强营养筛查评估，该中心旨在为临床营养检测和评估搭建一个平台，利用高通量测序和大数据机器学习等相关技术，专注于临床营养检测，为院内营养康复、院外长期营养追踪及持续精准化康复管理提供技术支持。
在揭牌仪式上，首都医科大学交叉学科研究院院长徐晓民发表了热情洋溢的讲话。他表示，临床营养检测评估技术中心的成立，标志着医院在临床营养管理方面迈出了坚实的一步。该中心将致力于将营养检测评估更加具体化、实像化，拓宽肠道菌群检测应用场景，突破传统营养检测中量表和生物标志物局限，为临床诊疗提供更有价值的数据支持。
院长强调，营养检测中心将与临床各科室、疾病领域深度融合，为患者制定更加个性化的营养干预方案，为临床医生调整治疗方案提供坚实的基础。同时，他也高度肯定了与谷禾的深度合作，相信携手共进，必将推动临床营养事业不断前行。
作为医院营养管理的重要平台，临床营养检测评估技术中心的成立，必将为患者带来更优质的营养管理服务，助力医院在临床营养领域不断探索创新，为广大患者谋求更好的健康福祉。
传统营养不良是指因营养素摄入与需求失衡，主要关注营养素摄入异常所导致的结果，包括营养过剩、营养不足以及维生素和矿物质等微量营养素的缺乏。
近年来，循证医学和精准医学的迅速发展，给临床营养的实践和研究带来新的机遇和挑战，而临床营养理念的革新将是临床营养新发展的核心驱动力。
欧美营养学会把营养底物失衡，造成人体形态，机体功能和临床结局产生可观察不良影响的一种状态定义为营养不良，重点关注机体组成变化及临床预后的影响。
营养风险/营养不良是影响患者预后的关键问题。然而，目前营养支持治疗比例较低，临床医师缺乏能够使用的准确、便捷的营养评估手段。
营养状况评价是对患者的营养调查结果进行综合分析并判断的过程。通常包括膳食调查、人体测量、临床检查、实验室检查和综合评价。
营养与肠道菌群关系密切
肠道菌群在人体营养代谢中发挥着重要作用。它们能够参与碳水化合物、蛋白质、脂肪等大分子营养的代谢，产生多种代谢产物，如短链脂肪酸等，为宿主提供能量支持。同时，菌群还能影响机体对微量营养素的吸收利用。
人体肠道菌群的组成和多样性受饮食营养的影响，不同的膳食营养结构会选择性地促进某些菌群的生长。
肠道菌群失衡会增加机体代谢紊乱的风险，导致营养吸收利用障碍，进而引发肥胖、2型糖尿病、心血管疾病等代谢性疾病。同时，肠道菌群紊乱也与肠道营养吸收不良、肠道炎症等相关疾病的发生发展密切相关。
肠道菌群和临床营养的结合
随着对肠道菌群与营养代谢关系认识的逐步深入，临床营养管理开始融入肠道菌群调控的新思路。
具体来说，可以针对住院患者开展全面的营养评估和监测。通过采集住院患者的粪便样本，进行肠道菌群检测分析，出具检测结果报告。患者出院后，可以随身携带采样盒，在家也能取样，同样可以获得检测报告。这样既能获得住院期间的基线数据，又能对出院后的营养状况进行长期跟踪。通过比较同一患者治疗前后的菌群变化情况，可以反映其营养代谢的变化趋势。
在此基础上，可以建立肠道菌群-营养的数据库，为精准的营养干预提供参考依据。通过监测—干预—再监测—调整的循环，持续优化患者的营养状况，营养状况直接关系到疾病发展，通过这种方式可以帮助患者实现更好的康复和健康管理，提高生活质量和预后效果。
这种结合肠道菌群的临床营养管理模式，正是目前国内外共同探索的新方向，将为临床营养管理提供更精细化、智能化的路径。
随着《“十四五”国民健康规划》，《健康中国2030指导意见》等政策出台，为共同推进健康中国建设和人口高质量发展， “一老一小”的健康管理也在逐步受到重点关注。需加强对儿童青少年肥胖、心理行为发育异常等风险因素和疾病的筛查、诊断和干预；强化老年预防保健，提升老年医疗和康复护理服务水平。
儿童
儿童阶段是生长发育快速的时期。儿童及青少年精神发育问题事关我国人口的高质量发展，近年来儿童抑郁症、自闭症等精神发育障碍谱系疾病越来越多，严重影响儿童及青少年身心健康，也给广大学生家长带来极大负担，这是一个新时期严重的公共卫生问题。
观察性研究报告了营养不良儿童肠道微生物组的变化，而临床前研究表明，这可能引发肠病，改变宿主代谢，并破坏免疫介导的针对肠道病原体的抵抗力，这些都会导致早期生命生长不良。维生素等微量元素在神经系统的正常功能、儿童精神神经发育等关键环节中也扮演着重要的角色。
doi.org/10.1146/annurev-nutr-061121-091234
针对肠道菌群和微量元素在儿童精神障碍发生发展过程中的作用，建立疾病筛查工具，可以为儿童精神障碍的早期筛查提供新的生物标志物和治疗途径，为精神障碍的预防和干预提供科学依据。
老年
老年人群随增龄身体和器官功能会逐渐下降，而在下降的同时，体内营养物质也会大量的流失，且常因患有高血压、糖尿病、心脑血管疾病等慢性疾病而掩盖了营养不良，导致老年患者成为营养不良的高危人群。
尤其住院患者存在营养风险或营养不良会使感染性并发症的发生，导致诸多不良临床结局，如延长住院时间、增加并发症发生率和死亡率、增加医疗花费、降低生命质量等。
超过40%的入院患者存在营养风险，而出院时营养风险更高，住院患者非常需要营养评估与支持，这与患者的预后、康复、防复发等有着紧密联系。
而合理的营养支持能显著改善这些状况。
肠道菌群与衰老相关的变化与认知能力下降、肌肉质量下降、骨质减少、皮肤稳态、血管老化、免疫衰老、代谢改变、肺和肝功能下降等密切相关。同时这些身体机能的衰退也往往伴随着心理健康的变化。
DOI: 10.14336/AD.2024.0331
在患有某些疾病的人群中，肠道菌群的改变可能与营养摄入及代谢异常有关。例如，在心脑血管疾病、肠道疾病、肥胖症等患者中，肠道菌群的失衡往往伴随着营养不良或代谢异常。通过调整肠道菌群的组成和功能，可以改善营养吸收的效率，促进康复和治疗效果。
《国民营养计划(2017-2030年)》中指出：要提高住院病人营养筛查率和营养不良住院病人的营养治疗比例，其目的就是减少因营养问题造成的不良临床结局。
然而适合围手术期老年患者营养筛查和评估的工具尚未统一，在一定程度上阻碍了老年患者的康复治疗进程，成为医患关注的热点。
鉴于相关政策支持，从以上实际临床应用的相关需求出发，为了更好地评估和管理患者的营养状况，谷禾成立了临床营养检测评估技术中心。
临床医生在利用SGA、NRS2002、MNA等量表进行常规营养评估的同时，如果能通过菌群检测技术获取患者更加全面、精准的营养状况，则可以多维度地判别有助于制定个性化的营养干预方案，提升康复效果。
因此，开发操作简便、符合临床习惯、方便临床医师快速筛查患者营养问题的营养评估体系，显得尤为必要。
谷禾临床营养检测中心能做什么？
谷禾临床营养检测中心的成立，主要着眼于利用肠道菌群检测技术，为临床营养评估和干预提供依据。
具体来说，针对某些特定的病理人群，如肠道疾病、心脑血管疾病、营养不良、神经系统疾病、代谢类疾病等患者，进行肠道菌群与营养状况的关联分析，验证其在临床应用中的有效性。然后从病例人群扩大到一般人群的大人群验证。
谷禾通过大规模的病例收集和数据分析，建立更加全面的肠道菌群—营养数据库，为临床营养管理提供更为有效的参考依据，帮助提高住院病人营养筛查率，从而提高营养不良住院病人的营养治疗比例。
谷禾临床营养检测中心将尊重临床医生的需求，符合临床现有习惯，结合临床现有的手段，为病人进行一个全面的，有针对性的营养评估服务，为康养提供更有力的支持。
目前，我们已经初步走过了医院病理人群的一些营养验证，这为我们更好地了解营养状况提供了重要基础。
为了让临床营养检测面向更多人群，需要在大人群水平上进行一个验证，基于此，农工党携手首科与谷禾，选择湖北宜昌和山东禹城进行的营养检测试点，对当地居民开展大规模样本的筛查和长期人群营养追踪，探索建立一套科学有效的营养评估模式，通过菌群看营养。
山东省是国家医养结合示范省，禹城市十里望回族镇、房寺镇是山东省首批省级医养结合示范乡镇（街道）。禹城市，也被称为“中国功能糖城”。
注：禹城的生物产业起步于上世纪90年代。1997年初 ，经过科研人员一年多的攻克，中国第一条低聚糖生产线建成投产。同年10月份，保龄宝生物开发有限公司成立。
禹城这座小城市除了上市公司保龄宝外，还有山东龙力、山东福田等多个功能糖龙头企业，功能糖的销量占据了全国的75%。如今，中国是全球最大的人工合成甜味剂生产国及出口国，而山东则是中国的“糖省”。
目前禹城功能糖产销量已占到国内市场的80%，国际市场的35%，广泛应用于食品、医学、保健品等行业，目前聚集功能糖生产销售企业35家，其中高新技术企业10家，上市公司2家。
湖北宜昌市是国家医养结合示范市，在医疗养老服务方面具有丰富的实践经验，积极探索医疗、养老、康复、护理等多方位融合的服务模式。同时，宜昌也有非常深厚的营养工业基底，从天然食材到特色营养品，宜昌都有着丰富的产业资源和技术积累，这为当地医养结合事业的发展提供了良好的营养保障。
从山东禹城到湖北宜昌，从县级市到地级市，从人口40万到 400 万，尽管规模不同，但不管是从临床还是从老年、儿童青少年，都会涵盖三甲医院相关科室、社区卫生服务中心，配合教体局相关工作，用菌群检测评估营养，从而形成县域/市域紧密型医共体，通过开展菌群检测评估等手段，了解居民的营养状况，在临床营养方面进行创新探索，为人民群众提供更加全方位、优质的健康服务。
谷禾肠道菌群检测助力临床营养
儿童青少年健康发展事关中国人口高质量发展，儿童营养状况需要得到更多关注和重视，谷禾临床营养检测中心拟联合相关权威机构与教体局共同针对试点地区6~18岁在校学生开展精神发育及营养情况筛查和进行相应干预，并建立“学生营养监测平台”。
同时，也协助民政局对老年人营养情况进行普查，建立“老年营养监测大数据平台”，提高老年人营养水平、降低老年人营养不良率和营养风险率。同时，利用试点地区独特的地理环境和资源优势，可考虑食品生产企业联合开发老年人营养食品、营养补充剂等，从供给侧进一步提高其医养结合服务能力。
谷禾健康成立于2012年，在此之前，已经积累了包括儿童青少年、老年等群体的大量菌群数据，这些宝贵的数据资源及探索经验，为我们后续开展大规模的营养健康筛查奠定了坚实的技术基础。
通过这些前期的临床验证和大规模人群验证，谷禾肠道菌群检测技术也将日趋精准和成熟。这有助于我们更好地评估不同人群的营养状况，为制定个性化的干预措施提供重要依据。
未来，谷禾也将持续优化和完善自身的技术体系，为大规模营养健康筛查提供更加精准可靠的支持。同时，我们也将积极与相关专业机构开展合作，通过资源整合、经验交流等方式，共同推动临床营养健康服务的创新发展。
谷禾健康
谷禾最新宏基因组精准检测报告
谷禾利用16srRNA高通量测序技术，在肠道菌群检测方面已经深耕十多年，积累了丰富的经验和海量数据。
16s rRNA测序技术是一种基于细菌16s rRNA基因的微生物鉴定方法，可以快速、准确地分析肠道菌群的组成和多样性，是目前肠道菌群研究广泛使用的一种方法。
在此基础上，谷禾最新又推出肠道微生态宏基因组精准检测报告。
什么是宏基因组？
宏基因组测序也就是shotgun测序，以环境中所有微生物基因组为研究对象，通过对环境样品中的全基因组DNA进行高通量测序，获得单个样品的饱和数据量，基于denovo组装进行微生物群结构多样性，深度全面的了解微生物群体的构成，甚至获得单个菌株的完整基因组。
宏基因组检测的优缺点
优点：
宏基因组可以更加精细化开展其基因构成、分布，次生代谢合成，抗生素耐药基因及其演化，微生物群体基因组成及功能等分析。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
缺点：
总的来说，宏基因组测序仍存在技术瓶颈和生物学解释的局限性。然而，针对某些特殊情况研究需要，宏基因组测序也是一种有用的微生物组学研究工具。
特殊应用场景
对于一些复杂的多菌种感染，宏基因组能够更精细化鉴定感染菌群的构成，为临床辅助诊疗提供依据。
与传统方法相比，宏基因组学诊断真菌感染的敏感性和特异性更高，适用于一些真菌感染疾病。也可能鉴定出可疑的新病原体，为后续的病原学研究、药物和疫苗开发奠定基础。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
谷禾数据库构建
肠道菌群在人体健康和疾病中扮演着重要角色，因此构建一个完善的肠道菌群宏基因组数据库对于研究人体菌群的组成和功能具有重要意义。
宏基因组数据库的物种涵盖范围和菌株构成，直接影响着宏基因组物种鉴定分类的准确性和分类精度。
在选择合适的算法方面也是至关重要的，谷禾整合了最新的NCBI refseq数据库中包含所有细菌、病毒、真菌和寄生虫等微生物物种信息。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
接下来，我们结合谷禾宏基因组精准检测报告中的一些重要模块，包括不同微生物的相对丰度、抗生素耐药、毒力基因等重要信息，更全面的了解宏基因组精准检测报告，包括其在个性化的健康管理和治疗方案制定方面的潜力。
核心菌属
我们将在90%人群检出，人群平均丰度1%以上的菌属为核心菌属，属于人体肠道菌群中最常见和主要的菌属。核心菌属及有益菌累加占总肠道菌群比例低于60%的可能出现肠道菌群紊乱。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
有益菌
肠道内的有益菌能够调节肠道内生态平衡，促进人体健康，如双歧杆菌和乳酸杆菌，保持肠道菌群的平衡对于全面提升整体健康水平至关重要。
对于肠道菌群多样性降低、有益菌减少的肠道疾病患者，可根据其菌群特征，定制个性化的益生菌组合，精准调控肠道菌群。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
有害菌
了解与疾病相关的有害菌，为辅助诊断和治疗提供依据。例如，对于肠道菌群失衡、有害菌明显增多的患者，可根据其菌群特征，结合其已有的症状，采取个性化的饮食、益生菌、靶向抗菌等综合干预措施，精准调控干预，恢复菌群平衡。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
机会致病菌
机会致病菌在肠道内广泛分布，是正常肠道菌群的一部分，但当这类菌过多或免疫力下降时有可能会引发疾病，如大肠埃希氏菌。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
抗生素耐药
宏基因组对抗生素耐药研究也有意义，可以加深对耐药机制的认识，为临床上抗生素干预的选择提供帮助。
分析耐药基因
宏基因组测序可获得细菌群体的全部基因组信息，通过序列比对和功能注释，可鉴定出各种已知和新型耐药基因，全面评估耐药基因的种类和数量。例如，在人体肠道宏基因组中发现了大量β-内酰胺酶等耐药基因。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
追踪耐药基因的传播途径
通过比较不同环境(如土壤、水体、动物和人体)中耐药基因的分布情况，可推测耐药基因的来源和传播途径。
辅助指导耐药风险评估和防控策略
宏基因组学评估环境和宿主中耐药基因的分布特点，识别高风险区域和人群，为制定针对性的监测和干预措施提供依据。
毒力基因
宏基因组检测技术在病原微生物毒力基因研究中具有独特优势，可在基因组水平系统分析其毒力基因组成及调控网络，加深对致病机理的理解。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
以上是谷禾宏基因组精准检测报告的一些节选，其全面、精准、个性化分析肠道菌群的组成和功能，可帮助评估菌群失衡的风险和预后，为个性化诊疗和健康管理提供科学依据。
谷禾健康
自闭症谱系障碍 (ASD) 是一组神经发育疾病，其特征是社交互动和沟通的质量障碍、兴趣受限以及重复和刻板行为。
环境因素在自闭症中发挥重要作用，多项研究以及谷禾队列研究文章表明肠道微生物对于自闭症的发生和发展以及存在明显的菌群和代谢物的生物标志物。
doi: 10.1136/gutjnl-2021-325115.
尽管环境因素在自闭症中发挥重要作用，但几乎没有确凿的证据将饮食与疾病的发生和进展联系起来。然而，最近关于饮食如何塑造肠道-大脑轴的研究可能会为环境对疾病机制的影响提供新的见解，并提出至少通过饮食改善某些自闭症谱系障碍症状的可能性。
此外，在谷禾检测实践过程中，也发现部分自闭症儿童的消化功能，以及饮食营养存在问题，主要集中表现为挑食，消化不良等。
doi: 10.1136/gutjnl-2021-325115.
本文参考以往相关研究性文章，详细讨论饮食和肠道微生物群-肠-脑轴如何影响自闭症，主要概述肠道微生物群对分子代谢（各类氨基酸、γ-氨基丁酸、不饱和脂肪酸、短链脂肪酸、胆固醇、丁酸盐、乙酸盐、N-乙酰天冬氨酸、多酚等）和与自闭症发病和进展相关的酶（二糖酶、己糖转运蛋白和单羧酸转运蛋白等）。还回顾了饮食模式、益生菌和肠道微生物群在大脑发育中的作用及与自闭症的关联，这些都为自闭症的干预策略提供了重要的理论支持。
自闭症谱系障碍 (ASD) 是一组神经发育疾病，一般在 3 岁之前发病，其特征是社交互动和沟通的质量障碍、兴趣受限以及重复和刻板行为。
直到几十年前，自闭症谱系障碍还被认为相当罕见，但自 20 世纪 80 年代以来，全世界自闭症谱系障碍快速增加，这给自闭症谱系障碍患者的家庭和整个社会带来了重大的后果。
目前在临床上自闭症谱系障碍的诊断仍然是根据行为来定义的，通过详细的发展史、父母对孩子日常行为的描述以及对孩子的社交互动方式以及沟通和智力功能的直接评估。
一个重要问题让人对自闭症表型发病机制的理解变得更加复杂，简而言之，自闭症谱系障碍的发病和表现远非同质：
此外，除了核心症状之外，这些儿童通常还表现出一系列其他相关特征，例如：
doi: 10.1136/gutjnl-2021-325115.
饮 食
人体必需氨基酸必须由食物供给，喂养可能代表环境因素和神经生物学因素之间的桥梁，因此可能在导致疾病表型的途径中发挥作用。从临床经验和文献中都知道，自闭症儿童往往与喂养和饮食态度有特殊的关系。
部分自闭症儿童可能有进食困难及胃肠道症状，对食物的味道和颜色非常挑剔。因此，自闭症儿童必需氨基酸 (赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、组氨酸) 减少，可能部分是由于食物摄入不足或饮食习惯不良所致。
非常有限的饮食可能会使任何儿童面临营养缺乏和发育不良的风险，包括大脑发育。
遗 传
强有力的证据支持遗传因素对自闭症和相关疾病的疾病风险有影响。
然而，与自闭症风险有关的许多不同基因编码参与各种生理过程的各种不同蛋白质，包括大脑发育和功能、神经递质受体或转运蛋白、细胞粘附/屏障功能蛋白、免疫相关蛋白、参与胆固醇代谢或运输的蛋白质，以及影响线粒体功能的蛋白质。
近期，发表在《Cell》的一项研究对一个出生队列进行了 20多年的跟踪，详细的早期纵向问卷记录了感染和抗生素事件、压力、产前因素、家族史等饮食，在随访的 16,440 名瑞典儿童中，1,197 名患上神经发育障碍。下面一些有关自闭症风险的研究数据出自该文章：
家族病史
环 境
并非所有携带这些特定突变的个体都会患自闭症谱系障碍。最近的一项同卵双胞胎研究强调，环境因素可能解释了他们患自闭症谱系障碍相对风险的 55%，环境因素为自闭症谱系障碍型症状的出现提供了选择性压力，这些症状从各种不同的症状中出现。各种易诱发的遗传异常，结合起来会引起明显的疾病。
重大生活事件
化学物质暴露
早期感染和抗生素
儿童早期（出生至 5 岁）感染与自闭症风险增加显著相关，最显著的是第一年内中耳炎和反复湿疹。
微生物组
胃肠道症状长期以来表明，肠道和大脑之间存在着紧密联系，即”肠-脑轴”。
——胃肠道问题
在未来患有神经发育障碍的儿童中，早期胃肠道问题明显，情绪问题程度较轻。
——肠道菌群
肠道细菌可能在自闭症病理生理学中发挥一定作用。事实上，各种研究表明肠道微生物群在自闭症中发生了改变， 尽管文献中对于参与其中可能发挥作用的细菌几乎没有达成一致。
肠道细菌及其代谢产物不仅影响肠道功能和饱腹感，还可能与情绪、认知、行为、抑郁以及大脑发育等方面有关。
饮食在塑造哺乳动物代谢通量（包括神经化学物质的通量）以及塑造肠道微生物群及其活动方面具有重要作用。
例如，纤维和益生元尤其支持有益的糖分解肠道微生物群，其特征是双歧杆菌和乳酸菌的相对丰度增加以及短链脂肪酸 (SCFA) 的产生。来自水果、谷物和蔬菜等全植物食品的多酚也会影响肠道微生物群组成、免疫功能，充当抗氧化剂，防止大脑炎症并改善血脑屏障 (BBB) 功能。
Kieran M. Tuohy, et al.,Diet and the Gut Microbiota,2015,225-245
接下来我们着重就微生物组这方面，详细探讨肠道微生物群如何在自闭症的发展中起作用，以及相关的最新研究进展。
肠-脑轴作为外部环境与人类大脑之间的沟通通路，在体内有重要的“内部”通道——人类肠道微生物群。许多营养物质和摄入的化学物质必须经过这些通道，转化为生物可利用和活跃的中间产物，然后通过肝门静脉被吸收并在全身分布。
许多对大脑重要的化学物质也由肠道微生物群在肠道中产生，包括色氨酸、多巴胺、血清素、GABA、β-羟基丁酸、胆碱、牛磺酸、乙酸盐、琥珀酸、乳酸、乙酰辅酶A、肌酐、甜菜碱、谷氨酸、谷氨酰胺、对甲酚、反式吲哚丙烯酸甘氨、脂肪酸和马尿酸。
一些其他化学物质可能由细菌（例如在消化和发酵过程中）调节，或者是细菌成分，如革兰氏阴性细菌细胞壁的组成部分脂多糖（LPS），它可剂量依赖性地减少人类肠道细胞对血清素的吸收，并在外周和大脑引发炎症，影响大脑功能。
神经递质：GABA、血清素
最近有研究表明，神经递质GABA在自闭症谱系障碍神经元发育中可能起作用，尤其是考虑到它在婴儿期从神经递质兴奋剂到抑制剂的转变。
另一种神经递质，血清素（5-羟色胺，5-HT），也被怀疑在自闭症中起作用。自闭症患者的血液中，血清素和 GABA 水平均发生了变化。有趣的是，这两种神经递质都是由氨基酸代谢产生的，分别是色氨酸和谷氨酸。
肠道代谢物是否直接影响大脑的神经发育？
取决于它们是否能够穿过血脑屏障（BBB）。
比如说，肠道细菌可以产生GABA，这个 GABA 可能会影响到肠道神经系统的工作，或者改变血液中 GABA 的含量。但是，在正常健康的情况下，肠道产生的 GABA 是不能直接穿过”血脑屏障”进入大脑的。
反之，乙酸盐作为肠道微生物群发酵碳水化合物的主要终产物和哺乳动物细胞胆固醇生物合成的底物，可以迅速通过血脑屏障。
然而，血脑屏障可能会因氧化或炎症压力等原因受到损伤，与胃肠道屏障类似出现“漏”，允许不需要的化学物质进入大脑。在自闭症患者中血脑屏障受到损伤。
为什么说肠道菌群可用于区分自闭症与非自闭症？
研究表明，肠道微生物群在影响自闭症谱系障碍(ASD)代谢产物谱和生理参数的过程中起着重要作用。
首先，自闭症患者的肠道微生物群与健康对照组或非自闭症的兄弟姐妹有显著差异，显示出异常的肠道微生物组成和活动是自闭症的一个特征。
研究报告显示，自闭症群体与非自闭症对照组之间在拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门和放线菌门的组成上存在差异。
前面提到的发表在《Cell》大队列的自闭症儿童研究，在 11.9 ± 2.9 个月时采集了 1,748 名婴儿的粪便样本，将所有可用的对照与未来的神经发育障碍进行比较，然后匹配风险因素和微生物组多样性混杂因素。
doi.org/10.1016/j.cell.2024.02.035
在未来的神经发育障碍中，下列菌群丰度较高：
在我们的GUT队列里，也发现自闭症儿童这个菌的Veillonella显著富集。
doi: 10.1136/gutjnl-2021-325115.
注：Veillonella是一种革兰氏阴性的厌氧球菌，正常情况下通常存在于人体口腔和胃肠道中。该菌以其乳酸发酵能力而闻名，能代谢乳酸产生丙酸、CO2和H2。
下列菌群始终较少富集：
这些菌属具有抗炎、维护肠道屏障、产生短链脂肪酸等有益作用，其减少可能导致肠道功能紊乱和免疫失调。
Akkermansia muciniphila在后来被诊断患有自闭症或自闭症-多动症合并的婴儿中不存在，并且与儿童早期的胃肠道和情绪症状呈负相关。
Akkermansia muciniphila促进粘蛋白并产生叶酸，丙酸和乙酸；以增强肠细胞单层完整性和强化受损的肠道屏障而闻名；并具有免疫调节特性。
doi.org/10.1016/j.cell.2024.02.035
特定菌群：
与对照组（21.7%）相比，两种Klebsiella michiganensis菌株(HCXXMCOL0180 和 HCXXMCOL0513)在自闭症儿童中更普遍（43.6%），携带这两种菌株的婴儿日后患自闭症的风险更高。
携带这两种菌株的对照组婴儿抗生素使用频率更高(27.1%)，提示抗生素暴露可能促进了这些菌株的定植。
性别和诊断年龄影响：
菌群自闭症男童的肠道菌群组成可能因诊断年龄不同而异，如晚期诊断与Akkermansia muciniphila丰度增加相关，而这种模式在女童中并不明显，女童中一些Bacteroides菌株丰度升高。
而早期诊断男童，Enterobacteriaceae科一些菌属如Enterobacter、 Klebsiella丰度升高。
这提示自闭症的肠道菌群变化可能具有性别特异性，且随年龄和病程进展而动态变化。
代谢物异常与菌群相关：
粪便代谢组学分析显示，自闭症儿童的某些代谢物如酪氨酸、色氨酸(儿茶酚胺、血清素前体)、精氨酸、赖氨酸等氨基酸，亚油酸等脂肪酸以及维生素B6等水平异常。
注：关于氨基酸，脂肪酸等详细介绍与自闭症的关联详见后面章节。
精氨酸水平与Roseburia、Coprococcus、Akkermansia丰度呈正相关，提示菌群失调可能影响宿主氨基酸代谢。
色氨酸代谢产物：吲哚-3-乙酸盐(AhR激动剂)在自闭症组中升高，且与Ruminococcaceae和Lachnospiraceae科菌属丰度正相关。
其他的一些与自闭症相关菌群的研究结果：
多样性降低
一些菌群减少，包括：
一些菌群增多，包括：
下列菌群可作为3-6岁有胃肠道症状儿童自闭症的可靠生物标志物：
菌群代谢产物LPS→慢性炎症→血脑屏障损伤
研究表明，细菌脂多糖(LPS)会引发慢性低度系统性炎症或“代谢性内毒素血症”，在动物模型中，这被证明会损害包括血脑屏障(BBB)在内的屏障功能。实际上，出生期暴露于LPS引发的系统性炎症的小鼠表现出永久性的血脑屏障损伤和渗透性增加，且在青少年和成年期表现出行为改变。对自闭症患者而言，血脑屏障功能的永久性损害将只会加剧肠道微生物及异常代谢产物输出所带来的病理后果。
母亲妊娠期：LPS诱导的系统性炎症如何影响孩子神经发育，增加自闭症风险?
妊娠期由LPS诱导的系统性炎症可以改变后代的神经发育和脑功能。自闭症中的这种先天性或细胞介导的炎症反应，可能会因获得性免疫系统中明显的自身免疫成分而加剧。由系统性炎症或母体自身免疫疾病触发的自身抗体在妊娠期间产生，现在被怀疑在胎儿异常神经发育和受损的血脑屏障发展中起作用，并影响婴儿期的大脑功能，包括增加自闭症的风险。
肠道菌群失调诱导产生自身抗体，影响神经系统发育
在自闭症患者中，对叶酸、血清素和GABA受体的自身抗体水平，以及一些重要的免疫相关酶如转谷氨酰胺酶2的抗体水平也有所升高。尽管自身抗体生成的分子触发机制尚不完全了解，但有一个可能性是，对关键代谢物如神经递质受体的自身抗体可能是在血液中异常代谢物浓度、早期生活中的不当免疫教育或由肠道细菌模拟引导下由免疫系统产生的。
这样的“代谢组-炎症组”调控网络也在其他自身免疫性疾病中出现，包括1型糖尿病和炎症性肠病(IBD)，并且似乎与肠道微生物群密切相关。
氨基酸代谢在神经传递相关代谢物的生物合成中扮演着重要角色，长期以来被怀疑在自闭症谱系障碍中发挥作用。
血液分析氨基酸变化
Glu:Gln比率升高
有许多研究报告称，自闭症患者的血液中谷氨酸与谷氨酰胺（Glu:Gln）的比率升高。
将谷氨酸转化为谷氨酰胺是大脑中处理氨废物的主要方式，这对于避免氨中毒和在突触中谷氨酸的过度积累以减少兴奋性毒性非常关键。因此，血液中Glu:Gln比率的升高可能表明自闭症患者大脑中的氨解毒和谷氨酸循环发自闭症生了变化，这会影响行为。
注：低纤维高蛋白饮食可能会使这种氨中毒恶化，因为这样的饮食会导致肠道中的蛋白水解微生物群发酵氨基酸，从而增加系统性氨贡献。饮食中氨基酸的微生物分解会影响哺乳动物体内氨基酸的可用性和循环，也可能产生生物活性化合物，如短链脂肪酸、支链脂肪酸和生物胺。
蛋氨酸
一项包括87项研究的自闭症氧化应激生物标志物的汇总荟萃分析发现，参与甲基化循环和硫酸盐转移途径的几种代谢物异常。
蛋氨酸在硫酸盐转移途径中利用半胱氨酸合成，该途径连接蛋氨酸和谷胱甘肽的生物合成，蛋氨酸显著降低(p < 0.001)，异常甲基化会增加自闭症谱系症状的风险 。
瓜氨酸
有研究发现，自闭症儿童的瓜氨酸水平与刻板行为（ADOS-2 上的 RRB 评分）之间存在正相关，且具有统计学意义。瓜氨酸和氨的累积暴露是经典瓜氨酸血症(精氨琥珀酸合成酶缺乏症)患者认知功能较差的最可靠标志。
尿液代谢物分析氨基酸变化
色氨酸
色氨酸因与自闭症症状相关而闻名，它是血清素 (5-HT) 的前体，血清素是一种抑制性单胺类神经递质，一些研究报告色氨酸水平升高，而另一些研究报告色氨酸水平降低 。
关于色氨酸，详见我们之前的文章：
苏氨酸
有研究发现，自闭症组男孩的苏氨酸含量明显高于对照组男孩。5 岁以下自闭症儿童的尿液苏氨酸含量高于 5 岁以上儿童。苏氨酸属于天冬氨酸家族，是一种蛋白质氨基酸，其分解产生乙酰胆碱酯酶 A 和甘氨酸，促进各种生理过程和整体身体稳态 ，它也可以通过影响色氨酸进入大脑，间接影响5-羟色胺的合成。
脯氨酸
有研究发现，5 岁以下自闭症儿童的脯氨酸含量明显低于 5 岁以上儿童。
与 22q11.2 染色体缺失的 CMPT158 基因型相关的脯氨酸水平异常升高，会影响自闭症谱系症状的严重程度，尤其是影响面部情绪识别、行为和认知。
β-丙氨酸
β-丙氨酸，在肉类中常见的氨基酸，会抑制肠道细胞（如Caco-2细胞）对GABA的吸收。β-丙氨酸也可以在肠道内由白色念珠菌产生的丙酸和氨反应形成，尽管这些化合物也由肠道内的许多其他微生物产生。
HPHPA
有研究报告了一种稀有代谢物3-（3-羟基苯基）-3-羟基丙酸（HPHPA）的出现。HPHPA是梭菌属细菌特有的代谢产物，会耗尽大脑中的儿茶酚胺，导致自闭症症状。
HPHPA在患有艰难梭菌感染的个体中也有发现，并且在急性精神病发作的精神分裂症患者中甚至达到非常高的水平。
以上这些研究是基于血浆、尿液氨基酸变化，血液和尿液中的氨基酸（AA）水平受许多因素影响，包括从食物中吸收的氨基酸、氨基酸和蛋白质的降解、宿主蛋白质的分泌和在粪便中的排泄。这些氨基酸相对比例的改变也可能对它们参与的代谢途径的产物产生连锁反应，包括不同神经递质的生产或相对比例。
肠道菌群代谢分析氨基酸变化
大多数氨基酸来自饮食或由体内合成，但肠道微生物群也会影响饮食氨基酸的回收以及氨基酸的生产或分解。
目前，我们对参与氨基酸生物利用度和肠道微生物群体生物转化的微生物种类或代谢过程知之甚少，对于其对神经功能的可能影响了解更少，也不清楚不同食物和食物成分如何相互作用以调节肠道微生物群对氨基酸的摄取或代谢。
有早期体外研究显示，人类肠道微生物群对氨基酸的发酵受到低pH值和可发酵纤维/碳水化合物（抗性淀粉）存在的抑制。然而，目前不知道这种过程在体内如何转化，或在自闭症等疾病状态或抗生素治疗下如何变化。
谷禾肠道菌群健康检测数据库中有这样的案例，一起来看一下:
一名5岁自闭症男孩，检测结果，自闭症为中等风险，符合实际情况。
<来源：谷禾健康肠道菌群检测数据库>
这是谷禾利用几十万例的临床和人群样本数据（其中4895例自闭症患者），结合机器学习方法，使用肠道菌群数据进行疾病状态和风险的预测，并给出了的风险值。
<来源：谷禾健康肠道菌群检测数据库>
从该患者肠道菌群检测报告可以看到，蛋白质，脂肪水平都相对偏低。
<来源：谷禾健康肠道菌群检测数据库>
我们再来看肠道菌群检测报告中的氨基酸水平，部分氨基酸严重缺乏，例如组氨酸；
其他氨基酸如酪氨酸、谷氨酸、甘氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸也都相对偏低。
酪氨酸是一种与认知功能相关的儿茶酚胺前体。
<来源：谷禾健康肠道菌群检测数据库>
组氨酸通过清除氧自由基发挥抗氧化作用，从而参与缓解氧化应激。组氨酸是肌肽的前体，肌肽是一种含有 β 丙氨酸和组氨酸的二肽，在人脑中起到缓冲剂和抗氧化剂的作用。肌肽可以调节与智力障碍相关的各种生物途径。
组氨酸是组胺的前体，而组胺是一种重要的神经递质和神经调节因子。关于组胺，详见之前的文章：
有小鼠研究显示，组氨酸缺乏的小鼠表现出一些类似自闭症的行为，如社交互动减少、刻板重复行为增多等。其他也有多项研究表明，组氨酸血症与自闭症和语言发育迟缓之间存在关联。
谷氨酸，可以调节记忆和学习等认知功能，而这些功能在自闭症患者中通常会受损，关于谷氨酸，详见谷禾之前的文章：
甘氨酸是一种具有抗炎、细胞保护和免疫调节特性的抑制性神经递质，甘氨酸以多种方式与线粒体代谢相关。
其他，赖氨酸，蛋氨酸，亮氨酸都属于人体必须氨基酸，是人体不能自行合成或以适合人体需要的速率合成的氨基酸，必须通过食物摄入来获取。
<来源：谷禾健康肠道菌群检测数据库>
亮氨酸，属于支链氨基酸，支链氨基酸生物合成与自闭症症状、甲基化潜力和细胞内 GSH 比率相关。支链氨基酸具有多种生理作用，包括调节葡萄糖和脂肪酸代谢以及调节重要的分子途径和促进蛋白质合成，它们通过琥珀酰辅酶 A 进入 CAC 与线粒体功能相连。大多数自闭症患者都会有线粒体功能障碍。
赖氨酸，是一种生酮氨基酸，通过合成谷氨酸作为其分解的副产物，参与肠道菌群-肠-脑轴。
经过几个月的干预，再次检测肠道菌群，该患者的自闭症风险有所下降，症状也有相应好转。
<来源：谷禾健康肠道菌群检测数据库>
未来患有自闭症的新生儿中关键脂质减少，如亚油酸、α-亚麻酸、胆汁酸、甘油三酯。
这些必需脂肪酸、它们的衍生物、相对比例和个体分子种类在许多哺乳动物的生理过程中起关键作用，包括磷脂生成、膜流动性和大脑发育。
亚油酸和α-亚麻酸
亚油酸和α-亚麻酸是哺乳动物不能自行合成的必需脂肪酸（EFA），必须通过饮食摄取。
注：亚油酸: LA，C18:2n-6，n-6脂肪酸的前体
α-亚麻酸: ALA，C18:3n-3，n-3脂肪酸的前体
它们对大脑具有抗炎作用，并调节自噬、神经传递和神经发生。它们通过抑制神经递质（例如GABA）的释放来调节内源性大麻素系统，从而影响突触功能和可塑性。
ARA、DHA、EPA
与其他身体组织相比，大脑中亚油酸和α-亚麻酸的浓度较低，而其衍生物，特别是ARA（花生四烯酸）和DHA（即二十二碳六烯酸）的浓度较高。
在妊娠晚期，胎儿大脑快速积累多不饱和脂肪酸，特别是DHA。
亚油酸和α-亚麻酸的衍生物可以进一步被宿主磷脂酶修饰，转化为主要来自ARA的二十碳烷类，如前列腺素、白三烯和血栓素。这些二十碳烷是促炎分子，作为局部激素来激活免疫细胞、启动血小板聚集和引发分娩。
相反，DHA和EPA可以进一步转化为抗炎的消退素（resolvins）和保护素（protectins）。
胆汁酸
关于胆汁酸，UDCA，熊去氧胆酸，一种天然存在的次级胆汁酸，在代谢性疾病、自身免疫性疾病、慢性炎症性疾病和神经病理学等疾病中显示出治疗前景。研究发现，UDCA在未来自闭症患者中较低。
ARA加DHA改善自闭症
一项双盲、安慰剂对照随机试验发现膳食补充ARA加DHA（ARA占优势）显著改善了自闭症患者（n=13）在异常行为检查表-社区量表测量的社交退缩和社交回应量表测量的沟通情况。虽然样本量较小，但这个研究证明了通过饮食调节大脑脂肪酸谱可能带来的好处，这种脂肪酸调节在动物研究中也可以通过益生菌达到。
n-3和n-6脂肪酸
一些小规模的n-3和n-6脂肪酸的膳食干预研究显示，自闭症患者的症状有所缓解，虽然并非所有研究都显示有改善。
自闭症患者可能与母乳喂养较少有关
自闭症和精神分裂症患者较少接受母乳喂养，而健康对照组则较多，这表明富含ARA、EPA和DHA的人类母乳对婴儿大脑发育的最佳饮食份额的重要性。相反，早期断奶与自闭症风险增加相关。这些观察结果不仅强调了早期产后饮食对大脑发育和自闭症风险的重要性，还暗示了肠脑轴和肠道微生物群在这一发育过程中的可能早期作用。
补充益生菌，改变脂肪酸
一些肠道微生物，最著名的是某些乳酸菌属和双歧杆菌属的菌种，具备进行脂肪酸生物氢化所需的酶，从而增加脂肪酸的不饱和度。
研究表明，饮食补充α-亚麻酸（ALA）会改变小鼠肝脏、脂肪组织和大脑中的脂肪酸谱，并且在联合补充α-亚麻酸与益生菌Bifidobacterium breve NCIMB 702258时，脂肪酸谱会进一步改变。
注：B. breve NCIMB 702258是高效生产共轭亚油酸(CLA)的菌。
相比于对照组喂养或单独补充α-亚麻酸的情况，食用n-3脂肪酸加益生菌的动物其大脑中的DHA水平升高，而ARA水平下降。
同一组作者随后表明，单独使用B. breve NCIMB 702258菌株，相比于另一种共轭亚油酸（CLA）产生的B. breve菌株和对照组，小鼠的大脑中DHA和ARA的水平也有所上升，证实了益生菌调节大脑脂肪酸谱的能力，并显示这种活动具有明显的菌株特异性。
LA和ALA不够，其他饱和脂肪酸来凑
尽管亚油酸（LA）和α-亚麻酸（ALA）是磷脂形成所必需的必需脂肪酸，但当饮食中这些脂肪酸含量偏低时，其他脂肪如饱和脂肪酸有时可作为替代品，从而对最终磷脂的结构和可能的功能产生影响。
磷脂代谢异常、脂肪酸缺乏或血脂异常已牵涉到多种神经和大脑发育或退行性疾病，包括精神分裂症、注意力缺陷多动障碍（ADHD）、抑郁症、广泛性发育障碍、发育性协调障碍、癫痫、双相情感障碍、阿尔茨海默病、帕金森病、尼曼-皮克病、亨廷顿舞蹈病、中风。
胆固醇代谢和磷脂代谢异常在自闭症中起作用
自闭症患者血液中磷脂酶A2水平较高，细胞膜中的ARA和DHA水平较低，并且可能具有更高的n-6脂肪酸与n-3脂肪酸的比例。
与健康对照组相比，自闭症儿童（n=16）的红细胞脂质谱被修改，表现为较低的胆固醇水平和细胞膜中单唾液四己糖神经节苷脂（GM1）的比例较高。研究人员认为这可能反映了更普遍的胆固醇合成缺陷，在大脑中，结合GM1表达的变化，可能会促成自闭症的病理生理机制。
BDNF对突触传递和神经元胆固醇合成的影响
自闭症与BDNF和益生菌的关联
然而，并非所有益生菌研究都显示BDNF与实验动物观察到的脑功能改善有关。
益生菌、益生元与改善脑功能
然而，需要在人类受试者和相关实验模型中进行基础研究，以验证这些假设的有效性并在机制上将肠道细菌与这些病情联系起来。
大脑占人体质量约2%，但却占胆固醇约20%。血脑屏障（BBB）对脂蛋白是不可通透的，这意味着大脑所需的胆固醇是内源性形成的。
其中星形胶质细胞和神经元分别是胆固醇的净生产者和使用者，体现了胆固醇生物合成机制的独特分区化。
神经元——胆固醇的使用者
神经元需要大量的胆固醇来维持其广泛的膜表面积并提供突触前囊泡的形成。它们还有稍微不同的酶途径，将鲨烯转化为胆固醇。出生后的胆固醇主要由星形胶质细胞提供，并优先来源于乙酸盐。
注：鲨烯（C30H50）是一种多不饱和烃类，也称为角鲨烯或三十碳六烯。 它是一种在人体胆固醇合成等代谢过程中产生的萜类化合物。鲨烯在自然界中广泛存在，尤其是在鲨鱼肝油中含量较高，同时也是橄榄油、米糠油等少数几种植物油中的成分。具有良好的生物活性，在食品、化妆品、保健品等领域广泛应用。
星形胶质细胞——胆固醇的净生产者
星形胶质细胞是包裹神经细胞的细胞，负责供应细胞外钾、谷氨酸、能量和抗氧化剂，并调节大脑中的活性依赖性血流，并可能影响突触活动。
星形胶质细胞在大脑胆固醇运输中的关键作用
ApoE缺乏的啮齿动物模型，表现出各种行为和神经系统症状，并在感觉系统中也有缺陷，这些缺陷与随年龄增长而丧失的突触和树突，突触膜胆固醇分布的改变有关。
CYP46，在维持大脑胆固醇稳态中的作用
短链脂肪酸——乙酸，对神经发育的作用
出生后乙酸在神经发育中重要，母乳喂养乙酸多
AceCS1的表达及其功能
乙酸是胆固醇的组成成分
乙酸的代谢去向
乙酸作为特殊代谢产物的重要性
NAA——乙酸的主要来源之一
N-乙酰天冬氨酸(NAA)在大脑中的作用
自闭症儿童大脑中NAA浓度降低
短链脂肪酸——丙酸，对大脑的负面影响
饮食如何影响大脑中短链脂肪酸的可用性？
自闭症中二糖酶和己糖转运蛋白减少
研究发现，在自闭症儿童中，二糖酶和己糖转运蛋白的表达显著减少，这些变化与肠道微生物群组成的变化相关。这些变化与厚壁菌门相对丰度较高，拟杆菌门较少，以及β-变形菌门升高有关。
注：至少是三种常见肠道二糖酶之一：蔗糖酶-异麦芽糖酶（SI）、麦芽糖酶-异麦芽糖酶（MGAM）、乳糖酶（LCT）
己糖转运蛋白：SGLT1、GLUT2
肠道二糖酶和糖转运蛋白的表达受到多种因素的调控，包括饮食、肠道微生物以及肠神经系统等。
丁酸：结肠健康的关键能量源与吸收机制
考虑到丁酸是结肠细胞的首选能量来源、黏膜更新和分化的介质，以及其生产率在早期肠道微生物群继发发育过程中发生变化，丁酸在肠黏膜成熟中的作用可能非常重要。
丁酸吸收机制：MCT1负责运输，GPR109A助攻
在了解了丁酸在肠黏膜中的重要性及其吸收机制之后，我们再探讨不同饮食和环境因素对MCT1表达的影响及其对丁酸和其他短链脂肪酸吸收的调节作用。
饮食影响短链脂肪酸（丁酸）吸收的机制
高纤维饮食和益生元→MCT1表达和短链脂肪酸吸收↑
高脂肪饮食→抑制短链脂肪酸在结肠中的吸收
肠道炎症和氧化应激→MCT1表达↓→丁酸吸收↓
以上我们知道，MCT1表达异常会影响丁酸吸收，不仅如此，MCT1表达异常还可能与肥胖相关的神经系统疾病有关。
在饮食诱导和遗传性肥胖动物中，MCT1-4 表达都增加，特别是在神经元和神经元胞体中，说明这种变化可能不全是饮食因素，也可能是由于肥胖引起的激素变化间接导致的。
前面我们知道，MCT与短链脂肪酸转运相关，那么MCT表达异常，短链脂肪酸也异常，可能会影响大脑的能量代谢，如果这些变化发生在生命早期，可能会影响神经系统的发育过程，并与个体成年后的肥胖易感性相关。
注：从母乳到固体食物的饮食结构转换可能会影响生理发育、代谢途径和营养转运蛋白(如MCT)的表达,从而对大脑功能产生重要影响。
谷禾发表在 GUT上的队列也表明，随着断奶或引入辅食，自闭症儿童的肠道菌群发育轨迹逐渐偏离健康儿童。如下：
doi: 10.1136/gutjnl-2021-325115.
不良饮食，尤其是在断奶后采用现代西式饮食，实际上可能通过将营养素转运蛋白关闭，重定向营养流向，从而下调了必需营养素（如氨基酸、脂肪和SCFA）的肠道流动。
对比现代西式饮食和古老传统的饮食，有助于重新定义营养不良的范式。营养不良不再仅限于某些必需营养素的缺乏，还包括营养过剩和异常的营养素比例和结构。
在人类“超级有机体”中，这种改变的营养环境的代谢后果，最明显地体现在肠道微生物群与宿主能量代谢和大脑功能的相互作用中。
生命早期：母乳喂养
前面我们了解到，早期断奶与自闭症风险增加相关。很多自闭症患者较少接受母乳喂养，这表明母乳中含有ARA、EPA和DHA，是婴儿大脑发育的最佳饮食。
随着年龄增长：其他饮食
多酚及其代谢物
现有的研究确认了流行病学数据，表明多酚及其代谢物可能有助于促进大脑健康。提出的作用机制包括抗氧化活动、改善血管功能和脑部血流、直接增强神经元信号传递、缓冲钙离子、增强神经保护性应激蛋白和减少应激信号。
线粒体功能障碍在自闭症谱系障碍、神经退行性疾病和一般脑老化的发病机制中得到了关注。线粒体常被认为是氧化应激的启动者和目标，植物多酚代谢物可能具有保护作用。
体外研究在生理相关剂量下测试了选定多酚代谢物对高级糖化终产物形成的抑制能力以及对人类神经元细胞中轻度氧化应激的对抗能力。例如：
药用植物的多酚提取物
少数研究探讨了来自药用植物的多酚提取物对自闭症动物模型的影响，发现：
注：尚需确定这些高剂量植物提取物的抗氧化活性仅与减轻丙戊酸引起的氧化损伤相关，还是在氧化损伤可能只是一个影响因素的神经病理情况下更具广泛相关性。
——黄酮类化合物
肠道菌群对黄酮类化合物的吸收转化
估计有95%的膳食植物多酚在上肠道内无法消化和吸收，并最终到达结肠中的肠道微生物群。一些黄酮类糖苷进入结肠，被肠道菌群分解为更简单的代谢物，比如：
黄酮类化合物对肠道菌群的调节
膳食类黄酮调节肠道菌群改善自闭症
doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114404
黄酮类化合物抗自闭症作用的实验研究
doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114404
肥胖和不良饮食与抑郁症和自闭症谱系障碍发病率增加有关。同样，母亲的不良饮食（特别是高脂肪饮食），健康状况（特别是肥胖/代谢综合症），会影响胎儿和新生儿的大脑发育过程，从而增加焦虑、抑郁、注意力缺陷多动障碍（ADHD）和自闭症等神经系统疾病的风险。
神经内分泌系统，特别是下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴，代表了肠道环境和中枢神经系统（CNS）之间的主要通信通道。
在动物模型中，使用各种益生菌微生物干预，既包括乳酸杆菌也包括双歧杆菌，已显示能够减轻标准动物应激挑战下的类似焦虑行为。
婴儿双歧杆菌
L. helveticus R0052 和 B. longum R0175
L. rhamnosus JB-1
脆弱拟杆菌NCTC 9343
注：脆弱拟杆菌是一个比较复杂的菌种，里面既有潜在的益生菌株，也有致病的病原菌株，具体可以查看我们以前文章：
益生元
最近的研究表明，饮食中补充益生元发酵纤维，可以选择性地刺激对人体有益的肠道细菌，如双歧杆菌，从而对大脑产生重要变化。
实验动物在摄入果寡糖（FOS）或半乳寡糖（GOS）后，海马中的BDNF和N-甲基-d-天冬氨酸受体（NMDARs）亚基NR1的表达增加，并且GOS似乎通过诱导肠道激素PYY来介导这一过程。FOS和GOS都能够上调肠道微生物群中短链脂肪酸的产生，特别是乙酸和丁酸，同时增加肠道双歧杆菌的相对丰度。
L-肌肽
胆固醇或DHA
从模拟人类婴儿营养的猪仔研究中，发现婴儿配方奶粉中的胆固醇补充会改变大脑中的氨基酸谱，降低谷氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、β-丙氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和γ-氨基丁酸的浓度，同时增加甘氨酸和赖氨酸的浓度。
二十二碳六烯酸（DHA）也有类似的效果，但会降低牛磺酸水平，对异亮氨酸和赖氨酸没有影响。胆固醇或DHA膳食补充剂也会影响猪仔肝脏、肌肉和血浆中的氨基酸水平。DHA还会减少肌肉和大脑中的肌肽和氨的含量。
这些观察结果确实对食物选择或家庭饮食对营养可用性和代谢的影响有重要启示，进而影响早期儿童的大脑发育和功能，当然还需在人类队列中进一步研究其潜在机制。
药物
对自闭症儿童每周使用万古霉素治疗，可显著改善神经行为和胃肠道症状。
粪菌移植
一项开放标签研究对18名自闭症儿童进行了粪菌移植(每日口服8周)，结果表明移植后其胃肠道症状和自闭症核心症状评分均有所改善。
移植后8周，受试者的肠道菌群多样性增加，厚壁菌门丰度下降，拟杆菌门和变形菌门丰度上升。
随访2年后，受试者的部分症状改善仍然维持。这提示通过重建肠道菌群可能成为干预自闭症的新策略。
关于粪菌移植，仍需更多深入研究。
自闭症谱系障碍 (ASD) 是一组神经发育疾病，一般在 3 岁之前发病，目前的发病率在全世界逐渐升高，与多种因素有关，其中饮食会影响和塑造肠道微生物群，孕期和幼儿期似乎是一个关键时期，尤其从哺乳/配方奶→断奶→成人“家庭”饮食的过渡过程中饮食和环境暴露影响较大。
人类微生物组对宿主代谢过程和膳食化合物加工的核心贡献，许多营养物质和摄入的化学物质必须经过肠道及肠道微生物，转化为生物可利用和活跃的中间产物，然后通过肝门静脉被吸收并在全身分布。
研究表明，大部分自闭症患者的肠道菌群异常，这可能与饮食习惯、抗生素使用等因素有关。同时，自闭症患者某些氨基酸水平也存在异常。
饮食作为塑造肠道微生物群的重要因素，可能在自闭症的发病中扮演重要角色。优化孕期和幼儿期的饮食结构，如母乳喂养、合理添加辅食、避免过多加工食品和添加剂等，有助于维持肠道菌群平衡，从而有助于大脑健康。
针对自闭症患者的饮食干预，如补充益生元、益生菌，调整膳食纤维和蛋白质比例等，可能对改善部分症状有一定帮助。但由于自闭症的高度异质性，饮食干预的效果可能因人而异，还需要更多的结合个体化健康信息及相应症状进行个性化指导和干预。
此外，幼儿早期尤其6-12个月能够更早判别出自闭症风险，对于神经发育的改善和行为的扭转非常重要，希望临床上与相关机构能够合作共同推进自闭症的研究和个性化干预。
注：本账号内容仅作交流参考，不作为诊断及医疗依据。
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谷禾健康
俗话说：“病从口入”。饮食是决定个人健康状况的重要因素，饮食与疾病的发展有关，特别是胃肠道(GI)疾病。
与膳食相关的症状发生率很高，例如在吸收不良(如乳糖不耐症)情况下出现的腹痛和腹泻；乳糜泻、食物过敏人群在食用麸质类后出现的腹胀、腹痛、水肿；肠易激综合征患者在摄入一些刺激性食物后(酸、辣)的腹痛、排便异常等。饮食作为胃肠道症状的驱动因素已经逐渐被人们所认识。
然而对出现食物相关症状的机制仍不太清楚。随着对肠道微生物研究的深入，肠道微生物群也被认为是胃肠道疾病的重要影响因素，这促使人们研究微生物作为饮食和宿主生理之间的关键联系。
同样的饮食摄入效果会因人体的健康状况以及肠道个性化的微生物群落而产生的不同的效果。例如低聚果糖(FOS)会加重炎症性肠病(IBD)患者的炎症，但在健康个体中却具有抗炎作用。麸质、小麦、牛奶和大豆等物质直接注射到粘膜下层可以通过激活IBS患者的肥大细胞来引发免疫反应，但在健康受试者中则不然。还有纵向研究报告称，饮食蛋白质摄入量相似，但IBS-D患者的色氨酸和色胺水平(而非吲哚衍生物)高于健康人。另一方面，结肠内乙酸盐可增强对结肠直肠扩张的敏感性。具体影响可能取决于宿主健康和肠道中的整体代谢环境。
近年来，人们越来越认识到个性化的饮食干预在预防和治疗胃肠道疾病中的潜力。个性化饮食不仅考虑到个体的遗传背景、健康状况和生活习惯，还特别关注其独特的微生物群组成。通过分析和调整个体的饮食，可以优化肠道微生物群的平衡，增强其对疾病的抵抗能力。
在本文中，主要关注两种胃肠道疾病：肠易激综合征和炎症性肠病。宿主和肠道微生物群对膳食营养素的利用决定肠道中最终的生物活性代谢物特征以及这些代谢物对胃肠道生理学的生物效应。此外强调了单个代谢物的不同作用如何影响不同的胃肠道疾病，类似的饮食干预对多种疾病状态可能具有不同的影响。
食物在肠道内会被肠道菌群代谢、转化。食物成分本身的性质，加上肠道菌群作用后的代谢产物，共同决定了食物对人体健康的作用。因此，仅考虑食物成分是不够的，还要考虑个人肠道菌群状况，两者结合才能判断食物的健康效应。
例如，传统观点认为，大部分可消化的食物成分会通过小肠表面吸收。剩余的不可消化成分传递到远端，作为肠道微生物群的能量来源，产生如短链脂肪酸(SCFA)等发酵最终产物。
然而，这种观点简化了过程。肠道微生物群不仅依赖于难以消化的膳食成分，还可以从宿主上皮表面粘液层中的糖蛋白和多糖获取营养，尤其是在碳水化合物缺乏的情况下，如低纤维摄入时。
★ 不同的肠道微生物结构造就了独特的代谢
肠道微生物群与营养物质的利用：肠道微生物群如何利用营养物质取决于具体的营养成分和每种微生物的代谢能力。不同微生物有不同的代谢途径，使得营养利用变得复杂，而不是简单的化学计量问题。
微生物群落结构的影响：肠道中的微生物群落结构可以影响宿主和微生物之间的营养合作动态。比如，在体内平衡期间，宿主在小肠中有效吸收氨基酸，从而使得一些微生物无法获得这些氨基酸。
营养物质的竞争：某些细菌(如梭状芽孢杆菌)如果过度生长，就可能在一些情况下(如膳食蛋白质有限时)与宿主竞争氨基酸的吸收。
营养层次与利用率：更高级的营养物质(如单糖和双糖)的增加会降低某些细菌对氨基酸的利用率。这意味着营养物质的可用性对微生物代谢有影响。
调节信号的作用：肠道中的特定信号分子(如短链脂肪酸或肽YY)也能影响宿主对营养物质的利用方式。
在下面小节中，我们重点介绍两个例子(色氨酸和膳食纤维)，以说明宿主和肠道微生物群在营养利用上的差异如何影响宿主的生理学。
色氨酸是一种必需氨基酸，是宿主神经递质血清素 (5-HT；胃肠道生理的重要调节剂) 的前体，也是微生物代谢物(如色胺和吲哚衍生物)的前体。色氨酸库很大程度上取决于饮食。
色氨酸被整合到蛋白质中并被宿主利用，通过不同的途径产生5-HT(1-2%)和犬尿氨酸(∼95%)。肠道微生物成员如Ruminococcus gnavus和Clostridium sporogenes含有色氨酸脱羧酶，可将色氨酸转化为色胺，而色胺则是血清素受体4(5-HT 4R)的激动剂。
同时，脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)和大肠杆菌(Escherichia coli)等细菌含有色氨酸酶，这种酶有助于从色氨酸产生吲哚和吲哚衍生物。如吲哚乙酸和吲哚丙酸，可以通过激活芳烃受体(AHR)对宿主的免疫途径发挥生物学效应。
这些细菌产生的色氨酸衍生生物活性代谢物的水平取决于肠道菌群的组成、肠道细菌利用色氨酸的程度和位置，以及宿主色氨酸利用相关基因的活性。
Jadhav A,et al.Annu Rev Nutr.2023
饮食衍生的代谢物可改变多种生物途径，而这些途径是多种胃肠道(GI)疾病的基础。
a)饮食蛋白质，包括肉类和非肉类(例如谷物、种子和坚果)，都含有不同水平的氨基酸，例如色氨酸。可被宿主代谢产生犬尿氨酸和血清素(5-HT)。肠道微生物群还可以通过不同的代谢途径将色氨酸转化为色胺或吲哚和吲哚衍生物。色胺通过激活血清素受体4来增加肠道分泌和杯状细胞的粘液释放，而吲哚和吲哚衍生物是芳烃受体(AHR)的配体，在调节屏障功能和免疫反应中发挥重要作用。
b)膳食纤维包括可发酵[例如低聚果糖、低聚半乳糖和菊粉]和不可发酵(例如纤维素、半纤维素和木质素)纤维。根据肠道细菌的类型和纤维的类型，它们会发酵成不同的短链脂肪酸，例如丁酸盐和乙酸盐。丁酸盐可以增加血清素合成，增强结肠收缩力，缓解内脏过敏，增强屏障。
色氨酸衍生的生物活性代谢物取决于肠道菌群，那么纤维的发酵产物与微生物组成有关吗？
富含膳食纤维的饮食被认为是有益的，因为肠道微生物群会发酵纤维产生丁酸、乙酸和丙酸等短链脂肪酸，这些短链脂肪酸会影响宿主生理学的重要方面，包括代谢、细胞周转和免疫系统。
然而，人类研究表明，个体对纤维摄入量的反应存在显著差异，并且基于纤维类型的差异也很大。这并不奇怪，因为纤维是一个总称，包括具有不同连接和分子结构的不同碳水化合物群体。不同细菌携带的基因使它们能够利用具有特定连接和结构的碳水化合物。
膳食纤维的生物学效应取决于纤维的成分、个体肠道微生物群代谢特定纤维的潜力以及不同发酵最终产物的相对量。
▸ 低聚果糖在健康人体和炎症性肠病患者中作用大为不同
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最近的一项研究发现，低聚果糖(FOS)会加重炎症性肠病(IBD)患者的炎症，而肠道细菌代谢它会减轻其在活动性炎症的IBD患者的炎症作用。
有趣的是，低聚果糖在健康个体中具有抗炎作用。因此，低聚果糖的炎症潜力取决于肠道微生物组成以及宿主疾病状态。
产生的短链脂肪酸的水平和类型可能因纤维组成和肠道微生物群而异。在饮食中添加菊粉会增加丁酸盐，但会降低乙酸盐的产生。相反，在消耗相同纤维量的患者亚组中，粪便丁酸水平较低，这归因于产生丁酸的细菌水平较低。这些结果有助于解释对纤维反应的个体间差异。
鉴于微生物代谢产物对宿主发挥多效性作用，因此，相同的代谢物可以影响多种宿主功能，每种功能都可能与不同的疾病状态相关。
色氨酸代谢物如色胺和5-HT会影响胃肠道转运，这与肠脑轴(DGBA)相关，而色胺和吲哚衍生物可以改变粘液和免疫反应，这对炎症性肠病具有影响。
同样，丁酸等发酵终产物会影响胃肠道运动以及上皮屏障功能，这分别与DGBA和IBD相关。
肠道微生物组的一个重要决定因素是饮食，它会对肠道微生物组产生长期和短期影响，它们会随着个体饮食的变化而变化。
与农业社会相比，工业化社会个体饮食的成分显著改变和肠道微生物多样性减少能证明习惯饮食的长期影响。
▸ 低纤维饮食会导致肠道微生物多样性逐渐减少
研究证明，低纤维饮食会导致人肠道微生物多样性逐渐丧失，这在早期阶段是可逆的，但可能会导致后代特定分类群的灭绝，而仅靠饮食干预是无法恢复的。
这一观察结果为西方人群中观察到的肠道微生物多样性较低提供了一种解释，并强调了微小的变化是如何在几代人的过程中积累起来的。因此，个体的微生物群落结构可能反映了人群的长期饮食模式。
▸ 短期饮食改变也会影响肠道微生物群，但可逆
短期的饮食改变也会改变肠道微生物组。虽然这些变化在不同程度上是可逆的，这取决于人体的基本恢复力和适应性，但短期变化可能在一定程度上解释慢性病患者症状的频率和严重程度不同。
这些短期影响也强调了微生物群导向的饮食干预作为治疗策略的潜力。
肠易激综合征(IBS)是一种常见的疾病，全球患病率约为11.2%。根据过去3个月内每周至少出现一次腹痛、伴有排便或大便频率或形式的变化并在过去6个月内出现症状进行诊断。
IBS一般可分为腹泻型(IBS-D)、便秘型(IBS-C)、混合型和未分类亚型。
胃肠道运输、分泌、感觉、免疫激活、肠道通透性和肠脑轴的改变等生理变化是IBS症状的基础。与IBS相关的危险因素包括宿主遗传、压力、抗生素使用和幼儿期经历，但饮食最常被认为是肠易激综合征的潜在罪魁祸首。基于人群的研究表明，近70%的IBS患者认为自己存在食物不耐受。
饮食引起症状的机制仍在研究中，但最近的研究已经开始阐明IBS中由饮食驱动的症状背后的微生物群独立机制和微生物群依赖机制。
研究发现将食物抗原(例如麸质、小麦、牛奶和大豆)直接注射到粘膜下层可以通过激活IBS患者的肥大细胞来引发免疫反应，但在健康受试者中则不然。
他们进一步表明，肥大细胞激活会引起内脏疼痛，并通过组胺刺激内脏神经元的敏化增加肠道通透性。虽然这项研究证明了一种独立于微生物群的机制，但其他研究发现，富含可发酵寡糖、二糖、单糖和多元醇(FODMAP)的饮食也可以通过Toll样受体4(TLR4)途径激活肥大细胞，这表明肠道微生物群的参与。
据报道，IBS-D患者中受饮食影响的微生物产物(如脂多糖和鞭毛蛋白)的血清水平显著升高。
脂多糖(LPS)是肠道细菌的一组异质细胞壁成分，充当TLR4的配体，在食用高脂肪饮食或高FODMAP饮食的个体中也会增加。除了在肥大细胞激活中的作用外，不同形式的LPS还能促进肠神经元的存活并增强平滑肌收缩力，这表明LPS浓度或结构的差异可能会驱动不同的宿主反应。
除微生物细胞壁成分外，宿主微生物代谢膳食成分产生的代谢终产物也可影响胃肠道生理，从而引发胃肠道症状。乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐等短链脂肪酸由特定肠道微生物成员产生，其水平取决于微生物组成和膳食纤维摄入量。
丁酸盐是一种多效性代谢物，可通过G蛋白偶联受体(GPCR)直接发出信号，并通过表观遗传调控改变转录反应。丁酸盐可以浓度依赖性方式改变肠嗜铬细胞中的5-HT合成，通过直接影响肠道神经肌肉装置增加结肠收缩力，增强肠道上皮屏障，并通过与肠道神经胶质细胞相互作用调节内脏高敏感性。
另一方面，结肠内乙酸盐可增强对结肠直肠扩张的敏感性。具体影响可能取决于宿主健康和肠道中的整体代谢环境。
饮食、宿主粘液和微生物代谢都是肠道中氨基酸的主要来源。一项纵向研究报告称，尽管饮食蛋白质摄入量相似，但IBS-D患者的色氨酸和色胺水平(而非吲哚衍生物)高于健康人。
这种差异可能是由于肠道微生物群增加了色氨酸的产生和转化，或由于宿主对其利用率降低。胰蛋白酶激活肠细胞上的5-HT4R，进而增加肠液分泌。
另一项研究发现，IBS患者和健康受试者在结肠组织对色胺的5-HT4R表达或反应方面没有差异，这表明较高的色胺水平可能是腹泻的重要驱动因素。
在腹泻型(IBS-D)患者中，其他饮食和微生物驱动的途径也被描述了。无乳糜泻的IBS-D患者中经常报道麸质不耐症，这似乎部分依赖于宿主基因型和肠道微生物群组成。据报道，与阴性患者相比，HLA-DQ2/HLA-DQ8 阴性的IBS-D患者在无麸质饮食后腹胀显著减轻。
HLA-DQ2和HLA-DQ8基因是导致乳糜泻的主要基因。
其他研究表明，肠道微生物群可以对麸质的消化和免疫原性产生不同的影响。麸质对IBS-D影响的具体机制仍需进一步研究确定。
胆汁酸(BA)在肝脏中合成，储存在胆囊中，用于脂质乳化。膳食脂肪和姜黄是刺激初级胆汁酸释放到小肠中的重要因素。
近95%的初级胆汁酸在远端小肠中被重新吸收，剩余的初级胆汁酸在进入结肠后被肠道微生物去偶联、脱羟基和差向异构化为次级胆汁酸。
初级胆汁酸如鹅去氧胆酸通过氯化物通道增加结肠分泌，并降低健康个体的直肠感觉阈值。在啮齿类动物模型中，鹅去氧胆酸通过激活核受体法尼素X受体、释放神经生长因子和在背根神经节中下游表达瞬时受体电位香草素1(TRPV1)，影响内脏敏感性。
▸ IBS-D患者的胆汁酸水平较高
IBS-D患者的粪便胆汁酸水平可能更高，这归因于胆汁酸吸收不良或肠道微生物群减少导致的继发性胆汁酸转化减少。因此，高脂肪饮食可以通过调节胆汁酸的释放，直接或通过胆汁酸的微生物代谢间接改变胃肠道生理学。
除此之外，最近的一项研究发现，感染后IBS-D患者的细菌编码的β-葡萄糖醛酸酶水平较低，这种酶可以解除胆红素的结合。
这些患者的结合胆红素水平较高，导致对宿主蛋白酶的抑制作用降低，肠道通透性增加，从而引发内脏超敏反应。
炎症性肠病(IBD)是一种特发性、慢性、使人衰弱的炎症性胃肠道疾病，包括两种疾病——克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)。克罗恩病表现为遍布整个胃肠道的斑片状透壁炎症，而溃疡性结肠炎则是结肠的持续性粘膜炎症。
这两种疾病都是由于环境、遗传和免疫因素共同作用下，对肠道微生物信号产生的不受控制的炎症反应引起的。从流行病学角度来看，IBD曾被认为是西方国家的疾病，欧洲和北美的发病率最高。但自20世纪90年代以来，IBD的高发区已大幅向东方扩展，在非洲、亚洲(如印度每10万人9.3例，中国每10万人3.3例)和南美洲的新兴工业化国家中，发病率迅速上升。
▸ 炎症性肠病的风险升高与饮食改变紧密相关
这些流行病的转变与全球饮食模式的转变相吻合，包括引入包装和加工食品；广泛接受和使用食品添加剂、防腐剂和抗生素；推广快餐连锁店，同时减少针对特定地区的当地饮食。
流行病学研究表明，饮食是形成炎症性肠病(IBD)的关键环境因素之一，从低发病地区迁移到高发病地区的人群中，IBD的患病率有所上升。此外，法国和西班牙的南北流行率差异也很微妙。在这些国家的北部地区观察到较高的IBD负荷，那里的个人食用更多的黄油、土豆、火腿、奶酪、香肠和啤酒，而南部地区的个人则遵循地中海饮食，主要由橄榄、新鲜水果和蔬菜、葡萄酒和海鲜组成。
饮食成分不仅可以直接影响炎症性肠病的病理生理学，而且还可以通过其在肠道微生物群中的转化间接影响疾病进程。让我们一起来了解下其中的具体机制。
饮食在炎症性肠病发病机制和预防中的作用
Jadhav A,et al.Annu Rev Nutr.2023
膳食中的大量营养素、微量营养素、添加剂和热量含量之间相互作用复杂；宿主免疫、遗传学和肠道微生物组可能是炎症性肠病(IBD)风险和临床病程的重要决定因素。
▸ 红肉饮食可能加剧炎症性肠病风险
最近一项由125445名参与者组成的大型前瞻性队列研究发现，西方饮食(包括红肉、家禽和加工肉类等动物蛋白)与溃疡性结肠炎发展可能性增加之间存在关联。
此外，红肉加剧炎症性肠病的影响在其他研究中也得到了证实。欧洲癌症和营养前瞻性调查队列表明，红肉摄入增加了亚油酸摄入量，从而使溃疡性结肠炎风险增加超过一倍。
同时，一项法国大型前瞻性问卷研究也支持这一观点。值得注意的是，加工红肉的摄入，与克罗恩病患者死亡率的显著增加有关。
▸ 红肉中的左旋肉碱等物质经微生物转化为氧化三甲胺与炎症呈正相关
红肉主要由蛋白质、脂肪和血红素组成，这些成分水平的增加会改变肠道微生物群的组成，进而对上皮细胞更新和肠道屏障完整性产生负面影响，并加剧肠道炎症。
值得注意的是，红肉中富含左旋肉碱、磷脂酰胆碱和γ-丁甜菜碱，这些物质通过肠道微生物代谢转化为三甲胺。三甲胺在宿主肝脏中通过含黄素单加氧酶形成氧化三甲胺(TMAO)。动物研究和人类流行病学研究表明，TMAO与炎症、心血管疾病、结直肠癌和死亡率之间有很强的正相关关系。
与传统的饮食习惯不同，西方饮食富含简单的精制碳水化合物、饱和脂肪以及超加工食品，而新鲜水果和蔬菜、豆类、全谷物和膳食纤维的含量较低。
超加工食品是在已经加工过的食品基础上再加工的食品，这类食品通常是高糖、高脂、高热量的食品。可涵盖多种食物，包括肉类、淀粉类零食、乳制品、豆类、水果和蔬菜。
研究报告了西方饮食对人类健康的不利影响，并将其与肥胖、糖尿病、炎症性肠病、慢性肾病和其他与生活方式相关的疾病联系起来。食品的(超)加工旨在提高其保质期、适口性以及储存和分销的便利性，其中涉及掺入许多非天然成分和添加剂，例如人造香料、稳定剂、防腐剂和乳化剂。
▸ 超加工食品的摄入量较高与炎症性肠病风险增加相关
最近一项针对来自7个地理区域 21个低收入、中等收入和高收入国家的大型前瞻性队列(116,087名成年人)的研究发现，超加工食品的摄入量较高与炎症性肠病风险呈正相关；然而，未加工的白肉、红肉、乳制品、淀粉、水果和蔬菜的摄入与炎症性肠病的发病率无关。
研究发现，炎症性肠病(IBD)风险与非酒精含糖饮料的消费存在正相关关系。
▸ 含糖饮料摄入过多增加炎症性肠病风险
最近的两项荟萃分析整合了关于饮料摄入量与IBD风险的观察性研究，表明高摄入量的含糖饮料与IBD风险增加相关。实验显示，高膳食糖摄入与炎症诱导和肠道微生态失调有关。一项基于问卷的研究比较了IBD患者与健康人群的饮食模式，发现IBD患者的含糖饮料消费量更高。
阿斯巴甜、糖精、安赛蜜和三氯蔗糖等人造甜味剂因其在不增加额外热量的情况下赋予食物甜味而广泛流行。然而，动物研究和健康人类试验报告称，这些非营养性甜味剂降低了肠道微生物多样性，使肠道炎症永久化，通过增加变形菌门(Proteobacteria)成员和减少有益微生物（如瘤胃菌科、毛螺菌科和梭状芽孢杆菌群XIVa)的比例来改变肠道微生物群，并损害肠道屏障的完整性。
▸ 麦芽糊精会加剧肠道炎症
麦芽糊精(E1400)是一种重要的食品添加剂，可用作加工食品的增稠剂，在小鼠结肠炎模型中，它通过诱导内质网应激和改变粘液层，以剂量依赖性方式加剧肠道炎症。小鼠模型中的报告还表明，麦芽糊精通过调节细菌基因表达，促进克罗恩病相关的粘附侵袭性大肠杆菌形成生物膜。
▸ 防腐剂会降低肠道微生物多样性
加工食品中的防腐剂会加剧有害影响。苯甲酸钠(E211)、亚硝酸钠(E250)和山梨酸钾(E202)这三种最常用的防腐剂会降低肠道微生物多样性，在人类肠道微生物群相关的小鼠模型中，变形菌门增加，梭状芽胞杆菌的减少。
注：尽管人类和动物研究已经提供了关于这些非营养性膳食添加剂对肠道菌群失调和肠道健康的负面影响的机制见解，但仍缺乏评估这些甜味剂对炎症性肠病人群影响的人体随机对照试验。
▸ 乳化剂过量食用会导致肠道微生物失调并促进慢性炎症
类似地，合成乳化剂，如聚山梨酯80和羧甲基纤维素，被用作增强质地和延长保质期的添加剂。在动物研究中，这些乳化剂被广泛认为会导致肠道微生态失调并促进慢性炎症。
▸ 摄入过多的脂肪增加炎症性肠病风险
进行的一项大型前瞻性流行病学研究，基于超过200,000名参与者的食物频率调查问卷，显示ω-6多不饱和脂肪酸的摄入量与溃疡性结肠炎(UC)风险增加之间存在显著关联。
高摄入总脂肪、ω-6多不饱和脂肪酸和肉类会增加患溃疡性结肠炎的风险；高摄入饱和脂肪、ω-6多不饱和脂肪酸和肉类也会增加患克罗恩病的风险。
▸ ω-6脂肪酸在炎症性肠病中具有促炎性
虽然主要的膳食ω-3不饱和脂肪酸，即二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，及其下游类二十烷酸具有抗炎特性，但ω-6多不饱和脂肪酸，如花生四烯酸(AA)及白三烯、羟基二十碳四烯酸、脂氧素和环氧二十碳三烯酸等在炎症性肠病中表现出强烈的促炎活性。
这些介质增强中性粒细胞的趋化性；增强血管通透性；以及炎症细胞因子的产生，例如肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素（IL）-1β、IL-6和IL-8。有趣的是，这些脂肪酸介质的代谢在炎症粘膜中发生了改变，ω-6 花生四烯酸水平较高，ω-3 EPA水平较低，这表明脂肪酸代谢与炎症性肠病之间存在关联。
▸ ω-6促进肠道炎症与肠道微生物失调相关
最近的动物研究和人体试验已经将饮食中的ω-6多不饱和脂肪酸与肠道微生物微生态失调联系起来。γ-亚麻酸水平越高，2型糖尿病的发病率越高；肠道微生物多样性降低；有益微生物如普雷沃菌属(Prevotella)、Odoribacter、粪杆菌属、Paraprevotella、经黏液真杆菌属(Blautia)和丁酸弧菌属，以及梭菌目、Rikenellaceae和Coriobacteriaceae的成员减少。
在断奶阶段补充ω-6高脂肪饮食的小鼠显示，成年期结肠炎症和增生性病变的数量增加，厚壁菌门、梭状芽孢杆菌和毛螺菌属成员显著减少。在衰老小鼠模型中，补充ω-6也有类似效果，高ω-6脂肪饮食减少了厚壁菌门和拟杆菌门的有益成员，并导致肠道炎症。而补充鱼油可以逆转观察到的肠道微生态失调。
饮食成分在肠易激综合征和炎症性肠病等胃肠道疾病的病理生理学中发挥作用，使得通过饮食调节成为一种无创、更日常便利的治疗方法。
然而，目前的饮食策略缺乏特异性，在具有不同病理生理学的胃肠道疾病(如肠易激综合征和炎症性肠病)中也采用类似的方法。最常见的策略是限制、改变或补充营养。
▸ 可发酵碳水化合物不利于肠易激综合征患者的健康
治疗肠易激综合征(IBS)最常见的饮食干预之一是减少FODMAP食物(通常是吸收不良的“可发酵”碳水化合物，包括果糖、乳糖、多元醇、果聚糖和低聚半乳糖)摄入12周，然后缓慢恢复上述食物组。
这类营养素被认为是疾病病理生理学的重要驱动因素。基于这样的观点：FODMAP会增加渗透负荷并产生更高水平的氢，从而导致管腔扩张。这些碳水化合物还会会被结肠中的细菌发酵，并引起肠易激综合征特有的腹胀、胀气和腹痛等症状。
▸ 低FODMAP饮食改善肠易激综合征患者症状
对澳大利亚肠易激综合征患者进行的一项关键研究显示，与西方饮食相比，低FODMAP饮食可显著改善症状。最近的一项荟萃分析纳入了397名患者的七项随机对照研究，结果显示，与对照干预相比，低FODMAP饮食可减轻整体症状。
然而，这项荟萃分析中的三项随机对照试验比较了低FODMAP饮食和严格的对照饮食，这些试验之间的异质性较小，且效应量有限。因此，虽然低FODMAP饮食能够使肠易激综合征患者受益，但数据的整体质量较低。
这一发现表明，几种不同的饮食干预措施都可以改善IBS症状，找到它们之间的共同点将会很有帮助。
▸ 低FODMAP饮食的效果会因肠道微生物组成不同而存在差异
有趣的是，一项针对健康受试者的研究发现，低FODMAP饮食并没有减少结肠体积，这表明症状改善背后可能存在其他机制。低FODMAP饮食的效应是与肠道菌群存在重要联系。
荟萃分析还发现无麸质饮食对肠易激综合征患者无显著益处。如上所述，这种影响可能取决于宿主基因型或其他宿主/环境因素。麸质主要存在于小麦、大麦和黑麦中，它们是高FODMAP饮食的一部分；因此，在部分患者中观察到的改善也可能是限制FODMAP的结果，而不仅仅是麸质的结果。
最近的一项综述显示，炎症性肠病患者中非腹腔麸质敏感性患病率很高；但几乎没有证据支持这些患者采用无麸质饮食。临床前研究发现无麸质饮食可以改善炎症和通透性，但缺乏针对人类受试者的高质量前瞻性研究。关于麸质微生物降解对炎症性肠病和乳糜泻都具有重要意义，是未来研究的重要领域。
地中海饮食(MD)富含水果、蔬菜、面包、谷物、豆类、坚果和初榨橄榄油，以及适量的乳制品、鱼和肉。地中海饮食被认为是一种平衡且健康的长期饮食选择。
地中海饮食和低FODMAP饮食的效果
Jadhav A,et al.Annu Rev Nutr.2023
▸ 地中海饮食的炎症性肠病患者症状减轻
最近的一项前瞻性、随机研究纳入了100名患有轻度至中度疾病的青少年炎症性肠病患者，比较了地中海饮食与常规饮食的疗效，结果显示，小儿克罗恩病活动指数和小儿溃疡性结肠炎活动指数的临床评分显著下降。以及较低水平的炎症标志物，例如血清C反应蛋白、钙卫蛋白、TNF-α、IL-17、IL-12和IL-13。
临床试验，也观察到地中海饮食对炎症性肠病的有益作用。这项研究涉及142名炎症性肠病患者(84名 溃疡性结肠炎和58名克罗恩病)。接受地中海饮食治疗6个月，显著改善了体重指数和腰围，并导致肝脏脂肪变性和营养不良相关参数显著减少。其中40%的轻度至中度克罗恩病患者在接受6-12周的地中海饮食治疗后病情得到缓解。
▸ 地中海饮食与健康有益的微生物特征相关
地中海饮食与有益的肠道微生物特征相关，特别是与膳食纤维代谢物的富集有关，例如普拉梭菌、解纤维素拟杆菌和普雷沃氏菌，以及参与植物多糖降解和短链脂肪酸和次级胆汁酸生产的其他微生物。
地中海饮食富含ω-3不饱和脂肪酸，使得ω-3和ω-6脂肪酸达到平衡。在前瞻性溃疡性结肠炎队列中证明了EPA和其他不饱和脂肪酸的积极作用，其中肠道炎症细胞因子水平与PUFA、EPA和二十二碳五烯酸呈负相关。
▸ ω-3 不饱和脂肪酸有助于对抗肠道相关炎症
涉及ω-3脂肪酸代谢的三个关键基因(CYP4F3、FADS1和FADS2)的单核苷酸多态性与克罗恩病风险增加相关，这显示了炎症性肠病饮食相关调节的额外遗传因素。
ω-3 不饱和脂肪酸可能通过下游脂质介质(例如消解素、保护素和噬消素(maresins))发挥抗炎作用，这些介质可以对抗IBD相关炎症。从机制上讲，ω-3 不饱和脂肪酸已被发现:
(a)降低中性粒细胞和单核细胞对各种化学引诱剂的趋化性；
(b)通过阻断丝裂原激活蛋白激酶释放核因子κB来抑制TLR4表达和NOD2信号传导；
(c)抑制NLRP3炎性体激活并随后阻碍促炎细胞因子的释放；
(d)增加产生丁酸盐的细菌属如双歧杆菌属、罗氏菌属和乳杆菌属以及毛螺菌科成员的丰度。
▸ 地中海饮食通过微生物产生的短链脂肪酸也有助于减轻肠道炎症
由于可发酵碳水化合物含量较高，地中海饮食可导致肠道微生物群产生更多的短链脂肪酸。此外还发现，地中海饮食可改善坚持饮食的肠易激综合征患者的腹胀和腹痛。
膳食纤维、益生元和合生元等营养物质具有促进细菌群落生长的作用，对健康有益，并被证明可以改善宿主肠道炎症。
益生元和合生元在IBS和IBD中的作用
Jadhav A,et al.Annu Rev Nutr.2023
▸ 可溶性膳食纤维有助于改善肠道炎症
对14项随机对照研究(包括906名肠易激综合征患者)进行的荟萃分析发现，可溶性膳食纤维可显著改善症状，但麸皮则不然。
注：但这些研究大多数都使用纤维补充剂；他们中很少有人改变饮食以增加纤维摄入量。尽管有几项研究调查了益生元和合生元，但没有足够的数据来提出建议。
炎症性肠病的临床前模型发现，高纤维(主要是车前草)、低蛋白饮食可增强肠道屏障功能并减少炎症。因此，可溶性纤维似乎对肠易激综合征患者和炎症性肠病患者都有益。
最近的一项荟萃分析还发现，膳食纤维摄入量与克罗恩病风险之间存在线性剂量依赖性关系，每天每增加10克纤维摄入量，克罗恩病风险就会降低 13%。
▸ 补充益生元可以降低疾病活动性
一项针对肠易激综合征患者的随机、平行、双盲研究比较了地中海饮食和益生元补充剂(β-低聚半乳糖)与低FODMAP饮食和安慰剂木糖补充剂的效果，发现肠易激综合征患者的症状有所改善，但补充益生元后肠道微生物群分布更有利。这一发现突显了饮食调整和补充作为胃肠道疾病管理中限制性饮食习惯的替代方案的潜力。
基于食物和补充剂的纤维和益生元干预研究报告指出，富含纤维的半素食、车前子种子、燕麦麸和发芽大麦食品在缓解和显著改善胃肠道症状(如腹痛和反流)方面取得了令人振奋的成果。
在接受低聚果糖(每天15克，持续3-4周)、富含低聚果糖的菊粉(每天两次，每次10克，持续4周)、全麦麸(每天0.5杯，持续4周)、菊粉型果聚糖(每天7.5克，持续9周)和发芽大麦食品补充的活动性疾病队列中也报告了类似的结果，特别是显著降低了疾病活性并提高了生活质量。
▸ 纤维和益生元的益处会因个体健康状况和肠道菌群组成而不同
一项评估纤维摄入量对肠道微生物组组成影响分析表明，与安慰剂/低纤维饮食相比，高膳食纤维摄入与双歧杆菌属和乳杆菌属的丰度显著增加以及粪便丁酸盐含量增加相关。
不过这些研究主要针对成年炎症性肠病患者进行，对儿童的益处尚不清楚。膳食纤维被广泛用于包括一系列复合碳水化合物(包括益生元)。但如上所述，膳食纤维的效果可能会因碳水化合物结构、健康状况和肠道微生物群组成而异。
一些研究表明合生元对成年溃疡性结肠炎患者有益。与安慰剂组相比，补充长双歧杆菌和富含低聚果糖的菊粉4周可改善症状，并降低炎性细胞因子(TNF-α和IL-1β)的表达。
在一项随机对照试验中报告了类似的结果，该试验涉及补充8周由屎肠球菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、乳双歧杆菌、长双歧杆菌和低聚果糖组成的合生元混合物。
纯肠内营养(EEN)已被接受为儿科克罗恩病患者的一线饮食干预措施。特指经消化道途径(包括口服和管饲)提供营养物质的一种营养支持治疗方式，包含所有必需的常量营养素和微量营养素。
▸ 纯肠内营养有助于减轻克罗恩病患者症状
许多研究表明，纯肠内营养(EEN)在诱导轻度至中度克罗恩病儿科患者缓解方面的效果与皮质类固醇相当。例如，在澳大利亚和西班牙的独立试验中，补充EEN8周分别使84%和80%的受试者达到临床缓解。
EEN对患有克罗恩病的围手术期成年患者也有效。两项前瞻性队列研究的荟萃分析显示，术前接受EEN的患者(22%)与未接受EEN的患者相比，术后并发症显著减少。尽管有限，但其他研究已经描述了EEN在治疗穿透性克罗恩病、狭窄性克罗恩病和肠外克罗恩病方面的益处。
▸ 纯肠内营养增强肠道微生物群的抗炎作用
从机制上讲，EEN可能通过改变肠道菌群的组成和功能发挥作用。尽管它反而降低了肠道微生物多样性和通常被认为有益的菌群的丰富度(粪杆菌属、瘤胃球菌属和双歧杆菌属以及丹毒丝科、毛螺菌科的其他成员)，但它根据代谢物的变化增强了肠道菌群的功能。
由于EEN的组成简单，降低抗原压力和肠道休息也可能是其重要的作用机制。此外，EEN配方中的活性成分可以改善营养参数，并可能对肠上皮产生抗炎作用。
在成人中，EEN作为二线或三线治疗使用，而皮质类固醇则是主要的诱导治疗，因为这些药物比EEN更有效地诱导临床缓解。
▸ 排除饮食减少肠道微生物的有害变化有助于病情缓解
部分肠内营养(PEN)，即补充患者一半的热量需求作为肠内营养和全食物饮食，有助于克罗恩病患者维持病情缓解。
一项儿科克罗恩病队列研究中，无限制的PEN与元素配方结合效果有限；因此，研究人员认为需要一种针对克罗恩病和溃疡性结肠炎的排除饮食，排除某些有害食物。
克罗恩病排除饮食(CDED)与PEN相结合，是一种全食物饮食制度，旨在减少与肠道微生物群有害变化(如变形杆菌的扩张)、屏障完整性受损和胃肠道炎症相关的饮食成分和食物的暴露。
CDED不包含加工食品，并含有有益的纤维，再加上液体配方奶粉，以满足患者的能量需求。一项前瞻性研究报告称，与EEN相比，CDED加PEN在CD队列中具有更好的耐受性和更有效的效果，并且75%的CDED加PEN患者获得了无类固醇的临床缓解。
饮食衍生的代谢物因宿主健康状况和肠道微生物群中不同代谢途径而异，这反过来影响了饮食的生物学效应。因此，同一种食物可能对不同人群的生理功能具有不同的作用，可以影响多种疾病的病理生理，这也解释了相同饮食干预对不同疾病有益。
我们仍处于研究饮食-宿主-肠道菌群相互作用产生的生物活性分子如何影响慢性胃肠道疾病的病理生理和治疗反应的早期阶段。一个重要的考虑因素是，在评估饮食干预的反应时观察到的显著个体间差异。这种差异可能源于饮食中生物可利用营养素的差异(由于成分和加工方式(如烹饪)的差异)、影响宿主代谢途径或免疫状态的基因多态性，以及肠道菌群代谢能力的差异。此外，其他环境和宿主因素也可能影响反应。我们需要考虑所有这些因素，以便能够为患者提供个性化的饮食建议。
编辑
Jadhav A,et al.Annu Rev Nutr.2023
总而言之，饮食与个性化微生物群在胃肠道疾病中的相互作用是一个复杂且充满潜力的研究领域。理解这种相互作用不仅有助于揭示疾病的发病机制，还为个性化医疗和精准营养提供了新的视角和方法。随着科学技术的不断进步，我们有理由相信，通过优化饮食和微生物群的相互作用，可以实现对胃肠道疾病更加有效的预防和治疗。
在应用方面，谷禾专注于高通量检测技术和人工智能的结合，通过精确、便捷、无创的检测方式，以肠道菌群为核心，结合蛋白质及代谢物检测的多组学检测，开发多模态表征和大模型框架。肠菌检测作为一种基于实证的工具，它不仅可以评估个人肠道菌群及营养状况，还可以从整个个性化营养生态的视角出发，多场景、全方位地为疾病预防和健康管理解决方案提供帮助。
注：本账号内容仅作交流参考，不作为诊断及医疗依据。
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谷禾健康
爱格氏菌属（Eggerthella），厌氧、不产生孢子、不活动的革兰氏阳性杆菌，是人类肠道微生物组的常见成员，人群检出率比较高，属于放线菌门。
大多数时候，Eggerthella与多种疾病相关
Eggerthella存在于人类结肠和粪便中，并被认为是溃疡性结肠炎、肝和肛门脓肿以及全身性菌血症的原因。
研究表明Eggerthella还与多种人类慢性疾病有关，包括哮喘、抑郁、肾病、多发性硬化症和类风湿性关节炎，尽管Eggerthella在这些疾病中的因果作用尚未确定。
哮喘
出生队列研究和大型国际研究发现哮喘与生命早期抗生素使用之间存在关联，特别是关于头孢菌素类和大环内酯类药物。研究发现，在大环内酯类暴露后观察到的Eggerthella水平增加了10倍。大多数Eggerthella是病原体并可能促进炎症反应。来自动物模型的实验证据表明，生命早期使用抗生素会破坏微生物群，从而破坏免疫系统的发育，导致易感个体的气道反应过度。
神经系统疾病
多项研究表明在抑郁，情感障碍以及精神分裂患者中Eggerthella丰度富集。
有16项观察到重度抑郁症患者和健康对照者之间的肠道微生物群组成存在显著差异。与健康对照相比，重度抑郁症患者的Eggerthella、Atopobium、Bifidobacterium的相对丰度增加，粪杆菌的相对丰度降低。
在患有认知障碍的老年人肠道中，Lachnospiraceae、Eggerthellaceae、Dorea、Blautia、Eggerthella的丰度减少，而Veillonellaceae增加。然而，在衰老过程中，这些变化并没有出现。表明衰老过程中和认知障碍特有的微生物群变化是独立于年龄的。
用于早期诊断肝细胞癌的微生物标志物
一项研究评估中国人群乙型肝炎病毒相关肝病（包括慢性乙型肝炎、肝硬化和肝细胞癌）肠道微生物组的改变，Eggerthella的相对丰度随着HC向慢性乙型肝炎和肝硬化的进展而逐渐降低，但在肝细胞癌中显著增加。
肌肉减少症合并肝硬化
肌肉减少症肝硬化患者的肠道微生物群缺乏与身体功能相关的细菌（甲烷杆菌、普雷沃氏菌和阿克曼菌），并且富含Eggerthella，这是一种虚弱的肠道微生物标志物。
肾病
在肾病中该菌的增加或减少有争议，在人类肾脏疾病的肠道微生物群数据库中发现 Eggerthella 属减少。然而，一项横断面研究，评估了中国原发性IgA肾病患者粪便菌群特征，与健康对照组相比，IgA肾病组中显著增加的属为Escherichia-Shigella、Hungatella、Eggerthella。
影响药物吸收和脂质水平
Eggerthella和相关的人类肠道Coriobacteriaceae 细菌还参与多种代谢转化，包括广泛使用的心脏药物地高辛的灭活、膳食植物化学物质的各种反应、儿茶酚的脱羟基以及胆汁的代谢酸。
一些Eggerthella菌株负责将地高辛转化为一种无活性的微生物代谢产物，限制了10%左右的患者吸收到系统血流中的活性药物的数量。 最近的研究证明，地高辛与抗生素或富含精氨酸的饮食共同给药，都会导致全身地高辛水平升高和药物水平的临床相关波动。
注：地高辛(Digoxin)是一种强心苷类药物，主要用于治疗心力衰竭和某些心律失常。
此外，Eggerthella与甘油三酯增加和高密度胆固醇减少存在相关性，它可通过将胆固醇转化为不可吸收的粪甾醇和粪甾酮，或将胆固醇转移至胆汁酸代谢过程中，直接限制体循环中的胆固醇水平，从而影响脑血管的发展。Eggerthella 也被证明参与生物活性次生植物化合物的代谢，例如葡萄中的白藜芦醇或大豆中的大豆苷元。
Eggerthella作为有潜在保护菌
谵妄被定义为一种突然、精神状态下降的临床综合征，其特征是意识模糊和认知状态波动，一项
大规模孟德尔随机化研究显示，Eggerthella属与谵妄的风险降低有关（P = 0.047）。
代表菌种：迟缓埃格特菌
该属的典型菌种是Eggerthella lenta（迟缓埃格特菌）。Eggerthella lenta 可引起血流感染，被认为是一种机会性人类病原体。
越来越多的研究表明，它也可能是人类的重要病原体，甚至在某些条件下引起危及生命的感染。Eggerthella lenta已从血液、脓肿、伤口、皮肤溃疡、产科和泌尿生殖道感染以及腹腔内感染中分离出来。
危险因素
危险因素包括免疫功能受损状态（类固醇使用、近期化疗、终末期肾病和糖尿病）、恶性肿瘤和胃肠道疾病，如溃疡性结肠炎和克罗恩病。
Eggerthella lenta菌血症最常见的潜在健康状况是实体癌或血液器官癌、糖尿病和心血管疾病。而所有这些患者的主要感染源是胃肠道、皮肤和软组织和脓肿。
在所有首发症状中，阑尾炎所占比例最高，远高于第二大的结肠炎。阑尾炎常伴有穿孔甚至腹膜炎。
Eggerthella lenta通常存在于消化道中，但可能会导致因胃肠道疾病导致粘膜内层破坏的患者或免疫系统受损的患者发生全身感染。然而，其他研究表明，患有癌症、褥疮、阑尾炎和糖尿病的患者更容易患迟缓埃格特菌菌血症。
Eggerthella lenta 非运动型革兰氏阳性杆状体和革兰氏染色形态
这些生物体能够扩展人类超级生物体的代谢潜力，在多糖的消化、维生素和氨基酸的合成以及内源性化合物的修饰中发挥重要作用。此外，它们在外源物质（包括药物、膳食化合物和环境毒素）的代谢中发挥着重要作用，影响这些化合物的生物利用度、活性和毒性。
例如，某些Eggerthella lenta菌株还可以使药物 L-多巴（一种用于治疗帕金森病的多巴胺的氨基酸前体）失活，因为该细菌能够将 L-多巴代谢物多巴胺脱羟基为间酪胺。
此外，Eggerthella lenta还会把白藜芦醇转化为二氢白藜芦醇。
有研究从人类肠道菌群中分离出一种能够有效代谢白藜芦醇的细菌Eggerthella lenta J01，通过诱导富集转录组学和生物信息学分析，研究人员进一步鉴定了来自 E. lenta J01 的白藜芦醇还原酶 （RER），该酶特异性催化白藜芦醇的 C9-C10 双键氢化并启动白藜芦醇的体内代谢。
注：RER及其同系物代表了一类新型的烯还原酶。健康个体肠道菌群中RER的丰度显著高于炎症性肠病患者，表明其至关重要的生理功能。
关于白藜芦醇和二氢白藜芦醇：
• 白藜芦醇
白藜芦醇是一种强抗氧化剂，可以中和自由基，减少氧化应激对细胞的损害。
潜在健康益处：
1.心血管健康：研究表明白藜芦醇有助于降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平，增强动脉弹性，减少心血管疾病的风险。
2.抗炎作用：白藜芦醇具有抗炎特性，可以减少炎症反应，对抗慢性炎症相关的疾病。
3.抗癌潜力：白藜芦醇的抗癌作用在实验室研究中得到了很大关注，它能抑制癌细胞的生长和扩散。
4.延缓衰老：白藜芦醇可能通过激活某些基因（如SIRT1）来延缓衰老过程。
• 二氢白藜芦醇
二氢白藜芦醇是白藜芦醇的代谢产物，通常通过肠道微生物的代谢活动生成。
潜在健康益处：
1.抗氧化作用：与白藜芦醇一样，二氢白藜芦醇也具有抗氧化特性，可以保护细胞免受氧化损伤。
2.抗炎作用：也具有抗炎特性，可能对抗慢性炎症。
3.肠道健康：作为肠道微生物代谢的产物，二氢白藜芦醇可能对肠道健康有益。
大多数研究集中在白藜芦醇上，而关于二氢白藜芦醇的研究相对较少。因此，更广泛且深入的研究可能仍需要对二氢白藜芦醇的确切健康益处进行验证。从现有研究来看，白藜芦醇因其广泛的健康效益被更多地关注和研究。
超过五十种不同的药物化合物已被确定对这种代谢改变敏感。参与这些生物转化过程的一种人类肠道共生细菌是迟缓埃格特菌（Eggerthella lenta） （以前称为迟缓真杆菌）。
该菌的名字来源于 Arnold Eggerth，他于 1935 年首次描述了这种细菌。从历史上看，由于该生物体生长缓慢且物种形成需要营养密集型，因此很难培养和鉴定。16S rRNA 基因测序的出现使得鉴定变得更加快速和准确。鉴于其高死亡率，由这种微生物引起的菌血症始终具有重要的临床意义，并需要立即寻找其来源。
干预
抗生素
尽管缺乏临床指南，但是治疗成功案例报告对抗迟缓肠球菌感染最有效的抗菌药物是甲硝唑、阿莫西林克拉维酸和碳青霉烯类；它对头孢曲松具有耐药性。
但之前的病例报告也报道使用广谱 β-内酰胺（例如碳青霉烯或哌拉西林-他唑巴坦）单一疗法或甲硝唑加 β-内酰胺联合疗法取得成功。
注：哌拉西林他唑巴坦 (TZP) 是一种覆盖厌氧菌的广谱联合抗菌剂，通常用于腹腔内感染的经验性治疗。
此外，头孢唑肟，也显示出良好的疗效。
中药
对抗生素诱导腹泻小鼠进行七味白术散灌胃3天后发现，可特异性地产生门乳糖酶的肠道菌群如放线菌门、厚壁菌门和变形菌门，具有明显的检测水平。与其他组相比，来自治疗组小鼠Acidovorax sp.KKs102、Stenotrophomonas sp. LMG11000、Pseudomonas oleovorans、 Eggerthella 、Burkholderia的乳糖酶基因表达更丰富。七味白术散治疗对腹泻的疗效可能与其促进新的或一些关键的乳糖酶产生菌株的生长有关。
一项随机对照研究显示，益肾化湿颗粒可降低慢性肾病患者蛋白尿，减轻肠道菌群失调，益肾化湿颗粒干预4个月后，Faecalibacterium、Lachnospiraceae、Lachnoclostridium、Sutterella等对机体有益的细菌相对丰度明显增加，而Eggerthella和Clostridium innocuum组等致病菌相对丰度降低。
益生菌
在12周植物乳杆菌Q180干预后，Eggerthella的丰度趋向于减少。Eggerthella所属的放线菌门在内源性脂质代谢中起作用，并且与血浆胆固醇呈正相关。此外，有研究通过年龄、性别和宿主基因分析了肠道微生物群与脂质水平的关系，发现Eggerthella属的丰度与其有显著正相关。在上述研究中，Eggerthella属被证明会增加血液甘油三酯水平并降低HDL胆固醇。因此，目前的结果表明，摄入植物乳杆菌Q180可能通过减少Eggerthella的水平来改善血脂。
长双歧杆菌（B.longum）可改善心血管疾病。研究人员通过体外厌氧发酵研究了从健康人粪便中分离的长双歧杆菌L556在冠心病患者中的作用。结果显示，在冠心病患者的肠道微生物群中，长双歧杆菌L556增加了乳酸杆菌、粪杆菌、普雷沃氏菌和Alistipes，同时减少厚壁菌/拟杆菌门、Eggertella、Veillonella、Holdemanella、Erysiperotrichacee_UCG-003。长双歧杆菌 L556还通过调节肠道微生物群和SCFAs等代谢产物来增强抗炎作用。此外，它还调节冠心病组发酵代谢产物中的脂质和氨基酸代谢。
饮食
调查研究发现健康饮食分数越高，该菌的丰度相对更低。■
•◆
Flavonifractor（解黄酮菌属）属于厚壁菌门，梭菌目，通常为革兰氏阳性，大多数物种形成椭圆形/球形内孢子，通常为过氧化氢酶阴性，大多数物种是专性厌氧的，尽管对氧气的耐受性差异很大。
肠道微生物群中 Flavonifractor 丰度升高与较高的情感障碍相关，吸烟和女性是造成这种关联的原因之一，可能导致氧化应激增强，以及儿茶酚途径和低度炎症有关。此外，肠癌或息肉病人该菌富集。
该菌的典型菌种是 Flavonifractor plautii ，是人类肠道微生物中一种常见的专性厌氧菌，通常黏附在肠壁上，在粪便中可提取得到。 Flavonifractor plautii可以通过裂解类黄酮分子的 C 环来降解类黄酮。黄酮类化合物是人类饮食的重要成分，主要由具有广谱药理活性的多酚类次级代谢产物组成。
几种常见的黄酮类食物，如茶、咖啡、苹果、番石榴、榄仁树皮、葫芦巴籽、芥菜籽、肉桂、红辣椒粉、丁香、姜黄和豆类，都含有大量的类黄酮。因此为了最大限度发挥类黄酮潜在有益作用和生物利用度，需要控制Flavonifractor plautii其丰度。
Flavonifractor 作为有益菌
肥胖
Flavonifractor 是肠道健康的重要菌群，其含量与肥胖呈负相关。
口服Flavonifractor plautii可减轻肥胖脂肪组织的炎症反应，F. plautii可能参与抑制炎症环境中的 TNF-α 表达。
前列腺癌
PRACTICAL 和 FinnGen 联盟汇总的数据结果表明，Eubacterium fissicatena和Odoribacter与前列腺癌风险增加有关。相反，Adlercreutzia、Roseburia、Holdemania、Flavonifractor、Allisonella属则是预防前列腺癌的潜在保护因素。
过敏（哮喘）
针对690名参与者生命第一年期间肠道微生物 （16S rRNA 测序）与随后的哮喘风险相关联研究显示，Veillonella与 5 年内较高的哮喘风险相关；而罗斯氏菌、Alistipes和Flavonifractor的相对丰度较高，与哮喘风险较低有关。
糖尿病
两项或以上研究中一致报告的变化，可以明显看出下列细菌在糖尿病前期和新发糖尿病中有所增加，包括乳杆菌、链球菌、埃希氏菌、Veillonella 、Collinsella等，而普拉梭菌、Roseburia、Dialister、Flavonifractor、 Alistipes、Haemophilus 、Akk菌则减少。这些菌作为健康生物标志物的作用已被广泛认可，其有益效果主要归因于其生产短链脂肪酸，尤其是丁酸盐的能力，这对于维持肠道屏障的完整性、能量稳态、减轻炎症和调节血糖反应起着重要作用。
其他
个别研究报道，口服 Flavonifractor plautii（一种在绿茶摄入量中增加的肠道细菌）可通过抑制 IL-17 信号传导促进小鼠急性结肠炎的恢复。
口服 Flavonifractor plautii 可有效抑制小鼠的 Th2 免疫反应，可能有助于减轻抗原诱导的 Th2 免疫反应。
与Flavonifractor 过高相关的疾病
神经系统疾病（抑郁、认知障碍）
肠道微生物群中Flavonifractor 丰度升高与较高的情感障碍相关，Flavonifractor属的种类增加和抑郁症相关。
注：一项研究显示，在重度抑郁症和所有个体中，Flavonifractor 与疲劳呈正相关。
Flavonifractor与新诊断的双相情感障碍有关。
NEAD 研究 (左) 和BIO研究 (右) 中情感障碍 (AD) 患者、其未受影响的亲属 (UR)和健康个体 (HC) 中Flavonifractor的流行率
doi.org/10.1016/j.pnpbp.2021.110300
一项双样本孟德尔随机化研究显示，鞘磷脂水平与Flavonifractor呈负相关 (p = 0.026, beta 95%CI = -0.218 [-0.411, -0.026]) 。鞘磷脂代谢异常可能与阿尔茨海默病的发病机制有关。在患有认知障碍的老年个体中， Flavonifractor 属也被发现有所增加。
结直肠癌
肠癌或息肉病人该菌富集。
来自江南大学食品科学与技术国家重点实验室团队的对 85 名接受结肠镜检查的结直肠癌患者的样本进行了 16S rRNA 测序、代谢组学和蛋白质组学研究，结果发现Catabacter、Mogibacterium的相对丰度从粘膜内癌到晚期持续增加，而Clostridium、Anaerostipes、Vibrio、Flavonifractor、Holdemanella和Hungatella仅在中期病变中发生显著改变。
血清代谢组学发现，在中期病变阶段，胆素、甘油酯和核苷水平最高，而胆汁酸和氨基酸水平最低。
食管癌
食管癌是目前全球最常见的恶性肿瘤之一，发病率位居第九位。食管癌可分为两种主要病理亚型：食管鳞状细胞癌（ESCC）和食管腺癌（EAC）。
一项双样本孟德尔随机化研究显示，在食管腺癌 (EAC) 的情况下，Flavonifractor表现出正相关性。
慢性心力衰竭合并心房颤动
小型研究显示，慢性心力衰竭合并心房颤动患者肠道菌群显著富集在Flavonifractor属（p=0.003，FDR p adj =0.12）和 L-赖氨酸生物合成途径（p=0.04，FDR p adj =0.26），而Alistipes属（p=0.02，FDR p adj =0.29）和淀粉降解（p=0.02，FDR p adj =0.26）和糖酵解（p=0.03，FDR p adj =0.26）途径，相对缺乏。
慢性肾病
根特大学医院招募的 110 名非慢性肾病和慢性肾病患者，Flavonifractor属在慢性肾病个体中的水平高于非慢性肾病个体。
泌尿道结石
泌尿道结石可引起一系列并发症，如尿路阻塞、感染、不适以及对肾脏的潜在不可逆损害。
一项双向双样本孟德尔随机化研究显示，Flavonifractor 属丰度增加（IVW OR = 0.69，95%CI 0.53-0.91，P = 8.57 × 10-3）与尿路结石形成风险降低之间存在因果关系。
肌肉减少症
肌肉减少症是一种与年龄相关的全身性骨骼肌疾病，其特征是肌肉质量损失和肌肉功能下降，它会增加跌倒、骨折、残疾等有害后果的风险。与 正常骨骼肌质量组相比，低骨骼肌质量组中的Flavonifractor属大幅增加。
酒渣鼻（红斑痤疮）
一项横断面对照试点研究显示，与年龄和性别匹配的对照者相比，红斑痤疮中的Flavonifractor plautii显著增加（coef. 0.011，p = 0.037）。
注：被认定为诱发红斑痤疮的食物比有益食物多。主观上认为酒精是主要的饮食诱因，其次是香料、精制糖、油炸/油腻食物、热食、咖啡、乳制品、肉类和糖替代品。而蔬菜、水果、鱼、益生菌、茶、全麦和豆类被认为是最有利的。
典型菌种 Flavonifractor plautii
Flavonifractor plautii，是人类肠道微生物中一种常见的专性厌氧菌，通常黏附在肠壁上，在粪便中可提取得到。这个细菌还有一个超能力，它可以「吃掉」红细胞的 A 抗原。
Flavonifractor plautii可以通过裂解类黄酮分子的 C 环来降解类黄酮。黄酮类化合物是人类饮食的重要成分，主要由具有广谱药理活性的多酚类次级代谢产物组成。从流行病学、临床前和临床研究中积累的证据支持这些多酚在预防癌症、心血管疾病、2 型糖尿病和认知功能障碍方面的作用。
Flavonifractor plautii 改善动脉硬化程度
人类粪便宏基因组测序显示，在正常对照组中，F. plautii丰度显著较高，并在微生物群落中处于中心地位，而在动脉僵硬度升高的受试者中，F. plautii缺失。此外，血压只部分介导了F. plautii对降低动脉僵硬度的影响。
正常对照组的微生物组表现出增强的糖酵解和多糖降解能力，而动脉僵硬度增加的受试者的微生物组则以脂肪酸和芳香族氨基酸的生物合成增加为特征。
整合代谢组学分析进一步表明，顺式乌头酸的增加是F. plautii对动脉硬化保护作用的主要效应物，通过抑制基质金属蛋白酶-2的激活，维持弹性纤维网络，缓解动脉功能障碍。
doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.122.321975
如何调节
★ 增加
一项随机、单盲、平行组、安慰剂对照研究显示，红茶摄入增加了肠道中Flavonifractor plautii的数量，尤其是在基线水平较低的个体中。
一项交叉研究显示，乳制品摄入会改变高胰岛素血症个体的肠道微生物群组成，其中Faecalibacteria（p = 0.05）和Flavonifractor（p = 0.06）丰度增加，Flavonifractor的丰度变化与HOMA-IR的变化呈负相关。
注：HOMA-IR为胰岛素抵抗的稳态模型评估
在一项小鼠实验中，帕金森患者在7天的利福昔明治疗在治疗6个月后导致Flavonifractor的相对丰度增加，血浆促炎细胞因子水平的变化与基线血浆白细胞介素-1α水平呈负相关。
膳食纤维改善了结肠炎引起的肠道微生物种类减少问题。其中可溶性膳食纤维的效果更明显：大豆壳膳食纤维通过调节肠道菌群和抑制TLR-4/NF-κB信号通路来缓解BALB/C小鼠的炎症，在属水平上Barnesiella、乳杆菌、瘤胃球菌、Flavonifractor的相对丰度都比正常对照组更高。
在结肠癌模型中，小蘖碱治疗改善了隐窝的发育不良和粘膜中的腺瘤增生，并减少了结肠癌的发生。此外，小蘖碱治疗后放线菌门、疣微菌门、双歧杆菌、Barnesiella和Odoribacter的相对丰度减少，而Alloprevotella、Flavonifractor、 Oscillibacter和副拟杆菌的相对丰度增加。
★ 减少
一项研究显示，灰树花杂多糖在喂食高脂饮食的大鼠中改善非酒精性脂肪肝的能力。与高脂饮食组相比，补充灰树花杂多糖组的大鼠肠道菌群中Flavonifractor显著降低。
一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照临床试验的结果显示，与安慰剂相比，乳香树提取物治疗后，非酒精性脂肪肝患者Flavonifractor相对丰度较低。
贝特类药物治疗后，非酒精性脂肪肝患者肠道菌群中的Flavonifractor下降。
注：关于非酒精性脂肪肝患者黄酮类化合物特征的数据是矛盾的，与健康人相比，其水平要么增加，要么减少。
一项针对复发性尿路感染女性的安慰剂对照研究，长期每日食用蔓越莓，研究组之间检测到的唯一显著差异是Flavonifractor属 OTU41，与安慰剂消费者相比，蔓越莓消费者的OTU41相对丰度显著降低。
注：有研究表明，24 周内每天饮用蔓越莓饮料的复发性复发性尿路感染患者中，复发性尿路感染症状减少了 39%。
一项随机对照实验显示，食用油炸肉的受试者的IGI值（胰岛素生成指数）低于对照组，但胰岛素和脂多糖、TNF-α、IL-10和IL-1β水平的MIRI（肌肉胰岛素抵抗指数 ）和AUC值较高（P < 0.05）。油炸肉摄入降低了Lachnospiraceae、Flavonifractor，增加了Dialister、Dorea 、Veillonella丰度 (FDR <0.05)。油炸肉类的摄入会影响肠道菌群和微生物宿主共代谢物，从而损害血糖稳态并增加肠道内毒素和全身炎症水平。
注：该研究中共 117 名超重成年人被随机分为两组。59 名参与者每周提供四次煎炸肉类，58 名参与者被限制食用煎炸肉类。
一项随机临床试验比较低FODMAP黑麦面包与普通黑麦面包对肠易激综合征患者肠道菌群的影响，结果显示食用低FODMAP黑麦面包减少了拟杆菌、Flavonifractor、Holdemania、Parasutterella和克雷伯菌的丰度，并显示出双歧杆菌增加的趋势。Flavonifractor利用γ-氨基丁酸（GABA）作为生长基质，因此该菌过多的话可能减少肠道中的GABA含量。由于GABA在肠道中具有多种调节作用，包括减少通便时间和缓解疼痛，增加谷物纤维摄入会减少IBS患者体内“食GABA”菌Flavonifractor的数量。通过饮食调整减少Flavonifractor丰度并增加双歧杆菌丰度可能有助于缓解IBS患者的腹痛或加速通便时间。
注：在患有功能性胃肠道疾病的自闭症儿童的直肠黏膜中发现了较高水平的Flavonifractor，尤其是那些报告有腹痛的儿童。Flavonifractor的数量与组织活检样本中的5-羟色胺水平呈线性相关。在抑郁成年人的粪便中也检测到了较高水平的Flavonifractor。这些都加强了进一步研究的理由，以阐明Flavonifractor、肠道疼痛和情绪障碍之间的联系。
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谷禾健康
人体的肠道粘膜内层形成物理屏障和免疫防御系统，以防止微生物入侵。当身体受到感染或细胞遭受损伤时，免疫系统会启动炎症反应来应对这些情况。炎症是对感染和组织损伤的一种急性反应，以限制对身体的伤害，这种反应是身体自然的防御机制，旨在清除病原体并修复受损细胞或组织。
先天免疫系统包含多种种系编码的模式识别受体(PRRs)，这些受体可以检测由细胞损伤或组织损伤产生的微生物抗原，称为病原体相关分子模式(PAMPs)或损伤关联分子模式(DAMPs)。
这些PRRs包括位于细胞膜上的Toll样受体(TLRs)和C型凝集素受体(CLRs)，以及细胞内PRRs如RIG样受体。NOD样受体(NLRs)是其他可以识别来源于病原体和受损细胞的分子模式的PRRs。
炎性小体的概念在2002年首次被提出，它是细胞内多种蛋白质组成的复合体，处在免疫防御和代谢控制十字路口，是细胞完整性的守护者并调控各种关键细胞功能。主要介导宿主对微生物感染和细胞损伤的免疫反应，在骨髓细胞中产生，是免疫系统的重要组成部分。
在感知外界病原体或损伤后，传递信号给免疫系统，启动炎症。它们形成大型多蛋白信号传导平台来裂解和激活caspase-1，这是一种主要的炎症途径。活性caspase-1可以将非活性形式的促炎细胞因子白细胞介素1β(IL-1β)和IL-18裂解为活性形式来调节炎症和宿主防御反应，这些相关细胞因子介导针对感染的多种局部和全身免疫反应，包括诱导发热、白细胞迁移至损伤或感染部位，以及Th1、Th2和Th17反应的激活和极化。
此外，炎性小体激活与细胞焦亡有关，细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是一种程序性细胞死亡。在对抗感染中发挥重要作用。研究发现其参与宿主防御鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium)、土拉热弗郎西丝菌(Francisella tularensis)和炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)。
各种内源性和外源性刺激已被证明可以激活炎性小体。由于大量微生物寄居在粘膜表面，维持人体和微生物群之间的稳定需要与炎性小体的共生相互作用。
炎性小体主要充当复杂的传感器，使宿主能够区分有益细菌和有害细菌，但它们也充当宿主与其肠道微生物群之间沟通的介质。肠腔的环境状态持续影响宿主反应，导致通过产生IL-1β或IL-18产生特定信号，进而调节肠道微生物群。
随后，调节的微生物群可以通过短链脂肪酸和胆汁酸衍生物等微生物副产物增强宿主反应。但是炎性小体的激活需要受到严格调节，以限制异常激活和对宿主细胞的损害。如果失调，可能会导致不同的疾病。包括自身免疫疾病、癌症、胃肠道(GI)疾病和炎症性疾病。
因此，炎性小体对于协调体内精确的相互作用是不可或缺的。通过针对与炎症小体信号传导相关的结构来研究炎症小体活性的适当调节和治疗干预，可能是一个有前途的研究领域。
本文旨在使人们更清晰地认识炎性小体，讨论了不同炎性小体在人体内的功能、外来细菌、病毒等病原体入侵时，炎性小体在抵抗感染的作用。此外，炎性小体的失调或异常激活可能与人体一些疾病相关。炎性小体和微生物群的相互作用影响着人类健康。
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炎性小体(inflammasome)是由多种蛋白质组成的复合体，也称炎症小体，是免疫系统的重要组成部分，此概念由于2002年首次提出。
炎性小体可识别多种炎症诱导的刺激，包括病原体相关分子模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMPs)，并控制重要的促炎细胞因子如白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-18的产生。
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炎性小体的功能
炎症小体是细胞内多聚蛋白复合物，是细胞完整性的守护者并控制各种关键细胞功能的完整性。具体来说，炎症小体的功能包括以下几个方面：
▸ 参与免疫反应，加工IL-1β和IL-18
在体内，炎性小体已被证明参与抗微生物先天免疫反应。在这方面研究最广泛的炎症小体是NLRP3炎性小体，它参与了抗菌、病毒、真菌和寄生虫的免疫反应。
caspase-1的激活受炎症小体调节，caspase-1的激活会导致IL-1β和IL-18的加工。
在非经典途径中，小鼠体内caspase-11(人类直系同源物包括caspase4和5)的裂解会激活NLRP3炎症小体，该炎症小体在维持肠道免疫稳态中发挥着关键作用。
doi: 10.1038/nature10759.
需要注意的是，在急性炎症中，炎症小体的激活有助于去除死细胞并启动组织修复。然而，在慢性炎症中，炎症小体的持续激活是有害的，因为它会损伤组织。
▸ 促进细胞焦亡
此外，炎症小体激活与细胞焦亡有关。细胞焦亡是一种程序性细胞死亡，表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物的释放进而激活强烈的炎症反应，是机体一种重要的天然免疫反应，在抗感染中发挥重要作用。
细胞焦亡最常发生在细胞内病原体感染时，并且可能形成抗菌反应的一部分。焦亡是caspase-1依赖性的，并且独立于促凋亡caspase发生。
注：尽管细胞焦亡被认为是程序性细胞死亡的一种形式，但它与细胞凋亡所呈现的免疫沉默细胞死亡不同。焦亡伴随着质膜破裂、水流入、细胞肿胀、渗透溶解和促炎细胞内容物的释放。焦亡还伴随着DNA裂解和核浓缩，这与细胞凋亡的DNA阶梯特征不同，因为核完整性并未受到损害。
细胞焦亡的调控尚不明确；然而，细胞焦亡的程度似乎随着炎症体刺激的增加而增加。细胞焦亡是否在产生更活跃的炎症小体途径(下文讨论)的遗传性自身炎症疾病中发挥病理作用尚待确定。
▸ 与炎症性疾病相关，调节肠道稳态
炎性小体激活需要严格调节，以限制异常激活和对宿主细胞的损害。炎症小体活性失调与多种炎症性疾病有关，包括自身免疫、癌症和胃肠道疾病。
尽管炎症小体主要充当复杂的传感器，使宿主能够区分有益细菌和有害细菌，但它们也充当宿主与其肠道微生物群之间沟通的介质。
肠腔的环境状态持续影响宿主反应，导致通过产生IL-1β或IL-18产生特定信号，进而调节肠道微生物群。
随后，调节的微生物群可以通过短链脂肪酸和胆汁酸衍生物等微生物副产物增强宿主反应。因此，炎症小体对于协调体内精确的相互作用是不可或缺的。在这方面，通过针对与炎症小体信号传导相关的结构来研究炎症小体活性的适当调节和治疗干预，可能是一个有前途的研究领域。
炎症小体调节微生物感染和自身炎症性疾病期间的炎症
doi: 10.1038/nature10759.
a.鼠伤寒沙门氏菌通过肠上皮屏障进入宿主。M细胞是一种特殊的上皮细胞类型，分布在Peyer’s斑块上，特别参与沙门氏菌的胞吞作用和Peyer’s斑块中巨噬细胞的感染。炎症小体和caspase-1参与了几种细胞类型和感染的几个步骤。将细菌效应蛋白SopE注射到上皮细胞中，通过涉及GTPase Rac1的过程诱导caspase-1独立于NLRP3和NLRC4的激活。由此产生的粘膜炎症依赖于非造血细胞产生的IL-1β和IL-18。在巨噬细胞感染时，细菌蛋白鞭毛蛋白和PrgJ (T3SS的一部分)通过NLRC4被感知。这导致caspase-1的激活，导致IL-1β/IL-18加工和焦亡，从而限制全身感染。NLRP3通过识别未知信号参与这些过程。
b.巨噬细胞吞噬尿酸钠(MSU)晶体诱导nlrp3依赖性caspase-1激活和IL-1β释放，刺激非造血细胞产生IL-6和趋化因子(CXCL1和CXCL8)，吸引中性粒细胞。然后，活化的中性粒细胞引起组织损伤。治疗性阻断人IL-1β可改善痛风的炎症发作。
▸ 和自噬途径的相互调节
自噬是一种细胞保护过程，细胞通过该过程将受损的蛋白质、细胞器或病原体隔离在双膜室(自噬体)中，靶向这种细胞材料在溶酶体中降解，并回收组成分子。
自噬发生在正常生理条件下，但可以通过细胞应激（如饥饿、促炎信号传导(例如 IFNγ)或细菌感染）上调。
最近的报告揭示了炎症小体和自噬途径之间复杂的相互作用。在没有污染配体的情况下，用TLR4激动剂脂多糖处理不会诱导野生型巨噬细胞中的炎症小体活化。然而，通过自噬调节因子Atg16L1或 Atg7 的基因消融来阻断自噬，可以实现LPS依赖性炎症小体激活，这表明自噬通常会对抗LPS引起的炎症小体激活。
另一项研究发现，炎症小体对自噬有负向调节作用，这使炎症小体和自噬之间的联系更加复杂。
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炎性小体是好是坏
“抛开剂量谈毒性都是耍流氓”——炎症小体过少或过于活跃对健康都是不利的。炎症小体的活动是需要严格控制的，不能随意抑制和刺激，以避免产生过多的炎性细胞因子导致细胞死亡，伤及自身。
所以正常情况下，炎症小体，特别是NLRP3的表达在许多细胞中相对较低，需要诱导去引发信号。
先天免疫系统包含多种编码的模式识别受体(PRR)，可检测微生物抗原，称为病原体相关分子模式(PAMP)或损伤相关分子模式(DAMP)，由细胞或组织损伤产生。
炎症小体如何被激活尚不清楚。由于激活炎症小体的PAMP、DAMP和病原体具有不同的性质，因此可能存在多种途径。
炎性小体在感知到PAMPs和DAMPs的结构多样性后进行组装。已经提出了几个模型来解释这些信号是如何被感知的，包括基于一般细胞应激识别的模型(图a和b)或基于激活信号的直接和间接识别的模型(图c-e)。
doi: 10.1038/nature10759.
(a) NLRP3感知细胞内(可能由线粒体)直接或间接由NLRP3炎症小体激活剂产生的活性氧(ROS)。硫氧还蛋白和硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)的复合物可以感知ROS的增加，从而导致该复合物的解离。
随后，TXNIP与NLRP3结合导致NLRP3的激活，ASC和前caspase-1的募集，以及活性炎性体复合物的形成。
(b) 溶酶体失稳后，NLRP3被激活。特定晶体和颗粒结构的吞噬可导致溶酶体不稳定和溶酶体内容物(包括蛋白酶)的释放。这些蛋白酶可导致负调节因子的蛋白水解失活或NLRP3正调节因子的蛋白水解激活，导致炎性小体组装。
(c, d) NLRP1和AIM2直接感知配体。特异性配体(muramyl二肽(MDP)和双链DNA (dsDNA))的直接结合可导致NLRP1和AIM2的构象改变，导致炎性小体活化。
(e) NLRP1炎症小体的形成不依赖于ASC。NAIP蛋白感知细菌蛋白，导致NLRC4的募集和NLRC4炎症小体的组装。
此外，构成信号的限制因子如pro-IL1β和-IL18的转录上调是炎症小体激活的先决条件。除了编码原细胞因子的基因的诱导转录之外，NLRP3转录的激活也由NF-κB 激活剂(例如TLR配体)诱导。
doi: 10.1146/annurev-immunol-031210-101405.
大部分炎性小体主要由受体蛋白(NLR或ALR家族的成员)，衔接蛋白ASC和效应蛋白caspase组成。
炎性小体作为一种重要的细胞结构，它在炎症和免疫反应中发挥着关键作用。不同类型的炎性小体在形态和功能上都有所不同，对于了解炎症过程和治疗炎症性疾病具有重要意义。下面将探讨不同类型的炎性小体的特点和对肠道微生物群的作用机制。
Manshouri S,et al.Cell Commun Signal.2024
NLRP1炎症小体
NLRP1是第一个报道的形成炎症小体的分子，对caspase-1、caspase-5和ASC的需求最低。
NLRP1在结构上与其他NLR的不同之处在于其额外的C端延伸，由具有未知功能的结构域和CARD结构域组成。
NLRP1炎症小体在小鼠和人类中是不同的。小鼠NLRP1炎症小体由Nlrp1a、b和c的三个旁系同源物组成，其中包含NR100结构域，而不是人类中看到的PYD。
▸ NLRP1会影响产生丁酸盐的菌群
研究发现NLRP1炎症小体可以影响肠道微生物群。Nlrp1缺陷的小鼠表现出产生丁酸盐的细菌数量增加。丁酸盐已被证明通过促进肠道屏障的功能(例如粘液产生和紧密连接)对炎症性肠病(IBD)具有有益作用。
NLRP1炎症小体可能通过减少肠道微生物群的丁酸盐产生而对IBD产生负面影响。IBD有两种主要的临床形式，包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。短链脂肪酸(SCFA)是由有益肠道细菌通过高纤维饮食发酵产生的。这些SCFA在减少炎症、调节免疫功能和防止过度活跃的免疫反应方面发挥着至关重要的作用，从而减缓IBD的临床进展。
NLRP3炎症小体
NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎性小体包括N末端的热蛋白结构域(PYD)、中央NACHT结构域(包括带有核苷酸三磷酸腺苷/三磷酸鸟苷 (ATP/GTPase) P 环的七个基序和Walker A 和 B 结合位点），以及C端的9个富含亮氨酸的重复序列 (LRR)。
▸ 与其他炎症小体相比，NLRP3炎症小体需要两个信号
信号1（启动）由微生物分子或内源性细胞因子或 PRR(例如 TLR)的激活提供，导致经典和非经典 NLRP3 炎性体成分的转录上调。
它由NLRP3和pro-IL-1β的转录上调以及非转录机制组成，例如N端 PYD 内残基的去磷酸化、PYD 和 NACHT 结构域之间关键丝氨酸残基的磷酸化和 NLRP3 去泛素化。
Caspase-8和FAS相关死亡结构域蛋白(FADD)通过调节NF-kB通路介导此步骤。Lys-63 特异性去泛素酶 BRCC36 (BRCC3) 和 IL-1 受体相关激酶 1 (IRAK1) 调节 NLRP3 的激活。
信号2（激活）由PAMP或DAMP、成孔毒素、K +外流、溶酶体破坏、线粒体活性氧产生、心磷脂重新定位到线粒体外膜以及氧化线粒体DNA的释放提供，然后Cl -流出。
NLRP3炎症小体的经典和非经典激活机制
Manshouri S,et al.Cell Commun Signal.2024
经典途径涉及TLR信号传导，通过NF-κB途径诱导IL-1β、IL-18和NLRP3的转录。非规范途径涉及脂多糖等刺激，需要caspase-11来激活caspase-1。
▸ 微生物与NLRP3炎症小体的相互作用
一些共生肠道微生物可能会激活肠粘膜巨噬细胞中的NLRP3炎性小体。据报道，奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)可能通过产生溶血素成为 NLRP3 激活剂。肠杆菌(Enterobacter)和克雷伯菌属(Klebsiella spp)在口腔定植可能会触发NLRP3炎症小体。存在于小鼠口腔中的产气克雷伯菌(K.aerogenes)通过巨噬细胞分泌IL-1β导致牙周炎。
研究还报道了肠道微生物群异常积累对年龄相关性心房颤动的因果影响，表明微生物群-肠道屏障-心房NLRP3炎性体相互作用可能作为治疗年龄相关性心律失常的潜在靶点。
在临床前研究中，研究人员发现金黄色葡萄球菌将线粒体与吞噬体隔离开，以逃避杀菌活性氧。这种巨噬细胞死亡的逃避依赖于NLRP3炎性体。使用小干扰RNA(siRNA)靶向NLRP3可以改善感染金黄色葡萄球菌的小鼠的细菌清除率。研究人员还发现，NLRP3 抑制和电子传递链复合物 II 抑制相结合，可以提高对人类单核细胞中金黄色葡萄球菌的杀伤力。
最近，证明了NLRP3炎性体在接触香烟烟雾后被激活，从而为肺部造成铜绿假单胞菌引起的急性损伤做好准备。这项研究表明，靶向NLRP3炎性体可能是治疗香烟烟雾引起的肺损伤的潜在治疗方法。
NLRP6炎症小体
NLRP6，也称为 PYPAF5，被描述为大多数免疫细胞中NF-κB和caspase-1表达的调节剂。这种蛋白质存在于肠上皮细胞中。研究表明，NLRP6对于调节肠道微生物组的组成和功能至关重要。
▸ 调节肠道微生物的组成和功能
NLRP6通过炎症小体依赖性和炎症小体独立途径、结肠炎相关肿瘤发生和杯状细胞中的粘液分泌来协调宿主与肠道病毒和细菌感染的相互作用。肠上皮细胞中的NLRP6缺陷与IL-18产生和caspase-1激活中断有关。NLRP6缺陷小鼠表现出普氏菌科和 TM7 的生长，以及乳杆菌和厚壁菌门的减少。
这些不平衡会引发结肠炎和肠道自发炎症。微生物群相关代谢物，例如牛磺酸和肠道共生细菌，可以激活NLRP6炎性体产生抗菌肽。杯状细胞可以通过 TLR-Myd88 信号传导激活 NLRP6 炎症小体，从而产生muc2。革兰氏阳性病原体产生脂磷壁酸，通过ASC募集激活NLRP6炎症小体，导致全身感染。应激诱导的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)抑制NLRP6炎症小体的激活，后者会导致肠道炎症和肠道微生物组的改变。
▸ NLRP6缺陷会导致胃肠道生态失调
NLRP6 缺陷的小鼠容易发生炎症。NLRP6 炎症小体在正常条件下是自我抑制的。脂磷壁酸和双链 RNA (dsRNA) 可以直接与 NLRP6 结合，从而产生可能的构象变化，以帮助液-液相分离(LLPS)，这是炎症小体组装所必需的早期步骤。
此外，脂多糖可以直接与NLRP6结合，这可能导致LLPS的形成。然后，它与ASC相互作用激活 caspase-1或 caspase-11，从而激活 GSDMD 并导致质膜中孔的形成以及促炎细胞因子和细胞内内容物的释放。如果与ASC的相互作用不形成 NLRP6 炎症小体，则 LLPS 中的 NLRP6 通过诱导干扰素 (IFN) 和 IFN 刺激基因，诱导替代的炎症小体独立途径。
总而言之，在强烈的炎症反应具有破坏性的情况下，NLRP6可能通过 TLR 轴发挥保护作用，而其作用对于维持肠道稳态是必要的。NLRP6炎症小体与胃肠道的稳态有关。先前的研究表明NLRP6失调可能导致胃肠道生态失调。
此外，NLRP6炎症小体刺激抗菌肽(AMP)的表达，包括血管生成素-4(Ang4)。一些微生物代谢物，包括牛磺酸、精胺和组胺，似乎可以诱导NLRP6依赖性IL-18和AMP的产生。
NLRP12炎症小体
NLRP12，也称为Nalp12和Pypaf-7，与ASC和胱天蛋白酶1形成炎症小体，使IL-1β成熟。它是最早与衔接蛋白ASC共定位并相互作用形成炎症小体的NLR之一。人类基因组中NLRP12编码序列的突变与IL-1介导的炎症性疾病有关。
▸ 识别鼠疫耶尔森氏菌等病原菌
尽管我们对NLRP12在健康和疾病中的作用的了解有限，但最近的数据表明，NLRP12对于识别鼠疫耶尔森氏菌（鼠疫病原体）至关重要。
NLRP12在巨噬细胞感染鼠疫杆菌后控制caspase-1裂解以及IL-1β和IL-18分泌。然而，NLRP12可以抑制骨髓源性巨噬细胞产生IL-12，并负向调节宿主对流产布鲁氏菌的防御。
NLRP12的确切配体目前未知；然而，它的激活需要一个功能正常的T3S系统。这表明细菌毒力因子进入宿主细胞质可能是直接激活NLRP12或改变宿主信号通路所必需的。无论激活机制如何，NLRP12驱动的IL-18分泌和相关的IFN-γ产生在小鼠抵抗鼠疫耶尔森氏菌感染方面发挥着关键作用。NLRP12缺陷小鼠在感染后表现出更高的死亡率和细菌载量。
▸ 抑制肠道炎症和肿瘤
除了形成炎症小体之外，NLRP12还通过负向调节NF-kB信号传导来抑制肠道炎症和肿瘤发生。几项独立研究表明，NLRP12 在生化检测、结肠癌和结肠炎模型中对经典和非经典NF-κB信号传导有负向调节作用。
NLRP12被认为在鼠伤寒沙门氏菌感染期间独立于炎症小体抑制宿主防御，因为Nlrp12缺陷小鼠比WT对照对鼠伤寒沙门氏菌感染具有更强的抵抗力，并且炎症细胞因子水平较低。
NLRP12在造血细胞中发挥抑制肿瘤发生的作用，但它不是造血细胞，而是非造血细胞，这对于限制肿瘤数量至关重要。尽管如此，两项研究都表明NLRP12在控制结肠炎症反应中发挥着重要作用。
NLRC4炎症小体
NLRC4(以前称为IPAF，Card12)在感染各种革兰氏阴性菌后可形成炎症小体，如鼠伤寒沙门菌(S.typhimurium)、嗜肺军团菌、福氏志贺菌和铜绿假单胞菌。NLRC4在髓系中表达，其基本作用是防止细菌入侵。
与其他炎症小体不同，NLRC4与另一种NLR蛋白NAIP结合被激活，NAIP作为NLRC4激活剂的受体。
▸ 有效抵御铜绿假单胞菌和伤寒沙门氏菌
几项研究表明，NLRC4在宿主防御有鞭毛的铜绿假单胞菌方面是有效的。在缺乏NLRC4或胱天蛋白酶-1激活的情况下，含有军团菌的吞噬体不能与溶酶体融合。相反，鞭毛蛋白突变的军团菌不能激活巨噬细胞中的胱天蛋白酶1。
鼠伤寒杆菌可以激活NLRC4和NLRP3，这导致ASC的形成和胱天蛋白酶向炎症小体的募集。NLRC4炎症小体感知PrgJ，一种III型分泌系统(T3SS)的成分，并通过CARD-CARD与胱天蛋白酶-1的相互作用启动炎症小体组装。
▸ 与婴儿期肠炎伴自体炎症相关
研究人员证明， NLRC4的功能获得性突变与一种极其罕见的疾病有关，这种疾病称为婴儿期肠炎伴自体炎症(AIFEC)。这种疾病的特点是巨噬细胞激活和胃肠道严重炎症。常驻肠道单核吞噬细胞(iMP)，例如树突状细胞和巨噬细胞，可以对抗肠道病原微生物，同时保持对共生微生物的耐受性。
由于胃肠道的免疫细胞主要与许多共生微生物发生反应，它们应用多种机制来限制针对胃肠道共生微生物的不受控制的免疫反应。iMP中的NLRC-4激活后，分泌IL-1β诱导内皮细胞中粘附分子的表达。这些粘附分子促进中性粒细胞募集到肠粘膜和外来微生物的摄入。
PYHIN炎症小体
另一类与NLR不同的炎症小体已被鉴定为PYHIN家族。PYHIN是由四个人类基因（AIM2、IFI16、MNDA和IFIX）和13个小鼠基因组成的家族，并包含一个PYD和一个或两个HIN-200DNA 结合域。
AIM2和IFI16已被证明可形成caspase-1激活炎症小体。与NLR不同，AIM2和IFI16在这两种情况下都直接与其配体dsDNA结合。ASC是招募pro-caspase-1所必需的，因为AIM2和IFI16缺乏 CARD。
▸ AIM2对于肠道微生物群稳态非常重要
在感染过程中，AIM2感知来自鼠巨细胞病毒、牛痘病毒、土拉弗朗西斯菌和单核细胞增生李斯特菌的 DNA 。
AIM2炎症小体的一个功能是调节肠道微生物群。研究表明，AIM2炎症小体的激活导致肠道中IL-18和AMP的产生。Aim2缺陷小鼠的IL-18和AMP(例如REG3c和REG3b)减少。AIM2 的缺乏会导致肠道菌群失调，从而增加对结肠炎的易感性。
同时研究发现， Aim2缺陷小鼠粪便中肠杆菌科成员(例如大肠杆菌)的数量比普通小鼠高数百倍。当新杀弗朗西丝菌(F.novicida)（一种胞质病原体）从液泡逃逸到细胞质时，AIM2炎性小体就会受到刺激。缺乏逃离液泡的关键基因的F. novicida突变体无法触发AIM2炎症小体。
与NLRP6类似，AIM2炎性小体对于维持肠道微生物稳态至关重要。在胃肠道中，未经治疗的Aim2缺陷小鼠显示，Akkermansia muciniphila和 Anaeroplasma的数量较高，而双歧杆菌、普雷沃菌、Anaerostipes和Paraprevotella的数量较低。
Pyrin炎症小体
Pyrin是一种高分子量(86kDa)蛋白质，主要存在于免疫细胞中，包括中性粒细胞、单核细胞和树突状细胞。
与其他免疫传感器不同，pyrin通过细胞骨架重塑而不是微生物化合物来检测细菌毒力。
Pyrin在识别病原体对RhoA GTPase的失活修饰后，以ASC依赖性方式介导caspase-1炎症小体组装。小鼠pyrin有两个功能性磷酸化位点：Ser-205 和Ser-241，它们通过与14-3-3蛋白结合而使pyrin 失活。当毒素刺激或细菌感染时，导致Rho修饰，Ser-205和Ser-241去磷酸化，导致14-3-3解离。该级联导致吡啶激活并形成寡聚吡啶-ASC炎性体复合物。
▸ 在维持肠道稳态中发挥作用
尽管关于肠道微生物群产生的特定pyrin炎症小体激活剂的知识很少，但最近的研究揭示了它们在维持肠道稳态中的作用。在一项使用小鼠结肠炎的研究中，pyrin炎症小体信号可防止生物失调，促进肠道屏障完整性，并改善结肠炎症和肿瘤发生。
最近一项使用全基因组合并CRISPR筛选技术的研究中，两种胆汁酸类似物(BAA485和BAA473)被鉴定为在髓系和IEC系中诱导pyrin炎症小体信号传导的特异性配体。由于肠道细菌是胆汁酸代谢的丰富来源，类似的微生物组衍生的pyrin炎症小体激活配体可能有助于调节肠道稳态。
总体而言，pyrin炎症小体为与细胞骨架结合的先天免疫成分提供了新的范例，为细胞免疫的结构调节提供了新的机制。
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炎症小体正在成为宿主针对微生物病原体反应的关键调节因子。当微生物侵入组织或引起细胞损伤时，这些胞质多蛋白复合物会招募并激活半胱氨酸蛋白酶caspase-1。
炎症小体激活的caspase-1通过将促炎细胞因子IL-1β和IL-18裂解为其生物活性形式并将高迁移率族蛋白B1(HMGB1)释放到细胞外环境中来诱导炎症。此外，炎症小体通过称为细胞焦亡的炎症细胞死亡程序来对抗细菌复制并清除受感染的免疫细胞。
跟着谷禾一起来深入了解炎症小体在宿主与微生物相互作用中所扮演的重要角色，探讨其对免疫调节和疾病防御的影响，以及在维持体内微生物稳态和免疫平衡方面的关键功能。
炎症小体的组装和caspase-1的激活在病原体特异性方式下发生，尽管不同的炎症小体在感染过程中可能具有相似的作用。
▸ Nlrp1b炎症小体
Nlrp1b炎症小体识别细胞质中存在的炭疽芽孢杆菌致死毒素，Nlrp1b基因突变被确定为炭疽致死毒素诱导巨噬细胞死亡的关键易感位点。值得注意的是，Nlrp1b炎性体诱导的细胞焦亡赋予体内对炭疽芽孢杆菌孢子感染的抵抗力，突显了细胞焦亡对于宿主防御病原体的重要性。
▸ Nlrp3炎症小体
NLR家族成员Nlrp3的激活包括一个两步过程，需要用TLR和NLR配体启动以增强NF-κB驱动的Nlrp3转录，然后将巨噬细胞暴露于微生物毒素和离子载体(例如尼日利亚菌素和蓖麻毒素)或内源性毒素。
在巨噬细胞分别感染细菌、病毒和真菌病原体如金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、流感病毒和白色念珠菌的过程中，可以结合Nlrp3启动和激活步骤。类似于Nlrp1b炎症小体在炭疽杆菌感染中的作用，Nlrp3炎症小体激活缺陷使小鼠对念珠菌病高度敏感。
▸ Nlrc4炎症小体
Nlrc4炎性体可检测沙门氏菌(Salmonella)、假单胞菌(Pseudomonas)、军团菌(Legionella)和志贺氏菌(Shigella spp.)的III型和IV型细菌分泌系统的细菌鞭毛蛋白和基体杆成分。
除了分泌IL-1β和IL-18之外，最近还确定诱导焦亡细胞死亡是一种关键的体内机制，Nlrc4炎性体通过该机制清除表达鞭毛蛋白的细菌，例如嗜肺军团菌和伯克霍尔德菌。
人们认为细胞焦亡使细胞内细菌暴露于细胞外免疫监视，从而使它们被抗菌肽、免疫球蛋白和补体系统破坏，并被中性粒细胞和其他免疫细胞摄取。
▸ AIM2炎症小体
最后，AIM2响应土拉热弗朗西斯菌(F.tularensis)、单核细胞增多性李斯特菌和某些DNA病毒(例如CMV和痘苗病毒)以诱导caspase-1激活。caspase-1缺陷型小鼠对土拉菌病(土拉菌病的病原体)感染的敏感性增加，说明AIM2炎性小体在宿主对微生物病原体的防御反应中发挥着关键作用。
细菌和病毒效应物对炎症小体途径的调节
doi: 10.4049/jimmunol.1100229.
细菌、病毒和真菌病原体感染巨噬细胞和树突状细胞会诱导炎性体复合物的组装。这些多蛋白复合物驱动诱导caspase-1的激活，从而使IL-1β、IL-18和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)释放到细胞外。
鉴于炎症小体在控制微生物病原体复制和传播中的重要性，细菌进化出一套机制来对抗炎症小体组装并干扰caspase-1效应机制的诱导也就不足为奇了。
▸ Yop蛋白等毒力因子抑制IL-1β分泌
例如，肠道病原性小肠结肠炎耶尔森氏菌通过专用的III型分泌系统将称为Yop蛋白的毒力因子注入宿主细胞胞浆中。在这些效应蛋白中，YopE和YopT抑制caspase-1激活以及随后成熟IL-1β的分泌。
这些Yop蛋白是Rho GTP酶和Rho介导的过程(例如细胞骨架重组和吞噬作用)的负调节因子。
尽管目前尚不清楚Yop效应蛋白和细胞骨架过程如何干扰炎症小体信号传导，但显性失活蛋白和化学抑制剂导致Rho GTPase Rac1失活表明该Rho GTPase在caspase-1激活和IL-1β分泌中发挥着关键作用。
假结核耶尔森氏菌使用名为YopK的第三种效应蛋白来掩盖细菌III型分泌系统并阻止其被Nlrp3和Nlrc4炎性体识别。这导致宿主巨噬细胞中的细菌存活率增加，说明炎症小体在控制侵入性耶尔森氏菌细胞内增殖中的重要性。
▸ 毒力因子外酶抑制caspase-1激活
表达毒力因子外酶(Exo)U的铜绿假单胞菌分离株使用不同的策略来抑制人类吞噬细胞中caspase-1的激活。这种革兰氏阴性病原体编码一种名为ExoU的具有磷脂酶A2活性的酶，可抑制Nlrc4炎性体驱动的受感染巨噬细胞分泌IL-1β和IL-18。
ExoS是另一种假单胞菌毒力因子，可干扰炎症小体诱导的IL-1β产生。该效应蛋白通过涉及其ADP-核糖基转移酶活性的不完全表征过程抑制caspase-1激活。
▸ 干扰炎性小体的信号传导
嗜肺军团杆菌(L.pneumophila)代表了革兰氏阴性病原体如何干扰炎症小体信号传导的另一个例子。Nlrc4炎性小体限制体外培养的巨噬细胞和受感染小鼠肺部的军团菌生长。该病原体干扰炎性小体接头ASC的转录上调，以保护其在人单核细胞中的增殖。
F.tularensis利用假定的脂质II翻转酶mviN来抑制AIM2炎症小体的激活。mviN突变株感染小鼠，由于AIM2炎性体介导的IL-1β分泌增强和巨噬细胞焦亡，导致体内毒力受损。
革兰氏阳性病原体(例如结核分枝杆菌)也已进化出干扰炎性体功能的机制。被称为Zmp1的推定Zn2+金属蛋白酶对Nlrc4炎性体激活和IL-1β分泌的抑制使这种人类结核病病原体在骨髓细胞中增殖。
炎症小体信号传导的调节并不局限于细菌病原体。事实上，病毒提供了一些最具特征的机制，通过这些机制影响炎症小体。
▸ 牛痘病毒编码的丝氨酸蛋白酶抑制剂抑制 Caspase-1
牛痘病毒细胞因子反应修饰物A(CrmA)及其在牛痘病毒中的同源物直接靶向影响Caspase-1的酶活性。
CrmA和其他丝氨酸蛋白酶抑制剂在增强痘病毒毒力方面的重要性通过以下观察得到证实：CrmA的缺失会减弱BALB/c和C57BL/6小鼠鼻内和颅内感染的毒力。同样，感染缺乏CrmA同源Serp2的粘液瘤病毒突变体的兔子的病毒滴度显著降低。
此外，正痘病毒、痘苗病毒和副痘病毒产生可溶性IL-18结合蛋白，可防止细胞因子诱导的IL-18受体激活。因此，正痘病毒通过丝氨酸蛋白酶抑制剂和清道夫受体分别对caspase-1活性和下游炎症体效应子的联合抑制作用来增加毒力。
注：清道夫受体是吞噬细胞表面的一组异质性分子
▸ 病毒诱饵蛋白对炎症小体组装的抑制作用
除了直接靶向caspase-1的酶活性并干扰IL-1和IL-18受体的连接外，病毒还部署了阻止炎症小体组装的分子。
卡波西肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)Orf63的作用很好地说明了这一点，Orf63是一种病毒Nlrp1同源物。KSHV Orf63与人Nlrp1和Nlrp3相互作用，以阻止其各自炎症小体的组装以及随后的caspase-1依赖性先天免疫反应。
KSHV Orf63表达的转录下调降低了病毒复制率，这是由于Nlrp1和Nlrp3介导的IL-1β分泌增强以及KSHV感染的人单核细胞和293T细胞中焦亡诱导的结果。
吡啶结构域蛋白(POP)，例如粘液瘤病毒M013L和纤维瘤病毒S013L，代表了病毒诱饵蛋白抑制炎性体的另一个例子。由于宿主炎症反应增加和病毒复制减弱，缺乏编码M013L基因的粘液瘤病毒突变体的病毒血症显著减少，从而强调了粘液瘤病期间病毒POP的重要性。
此外，人类CARD蛋白ICEBERG、COP、INCA和CASP12 S被认为通过与caspase-1前结构域中的CARD基序的同型CARD相互作用来清除caspase-1，从而干扰炎症小体组装。然而，与病毒POP不同，人类CARD-only蛋白的病毒对应物仍有待鉴定。
炎症小体的抑制
doi: 10.1146/annurev-immunol-031210-101405.
▸ 流感病毒抑制炎症小体信号传导
有趣的是，流感病毒使用与上述正痘病毒无关的机制来阻止caspase-1的激活并干扰炎症小体信号传导。人类流感A/PR/8/34(H1N1)的突变病毒，其中流感NS1基因被删除，触发受感染宿主细胞分泌显著增加的IL-1β和IL-18水平，并未能阻止巨噬细胞中caspase-1的成熟。
这些突变病毒在体外被减毒，但caspase-1依赖性和非依赖性机制在多大程度上促成了这种表型尚不清楚。流感NS1驱动的caspase-1激活抑制似乎仅依赖于NS1的N-末端RNA结合/二聚化结构域，而羧基末端效应结构域对于抑制IL-1β和IL-18分泌是可有可无的。对流感病毒NS1抑制胱天蛋白酶-1激活的分子机制的进一步分析可能揭示病毒靶向炎症小体的有趣的新机制。
我们的观点
总体而言，宿主-病原体相互作用本质上是动态的。病毒利用了人体的基因，并利用它们来规避免疫系统。细菌也进化出了复杂的机制。病原体对炎症小体的特异性靶向强调了其在先天免疫中的重要性。
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炎症小体是一种在人体免疫系统中起关键作用的多蛋白复合物，其异常活化或抑制与多种炎症性疾病的发生和发展密切相关。炎症小体在调节炎症反应、细胞焦亡和免疫调节中发挥重要作用。
但由于炎症小体成分的遗传突变以及调节缺陷而导致的不适当的炎症小体反应与多种人类疾病有关。研究表明，炎症小体的功能异常与自身免疫疾病、感染性疾病和肿瘤等的发生有关。
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在肠道炎症和肿瘤发生中的作用
结直肠癌是一种常见的恶性肿瘤，发病率和死亡率在全球范围内居高不下。据统计，结直肠癌是全球第三常见的癌症，也是溃疡性结肠炎和克罗恩病等炎症性肠病的主要并发症。炎症性肠病和结直肠癌通常与炎症细胞因子的过度产生有关。
IL-1α/β、IL-6和TNF-α等炎症细胞因子在炎症促进的肿瘤发生中发挥重要作用。基于炎症小体在IL-1β加工中的关键作用，研究了NLRP3炎症小体在结肠炎和结肠炎相关癌症(CAC)中的作用。
▸ 炎症小体在控制肠道稳态和预防肿瘤中起作用
多个研究小组意外地发现炎症小体的成分在控制肠道稳态和预防肿瘤发生方面发挥着保护作用。
NLRP3、ASC或caspase-1缺陷的小鼠更容易患结肠炎和CAC。这种表型与局部和全身IL-1β和IL-18分泌减少有关。数据表明，NLRP3负责防止肠道炎症和肿瘤发生增加。
此外，观察到caspase-1对DSS诱导的结肠炎具有类似的保护作用。Casp1−/−小鼠在DSS治疗后表现出肠道炎症和NF-κB激活增强以及组织修复受损。
▸ IL-18可能介导了炎症小体对肠道的保护作用
IL-18是肠道稳态和炎症所必需的。研究发现，IL-18信号传导可防止DSS诱导的结肠炎和DSS+氧化偶氮甲烷诱导的CAC动物模型中的组织损伤。此外，外源性IL-18使Casp1−/−小鼠免受结肠炎诱发的体重减轻影响。因此，IL-18似乎负责NLRP3炎性体介导的针对肠道炎症、组织损伤和肿瘤发生的保护作用。
▸ NLRP3炎症小体在化疗抗肿瘤反应中起作用
还研究了NLRP3炎症小体在肿瘤发生中的作用。研究指出，NLRP3炎症小体对化疗诱导的抗肿瘤反应是必不可少的。从机制上看，化疗诱导的垂死肿瘤细胞释放的ATP激活了NLRP3炎症小体，进而通过IL-1β的分泌进一步激活产生IFN-γ的CTL。
考虑到用于激活NLRP3炎症小体的外源性ATP浓度远高于化疗诱导的垂死肿瘤细胞释放的ATP浓度（mM与μM），其他内源性NLRP3激活剂，如尿酸，可能在化疗期间释放，从而激活体内的NLRP3炎性小体。
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NLRP3炎症小体和代谢紊乱
近几十年来，肥胖、2型糖尿病、动脉粥样硬化等代谢性疾病的发病率急剧上升，严重威胁人类健康。
▸ 肥胖患者的促炎细胞因子上调
在过去的十年中，人们已经清楚地认识到慢性炎症是代谢紊乱的一个关键预测因素。例如，肥胖与细胞因子产生的上调和炎症信号通路的激活有关。
肥胖状态下，脂肪组织中的炎症小体活化会导致促炎细胞因子的过度分泌，如IL-1β和IL-18等。这些促炎细胞因子的释放会引发炎症反应，进而影响胰岛素信号传导、葡萄糖代谢和脂质代谢，加剧肥胖相关的代谢紊乱。
▸ 炎症小体分泌IL-1β破坏胰岛素调节
NLRP3炎症小体在2型糖尿病(T2D)中扮演着重要角色。它作为代谢应激传感器，在治疗T2D的临床试验中加强了IL-1β受体拮抗作用。
IL-1β升高是发生T2D的危险因素，并通过拮抗胰岛素信号传导导致胰岛素抵抗。IL-1β还介导胰岛中长期高血糖(糖毒性)的毒性作用，导致β细胞破坏并调节葡萄糖诱导的胰岛素分泌。
最近的一项研究描述了慢性高血糖期间小鼠胰岛中IL-1β的分泌情况：高细胞外葡萄糖通过NLRP3炎症小体触发IL-1β分泌。
此外，NLRP3结合蛋白TXNIP作为胰腺β细胞死亡和外周葡萄糖摄取失败的介质，与T2D密切相关。
炎性小体在代谢综合征中的作用
doi: 10.1038/nature10759.
▸ NLRP3炎症小体在动脉粥样硬化中起重要作用
最近的研究还表明NLRP3炎症小体在动脉粥样硬化中发挥着核心作用。动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，其特征是动脉粥样硬化病变中炎性成分的积累和免疫细胞的募集。
观察到在早期饮食引起的动脉粥样硬化病变中存在微小胆固醇晶体的沉积，这与巨噬细胞的募集有关。体外生成的胆固醇晶体在脂多糖引发的人外周血单核细胞和小鼠巨噬细胞中诱导NLRP3/ASC炎性体激活和caspase-1/IL-1β/IL-18裂解。
此外，使用骨髓嵌合体的体内实验表明，骨髓细胞来源的NLRP3、ASC和IL-1β/β在动脉粥样硬化病变的发展中发挥着关键作用。由于活性氧(ROS)还促进动脉粥样硬化的发展，因此测试ROS在胆固醇晶体诱导的NLRP3炎性体激活中的参与将很有意义。
3
炎症小体和适应性免疫
NLRP3炎性小体除了在先天免疫反应中的促炎作用外，最近的研究强烈表明NLRP3炎性体介导的细胞因子（IL-1β和IL-18）在形成适应性免疫反应中发挥着重要作用。
▸ IL-1β调节早期TH17细胞分化
据报道，IL-1β信号传导可调节早期Th(辅助性T)17细胞分化，并在实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)诱导中发挥重要作用。
从机制上讲，IL-1β信号传导诱导IRF4和RORγt的表达，这是参与Th17分化的两个重要转录因子。IL-1β 还被证明可以与IL-23协同作用，诱导产生IL-17的 γδ T 细胞的发育，从而促进EAE的发展。因此，人类Th17细胞的分化需要IL-1β的存在。
▸ IL-18协同其他细胞因子影响T细胞的反应
与IL-1β相反，IL-18信号在Th细胞分化中的作用取决于其他协同细胞因子。例如，IL-18与IL-12的协同作用诱导产生IFN-γ的Th1细胞，而IL-18与IL-2的组合增强了IL-13(一种Th2细胞因子)的产生。
通过与IL-23协同作用，IL-18扩增极化Th17细胞产生的IL-17。因此，与IL-1β相比，IL-18在形成适应性T细胞反应方面表现出更灵活的功能，这可以解释IL-1β和IL-18在某些疾病模型(如肠道炎症和2型糖尿病)中的不同功能。
基于IL-1β和IL-18在T细胞分化和自身免疫性疾病中的作用，几个研究了炎症小体在T细胞介导的疾病中的作用。数据表明NLRP3在加剧EAE发展中发挥着重要作用。这是由于抗原呈递巨噬细胞和DC需要NLRP3才能最佳地激活初始T细胞形成Th1和Th17效应细胞。
总之，NLRP3炎症小体介导IL-1β和IL-18的产生，IL-1β和IL-18与其他炎症细胞因子配合调节T效应细胞的产生并影响疾病进展。这些研究将炎症小体的作用扩展到适应性免疫的调节。
4
炎症小体和痛风
痛风是一种自身炎症性疾病，其特征是严重的关节炎症，导致关节病和相当大的疼痛。痛风与代谢紊乱密切相关，导致血尿酸水平升高(高尿酸血症)和 尿酸盐(MSU)晶体在关节中沉积。
▸ 尿酸盐是NLRP3炎症小体的有效激活剂
最近的研究阐明了尿酸盐(MSU)依赖性关节炎症的潜在机制。MSU在体外是NLRP3炎症小体的有效激活剂，并且MSU依赖性中性粒细胞募集在体内依赖于ASC衔接子、caspase-1和IL-1R。
IL-1β拮抗剂在临床试验中的成功支持了炎症小体调节的IL-1β在人类痛风和密切相关的假痛风中的致病作用。
5
炎症小体和肝损伤
尽管NLRP3炎性体在DSS诱导的结肠炎期间的组织损伤中发挥保护作用，但对乙酰氨基酚(APAP)诱导的肝损伤动物模型的研究表明，NLRP3炎性体会放大免疫反应并加剧肝损伤。
▸ NLRP3可能是造成肝损伤的关键介质
APAP治疗通过有毒代谢中间产物诱导肝毒性，导致肝细胞死亡。最近的一项研究发现TLR9和NLRP3炎症小体是APAP诱导的肝损伤和炎症的关键介质。TLR9检测APAP诱导的肝细胞死亡后释放的内源DNA，并上调pro-IL-1β和pro-IL-18的产生，这些物质进一步被NLRP3炎性小体裂解。
因此，TLR9和NLRP3炎症小体在APAP诱导的肝损伤和炎症过程中发挥着作用。然而，NLRP3炎症小体的刺激尚未得到充分研究。基于APAP治疗诱导的急性和强烈的细胞死亡，从死亡细胞释放的尿酸、ATP、线粒体或透明质酸可能会激活TLR9或激活巨噬细胞中的NLRP3炎症小体。
此外，AIM2最近被鉴定为介导caspase-1激活和IL-1β/IL-18加工的胞质DNA传感器。需要进一步的研究来测试AIM2在肝损伤和其他涉及广泛细胞死亡的疾病模型(如脓毒症)中的作用。
▸ 拓展：其他炎症小体可能影响的疾病
NLRP3以外的NLRP突变与人类疾病相关。NLRP12突变与一种名为FACS2的类似FCAS的发热综合征有关。
研究人员认为，这些患者的NLRP12突变可能破坏了该蛋白的NF-κB抑制活性。然而，考虑到NLRP12和NLRP3之间的高度同源性以及FCAS和FCAS2患者症状的相似性，这些患者的炎症小体活性可能存在失调。
NLRP1的突变与白癜风等多种自身免疫性疾病有关。最近，NLRP2突变被发现与一例家族性Beckwith-Wiedmann综合征有关，这是一种导致胎儿过度生长和印记障碍的疾病。
此外，NLRP7突变与家族性和复发性葡萄胎有关，这是一种异常妊娠状态，胎盘绒毛退化，受精卵无法存活。这些基因突变参与的疾病机制以及炎症小体途径的潜在参与仍有待进一步阐明。
检测炎症小体激活的方法
激活炎症小体具有多个重要特征，包括ASC斑点的形成、促炎性细胞死亡、具有生物活性IL-1β/IL-18细胞因子的分泌以及HMGB1的表达。一般可以通过以下几种方法检测：
1.使用RT-qPCR检测NF-κB诱导的pro-IL-1β和NLRP3是否上调；
2.使用荧光显微镜或流式细胞术监测细胞系中ASC斑点的形成；
3.使用Western blot检测caspase-1的裂解或pro-IL-1β/IL-18的成熟；
4.使用ELISA测定IL-1β、IL-18或HMGB1的释放；
5.使用乳酸脱氢酶(LDH)测定或碘化丙啶(PI)染色法检测细胞焦亡；
6.使用检测IL-1β、IL-18分泌的报告基因功能细胞系。
以上方法各有利弊，可以适当的结合这些方法来检测炎症小体的激活。
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越来越清楚的是，炎症小体激活caspase-1以多种方式有助于保护宿主免受入侵微生物的反应。例如通过分泌IL-1β和IL-18诱导炎症，介导HMGB1等“警报素”的释放，并触发受感染宿主细胞的焦亡以消除微生物病原体。
炎症小体与肠道微生物群之间的相互作用在维持肠道稳态和调节免疫反应中也发挥着至关重要的作用。然而炎症小体的功能具有两面性(有害与有益)。这种相互作用的失调可能导致各种胃肠道疾病的发生。因此，必须对其进行严格监管，以限制异常激活和对宿主细胞的损害。
NLRP6炎性小体缺乏被证明与促进自身炎症的微生物群的扩张有关，如普氏菌科(Prevotellaceae)。炎症小体可以感知微生物群成员或群落，调节组织修复和再生，以及在稳态和炎症状态下协调粘膜免疫反应。
在之前的研究中发现，炎症小体缺乏和肠道菌群的改变都与人类代谢综合征(如肥胖和动脉粥样硬化)的发展倾向有关。炎症小体对肠道菌群的调节是否会影响体重、代谢和炎症，预计将成为该领域的主要研究方向。
主要参考文献
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Pellegrini C, Antonioli L, Lopez-Castejon G, Blandizzi C, Fornai M. Canonical and non-canonical activation of NLRP3 inflammasome at the crossroad between immune tolerance and intestinal inflammation. Front Immunol. 2017;8:36.
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谷禾健康
编辑在老龄化过程中，生理功能逐渐衰退，伴随着多种疾病的发生，对老年人的身心健康构成重大威胁。
衰老是一个渐进、持续的过程，受到多种因素的影响，包括遗传、饮食、运动、生活方式等生理因素，也有社会、文化等复杂因素的交互影响，目前，越来越多的证据支持肠道菌群在衰老过程中的作用。
自然或“健康”的衰老，伴随着普雷沃菌属、粪杆菌属和双歧杆菌属以及直肠真杆菌属等减少，被其他共生微生物群所取代，如Butyricimonas、Akkermansia、Odoribacter等，尤其Akk菌与百岁老人的健康有关。而不健康衰老，则意味着致病菌或条件致病菌增多，包括肠杆菌科、放线菌属等。
肠道菌群与衰老相关的变化与认知能力下降、肌肉质量下降、骨质减少、皮肤稳态、血管老化、免疫衰老、代谢改变、肺和肝功能下降等密切相关。这些身体机能的衰退往往伴随着心理健康的变化，尤其是晚年抑郁症的发病率增高，约4%的老年人被诊断患有晚年抑郁症。
与成年人抑郁症相比，晚年抑郁症更多表现为生理症状突出，认知功能损害更严重，晚年抑郁症可能是老年痴呆的先兆。
经常看我们文章的朋友都知道，肠-脑轴与神经精神疾病的发病机制密切相关。这一双向调节轴通过神经免疫、神经内分泌等通路，以及肠道屏障、微生物代谢物和血脑屏障等，影响大脑功能，当然也包括认知水平。
近期几项研究（包括纵向跨诊断研究，横截面研究等）表明，肠道菌群可以预测未来的认知能力下降和抑郁症状，未来认知功能下降与较低的Intestinibacter相对丰度、较低的谷氨酸降解以及较高的组胺合成水平相关。关于谷氨酸和组胺可以详见我们之前的文章：
晚年抑郁症中总游离脂肪酸部分介导了Akkermansia与认知功能之间的关系，IL-6、IFNγ、疣微菌门和Akkermansia水平与抑郁严重程度相关。
本文我们通过这几项研究，来更深入具体地了解肠道菌群对老年人认知能力下降和抑郁症状的当前和未来影响，同时也包括其他老年神经系统疾病相关合并症，营养不良住院老年人的肠道菌群紊乱和临床结果，以及针对衰老的相关干预措施的介绍。希望为大家提供更多关于肠道菌群在老年健康领域重要作用的见解。
doi.org/10.14336/AD.2024.0331
在人类的整个生命周期中，肠道微生物群的变化和转变伴随着衰老过程。
婴儿从出生起就接触各种环境微生物，导致肠道微生物群逐渐丰富和多样性增加。
新生儿肠道最初定植主要涉及兼性厌氧微生物，如肠杆菌科和链球菌，其次是专性厌氧微生物，如双歧杆菌、梭菌和拟杆菌。
Prausnitfaecali和喜爱粘蛋白的Akkermansia muciniphila等细菌在婴儿早期要么不存在，要么以非常低的水平存在，并在 1-2 岁左右增加到成人水平。
共生且稳定的肠道微生物群通常在9至36个月大的婴儿中形成，常见的分类群包括拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门。
3-5岁儿童的肠道菌群组成逐渐向成人趋同。一旦建立，肠道微生物群的组成在整个成年期保持相对稳定。
成年人的肠道菌群包括拟杆菌型、普雷沃氏菌型等几种常见肠型。个体间差异与饮食、生活方式、运动频率、种族、文化习惯等许多因素相关。
在中老年人中，肠道微生物群多样性下降。某些核心肠道微生物类群在老年人中也会发生变化。例如，拟杆菌属和大肠埃希氏菌的比例较高。
DOI: 10.14336/AD.2024.0331
自然或“健康”的衰老会导致肠道微生物组组成的特定变化，例如某些共生菌属的丧失，包括普雷沃菌属、粪杆菌属和双歧杆菌属以及直肠真杆菌属。在老年阶段，这些菌群被其他共生微生物所取代，如丁酸杆菌属(Butyricimonas)、Akkermansia、Odoribacter等。
特别是Akkermansia muciniphila，已知其有助于肠道中的粘蛋白降解。研究人员推测，AKK菌的水平可以指示健康状况，其相对丰度增加(高于健康老化时的水平)与百岁老人的极佳健康状况相关，而相对丰度降低则与肠道粘液层变薄和酰基甘油减少有关。
注：酰基甘油是一种调节肠道通透性和减少肠道炎症的内源性大麻素。
长寿人群的肠道菌群特征
研究发现，与100岁以下人群相比，百岁老人体内有益细菌（如拟杆菌属、Desulfovibrio suis、Pameliagodonibacterium pamelaeae、瘤胃球菌科、乳杆菌、Akkermansia、 甲烷短杆菌属）含量更高，而Faecalibacterium 、普雷沃特菌属、克雷伯氏菌属、链球菌属、肠杆菌属、肠球菌属含量较低。
百岁老人肠道菌群多样性有所增加。百岁老人肠道微生物群中有益细菌占主导地位，可能有助于抵消与年龄相关的健康问题和衰老。
长寿人群的肠道菌群功能分析
2019年，一项对百岁老人肠道微生物功能的分析显示，中枢代谢能力增强，特别是在产生短链脂肪酸的糖酵解和发酵途径中。此外，百岁老人还表现出更高水平的磷脂酰肌醇信号系统、鞘脂生物合成和不同水平的n-聚糖生物合成。
2020年，一项对肠道微生物组的功能研究揭示，随着年龄的增长，与异养降解代谢相关的途径增加，与碳水化合物代谢相关的通路减少。
2021年进行的一项研究，包括吲哚和苯乙酰谷氨酰胺在内的七种微生物代谢产物与百岁老人肠道微生物群的不同组成之间存在显著关联。这两种代谢产物先前被证明可以延长小鼠的寿命，在百岁老人的血液中发现了高水平的代谢产物。
总之，肠道微生物群不仅是衰老的标志，而且在维持人类健康和寿命方面发挥着至关重要的作用。
肠道微生物群与年龄相关的变化不仅影响肠道健康，而且还延伸到其他生理系统。
炎症衰老
早在20世纪60年代的研究就表明老年人的免疫功能有所下降，这一过程现在被称为免疫衰老，与免疫系统功能下降有关，从而导致促炎细胞因子的积累。
老年人群中炎症状态的增加现在通常被称为“炎症衰老”。促炎症状态使患者面临多种疾病的更高风险，例如自身免疫性疾病、心血管疾病、感染。
doi: 10.1186/s12979-020-00213-w
在胃肠道内，维持功能性上皮和粘液屏障对于预防感染和疾病至关重要。肠道通透性增加可导致微生物易位至宿主循环中，加剧促炎状态。
科学家还发现了几种在“不健康”衰老过程中会增加的致病生物或条件致病微生物，这一过程的特点是身体和精神迅速衰退，并与疾病进展和身体虚弱有关。其中一些病原体包括埃格特菌属(Eggerthella)、放线菌属、肠杆菌科，它们的存在和数量可以帮助预测寿命和疾病结果。
老龄化人群：微生物组本身的变化导致促炎状态
在无菌小鼠模型中进行的实验表明，老龄化人群中微生物组本身的变化导致了促炎状态，无菌小鼠的寿命比传统小鼠要长得多。此外，与灌胃其他年轻小鼠微生物组的小鼠相比，灌胃老年小鼠微生物组的年轻无菌小鼠表现出更大的肠道通透性和循环肿瘤坏死因子。
与各种器官和疾病相关的年龄相关肠道菌群
DOI: 10.14336/AD.2024.0331
肠道微生物群与年龄相关的变化与认知能力下降、肌肉质量和能力下降、骨质减少、皮肤稳态、血管老化、免疫衰老、代谢改变、肺和肝功能下降密切相关。
表1 不健康衰老过程中的肠道微生物组
doi.org/10.14336/AD.2024.0331
一个越来越受关注的领域是通过可能影响认知功能的微生物群-肠-脑轴。神经精神疾病的病因复杂，肠道菌群和炎症可能是神经系统疾病发病机制的关键因素。接下来我们通过几项近期的研究队列，来了解老年人的肠道菌群与神经系统疾病关联。
随着全球人口预期寿命的增加，晚年抑郁症的患病率显著上升，约4%的老年人被诊断患有晚年抑郁症。晚年抑郁症更多表现为明显的躯体症状，而情感症状不突出，认知功能障碍也更严重。
有认知障碍的老年人抑郁会增加痴呆的进展。微生物群与当前的情绪和认知有关，近日，几项关于肠道菌群与老年抑郁、认知能力下降关联的研究发表，这些有助于我们更好地理解和应对老年抑郁和认知能力下降，一起来看一下：
literature 1
肠道菌群对老年人认知能力下降和抑郁症状的当前和未来影响
从268名有不同认知和抑郁症状的参与者中收集临床评估和粪便样本。
70名参与者接受了为期2年的随访。
肠道菌群多样性↑ 认知↓ 抑郁严重程度↑
更大的微生物群落多样性，表明群落中物种的数量更高，分布更均匀，与样本中当前认知功能更差以及未服用抗抑郁药的参与者抑郁严重程度更高有关。
认知功能差与双歧杆菌的相对丰度较低有关。
GABA↓ 抑郁症严重程度↑
在功能水平上，GABA 降解程度越高，基线抑郁症严重程度越高。
GABA 是一种主要的抑制性神经递质，抑郁症患者表现出较高的GABA降解和较低的 GABA 生物合成，GABA功能的减少在认知功能中起着至关重要的作用，影响抑郁和衰老过程中出现的症状，微生物衍生的GABA会影响全身的GABA 水平，并与行为和功能连接的变化相关。
未来认知能力下降 与下列因素有关：
未来抑郁症状的增加 与下列因素有关：
doi: 10.1038/s41380-024-02551-3
这是第一项纵向跨诊断研究，它代表着在精神病学、衰老和微生物组的交叉点上迈出了重要的一步。
微生物组可以预测未来的认知能力下降和抑郁症状，有可能为识别可能经历认知能力或情绪下降的人提供生物标志物。
literature 2
晚年抑郁中，总游离脂肪酸与肠道菌群组成和认知功能相关性的的中介分析
近日，来自浙江省人民医院精神病科康复医学中心廖峥娈团队的相关研究成果发表在《Lipids in Health and Disease》期刊上。这也是谷禾健康开放基金合作项目，一起来看一下。
晚年抑郁症是指60岁以上老年人出现的抑郁障碍，包括老年首发抑郁和老年复发的抑郁。该研究纳入来自老年抑郁认知结果队列研究的29名晚年抑郁症患者。
Spearman相关分析显示，Akkermansia丰度、总游离脂肪酸和MoCA评分之间存在显著相关性(P<0.05)。多元回归分析表明Akkermansia和总游离脂肪酸能显著预测MoCA评分(P<0.05)。
肠道微生物群、认知评估和脂质代谢指标之间的相关性
doi: 10.1186/s12944-024-02056-6.
调解分析显示，晚年抑郁症患者中Akkermansia相对丰度降低与认知功能下降的关系，部分由总游离脂肪酸介导(Bootstrap 95%CI: 0.023-0.557)，占相对效应的43.0%。
肠道微生物群、脂质代谢产物和认知功能评分之间的相关性
doi: 10.1186/s12944-024-02056-6.
这些发现表明，晚年抑郁症中认知功能与Akkermansia及总游离脂肪酸存在显著关系。总游离脂肪酸部分介导了Akkermansia与认知功能之间的关系。
晚年抑郁症患者的认知功能与总游离脂肪酸呈负相关，尤其是视觉空间/执行功能。
游离脂肪酸作为非酯化脂肪酸，是甘油三酯分解的产物，具有脂毒性，可通过被动转运或蛋白介导的内吞作用进入大脑，从而影响血管内皮功能。它们被认为可预示II型糖尿病(T2DM)患者阿尔茨海默的发生。有研究报告，在II型糖尿病合并轻度认知障碍的患者中，游离脂肪酸与注意力和执行功能呈负相关。另有研究发现，健康人群中游离脂肪酸水平升高与认知功能下降相关。这些发现揭示了游离脂肪酸对晚年抑郁症患者认知功能的影响。
总游离脂肪酸在阿克曼症和认知功能之间关系中作用的中介模型
这是首次评估晚年抑郁症患者中认知功能、肠道菌群和脂质代谢关系的研究。这些结果有助于理解肠道微生物-宿主脂质代谢轴在晚年抑郁症认知功能中的作用。
literature 3
晚年抑郁症患者肠道微生物群失调和信息功能障碍的横断面观察分析
这项研究也是来自浙江省人民医院精神病科康复医学中心廖峥娈团队的，其相关研究成果已于近日发表在《Neuropsychiatric Disease and Treatment》期刊上。
这也是谷禾健康开放基金合作项目，该研究分析了晚年抑郁患者的肠道菌群特征和血清炎症细胞因子，探讨这两个因素在晚年抑郁潜在生物标志物中的联合作用。一起来看一下。
收集29名晚年抑郁患者和33名性别年龄匹配的健康对照(HC)的粪便样本和外周血，检测肠道菌群和12种炎症因子。
晚年抑郁症患者存在系统性炎症细胞因子水平升高和肠道菌群失调。
晚年抑郁症和健康对照的LEfSe分析
doi: 10.2147/NDT.S449224.
值得注意的是，IL-6、IFNγ、疣微菌门和Akkermansia水平与抑郁严重程度相关。
IL-6是神经元和胶质细胞表达的一种促炎症细胞因子，对免疫和急性期反应至关重要。有研究人员提出，高IL-6水平可促进5-羟色胺降解和减少5-羟色胺产生，从而损害神经可塑性，导致海马和前额叶萎缩等脑结构异常，这些异常已被证实与晚年抑郁症及其引起的认知障碍相关。与该研究一致。
IFNγ是一种参与中枢神经系统炎症的促炎因子，并激活大脑中的小胶质细胞以诱导促炎反应。研究表明，IFNγ激活的小胶质细胞改变了海马神经原生态位，抑制神经干细胞和祖细胞的增殖，并促进未成熟神经元的凋亡，从而导致小鼠的抑郁症状和认知障碍。该研究在临床上证实了这一观点，并证明IFNγ水平与晚年抑郁严重程度有关。简而言之，这项研究表明，晚年抑郁是一种促炎和抗炎细胞因子共存的炎症状态，IL-6和IFNγ与疾病严重程度有关。
既往研究发现，焦虑和抑郁患者中疣微菌门丰度降低，而Akkermansia丰度增加可降低焦虑，增强老年小鼠的认知功能。这与研究结果一致。回归分析显示，Akkermansia丰度是预测晚年抑郁概率的一个风险因素。但Akkermansia丰度与炎症因子水平无相关性，提示Akkermansia可能不通过炎症通路参与晚年抑郁的发病机制。
有趣的是，有研究发现，Akkermansia的外膜蛋白Amuc_1100可直接与TLR2结合，促进5-HT合成率限速酶Tph1的表达，并降低肠上皮细胞中5-HT转运体的表达，从而增加5-HT的生物合成和胞外可用性，这提示Akkermansia可能通过直接调节肠屏障的神经递质释放来影响晚年抑郁。
肠道菌群改变、临床变量和炎症因子之间的关联(Spearman相关分析)
doi: 10.2147/NDT.S449224.
研究确定了IL-6、Akkermansia和Sutterella为晚年抑郁症的预测因子，它们的组合在区分晚年抑郁症患者和健康对照方面的曲线下面积为0.962。
通过回归分析，Sutterella可作为预测晚年抑郁的指标。Sutterella是一种重要的肠道共生菌。既往研究发现，Sutterella丰度在重度抑郁和广泛性焦虑障碍患者中显著增加。许多研究也发现Sutterella与肥胖以及体重和脂肪增加呈正相关。
肥胖和抑郁之间存在双向关系，研究表明，促使垂体肾上腺皮质轴(HPA轴)过度激活、导致皮质醇失调可能是两者的共同机制。因此推测Sutterella可能通过影响HPA轴，从而影响皮质醇的释放，进而触发晚年抑郁的发生。
利用差异丰度属作为晚年抑郁症诊断因子的灵敏度和特异性的ROC曲线分析
doi: 10.2147/NDT.S449224.
这是一项横断面观察研究。该研究提供了晚年抑郁中肠道菌群和系统性炎症变化的证据。重要的是，将肠道菌群和炎症标志物结合使用，可以增强其作为晚年抑郁症潜在生物标志物的预测能力。这些发现有助于阐明肠道菌群和系统性炎症在晚年抑郁发展中的作用，并为临床实践中晚年抑郁的生物标志物提供新思路。
其他合并症相关的研究：
轻度认知障碍(MCI)在老年人中高度普遍，影响了大约10%的70-74岁老人和25%的80-84岁老人。此外，轻度认知障碍患者更有可能进展为痴呆。迄今为止，药物治疗只能减缓轻度认知障碍的进展，但不能逆转它。
注：轻度认知障碍、阿尔茨海默虽然都涉及认知功能下降，但严重程度有所不同，轻度认知障碍是认知功能较正常人有轻微下降，但日常生活功能基本正常。阿尔茨海默是认知功能严重下降，严重影响日常生活。
虽然对微生物群改变是否会影响认知功能仍有分歧，但正在进行的长期项目，如MOTION(衰老肠道的微生物群及其对人类肠道健康和认知的影响)，研究健康老龄化的认知和微生物群变化，为解释清楚这些相互作用提供了希望。
表2 选择随机对照试验和观察性研究（2019-2023）
评估老年人认知功能和肠道微生物组
DOI: 10.1007/s11894-024-00932-w
痴呆症：促炎菌增多
2019 年的一项鸟枪法宏基因组序列研究将 57 名患有痴呆症（包括阿尔茨海默病）的疗养院居民与 51 名未患有阿尔茨海默或其他形式痴呆症的老年人进行了比较，结果发现痴呆症患者体内的促炎性肠道细菌水平较高。
阿尔茨海默：产丁酸菌减少，α 多样性降低
作者还注意到，与没有痴呆症的受试者和患有阿尔茨海默病以外的其他痴呆症的受试者相比，阿尔茨海默组中丁酸合成细菌的种类（例如丁酸弧菌属Butyrivibrio和真细菌属Eubacteria）有所减少。
随后的系统回顾和荟萃分析同样发现，与健康对照者相比，阿尔茨海默患者肠道微生物组的 α 多样性有所降低，但轻度认知障碍 (MCI) 患者与健康对照者之间的差异并未降低。
阿尔茨海默病、轻度认知障碍和健康样本之间微生物组组成的差异（即β多样性）并没有一致改变。研究与痴呆症相关的肠道微生物组的一个挑战是缺乏明确、客观和非侵入性的测试来最终确定诊断和疾病阶段，从而使研究结果的解释进一步复杂化。虽然超出了肠道微生物组的范围，但阿尔茨海默病脑组织的尸检研究已经确定了大脑内存在微生物，这表明存在与神经退行性疾病相关的大脑微生物组。
促炎Collinsella菌和APOE风险的强相关性
一项大型全基因组关联研究确定了几个与载脂蛋白E ε4 (APOE ε4) 基因高风险等位基因相关的微生物组属，载脂蛋白E ε4 是阿尔茨海默的一个公认的危险因素。这项研究的一些最重要的发现包括促炎Collinsella菌和 APOE 风险等位基因之间的强相关性，以及提出对Eubacterium fissicatena的保护作用。
帕金森病 (PD) 是另一种神经系统疾病，在老年人中更为常见，人们越来越关注肠道微生物组作为其生物标志物或治疗方法。
帕金森：产丁酸菌如Roseburia、粪杆菌减少
2020 年对来自日本、美国、芬兰、俄罗斯和德国的 16S 测序数据进行荟萃分析发现，帕金森病患者的Roseburia和粪杆菌相对减少，这两者都是丁酸盐的重要生产者。
帕金森：普雷沃氏菌里的致病菌种增加
2022 年对 490 名帕金森病和 234 名健康对照者进行的鸟枪法测序研究证实了这些发现，并确定了帕金森病患者中发生改变的其他几个属，例如普雷沃氏菌里的致病菌种增加。
帕金森：阿克曼氏菌属增加
有趣的是，多项研究指出，帕金森病患者中阿克曼氏菌属（AKK菌）的数量有所增加，考虑到阿克曼氏菌通常与健康衰老相关，并且在超级百岁老人中尤其丰富，这一点令人惊讶。一些科学家推测阿克曼氏菌是健康衰老的重要组成部分，但数量的增加使患者面临神经认知疾病的风险。
进一步假设，阿克曼氏菌丰度的变化可能继发于便秘的发生，便秘是帕金森病的常见胃肠道并发症，并且在多项其他研究中与阿克曼氏菌增加独立相关。由于帕金森病和阿克曼氏菌之间的联系是一个不一致的发现，因此需要进一步的研究来确定该属在帕金森病和更广泛的衰老中的确切作用。
在过度表达 α-突触核蛋白聚集体（PD 患者大脑中常见的现象）的帕金森病小鼠模型中，与移植有健康供体微生物群的小鼠相比，移植有 6 名人类帕金森病患者肠道微生物组的小鼠的身体运动障碍和便秘有所增加。
粪菌移植改善帕金森病患者便秘和神经系统症状
基于帕金森病微生物群改变的这些早期发现，一项随机对照试验发现，健康捐赠者的粪便以冻干药丸形式每周两次服用，持续 12 周，可以改善便秘和肠道蠕动，并暂时提高轻度至中度帕金森病患者的客观运动技能。虽然仍需要大量的转化和临床数据开发，但这些初步发现表明肠道微生物组调节可能改善帕金森病的胃肠道和/或神经系统症状，并提供对疾病病理生理学的更深入了解的希望。
需要更多协助完成日常活动(ADL)的老年人，可能会从社区生活过渡到长期护理机构。这种迁移会由于环境、饮食和医疗因素的推测变化而导致微生物群的变化。
在一般成年人群研究中，家庭表面的微生物与肠道微生物群组成相关，这在过渡到长期护理环境时需要考虑。此外，老龄化和接触医疗机构(如长期护理机构)都与艰难梭菌感染(CDI)的风险增加有关，CDI是医疗相关性炎性腹泻的主要原因。
无论年龄如何，都有强有力的证据表明，特定的饮食可以引起微生物组的独特改变以及相应的血清和粪便代谢物的变化。
相对而言，高纤维受试者微生物组恢复能力最好
一项严格对照的研究跟踪了 30 名受试者，他们被随机分为纯素食（高纤维）、杂食（中纤维）和配方饮食（无纤维）。 6 天后，受试者接受口服抗生素和聚乙二醇的组合进行“肠道净化”。
研究人员发现，与其他群体相比，纯素食受试者的微生物组在“净化”后恢复得更快，在更短的时间内恢复了更大的多样性。另一方面，坚持配方饮食的受试者的恢复期最长。
不同生活方式下，微生物多样性的差异
在一项横断面研究中，将以前未接触过的亚诺马米美洲印第安人的肠道微生物组与居住在美国和和半跨文化人群的个体微生物组进行了比较，与美国人相比，亚诺马米人的肠道微生物群多样性明显更高，而半跨文化人群的多样性水平居中。然而，值得注意的是，不仅仅是饮食，其他社会和医学因素，也可能导致多样性增加。
从社区生活转向长期护理机构，饮食变化如何影响肠道菌群及功能?
微生物组中与年龄相关的变化的一个组成部分似乎与饮食和进食明确相关，特别是因为老年人在获取营养食物方面，出现牙列不良或咀嚼困难、食欲下降以及缺乏社会支持的风险增加。
例如，会导致微生物组改变的最显著的饮食变化之一，是从独立的社区生活转向长期护理机构内的辅助生活。
这种转变通常会导致从高纤维、低脂肪饮食向低纤维、高脂肪饮食的转变，与社区居民相比，长期护理居民的微生物组多样性较低。值得注意的是，这些长期护理居民和社区居民之间的差异与长期护理所花费的时间相关。
在消化过程中，纤维被代谢为短链脂肪酸，它可以作为保护性微生物群的能量来源，协助抗炎反应并维持肠道屏障完整性，从而为胃肠道带来许多好处。因此，转移到长期护理机构时因饮食改变而导致的短链脂肪酸缺乏，可能会间接导致肠道功能障碍。
营养不良住院老年人的肠道菌群紊乱和临床结果
营养不良是住院患者尤其是老年人中最普遍和最具威胁性的综合征之一。营养不良表现为身体成分改变和生物功能减弱，导致体力下降和恢复速度减慢。此外，它降低了对医疗干预的耐受和反应能力，使受影响的人容易出现并发症和预后较差。
一项研究对来自入院时和住院 72 小时评估的前瞻性队列中的 108 名急性重症老年患者进行了二次纵向分析。收集了临床、人口统计、营养和 16S rRNA 基因测序肠道微生物群数据。
严重营养不良患者α多样性较差
与住院期间营养良好的患者相比，营养不良患者 (51%) 的微生物群组成不同 (ANOSIM R = 0.079，P = 0.003)。
严重营养不良患者在入院时（Shannon P = 0.012，Simpson P = 0.018）和随访时（Shannon P = 0.023，Chao1 P = 0.008）表现出较差的α多样性。
营养不良与特定菌群的关联
Lachnospiraceae NK4A136组、Subdolilegum和普拉梭菌的差异丰度显着降低，与营养不良呈负相关，而棒状杆菌(Corynebacterium)、Ruminococcaceae Incertae Sedis和Fusobacter的差异丰度显着升高，与营养不良呈正相关。
棒状杆菌(Corynebacterium)、Ruminococcaceae Incertae Sedis及其总体组成是住院期间营养不良患者重症监护的重要预测因子。
doi.org/10.1016/j.nut.2024.112369
总的来说，营养不良的老年急症患者肠道菌群组成不同，多样性较差，潜在有益菌丰度较低，住院期间机会致病菌增多。 “营养不良的肠道微生物群”可能能够预测不良的医院结果。为与疾病相关的营养不良进行更大规模的临床研究和临床前机制探索开辟了新的视角。
★ 地中海饮食
除了特定的补充剂外，某些饮食也与肠道健康有关。地中海饮食由植物性食品、全谷物和健康脂肪组成，已被证明可以预防所有年龄段的心血管疾病，这种饮食的影响可能是由肠道微生物组介导的。
一项研究发现，坚持地中海饮食至少一年，肠道内的普氏杆菌、人型杆菌、直肠杆菌、埃里根杆菌、嗜木杆菌、多形杆菌、普氏杆菌、哈德鲁斯杆菌相对增加。此外，坚持饮食还与认知功能的改善相关，以及高敏 C 反应蛋白 (hsCRP) 和IL-17水平等全身炎症标志物的降低。
饮食习惯（尤其是地中海饮食）与肠道菌群和衰老病理生理学方面的联系机制
doi.org/10.1007/s40520-024-02707-9
如何理解肠道微生物群介导的地中海饮食抗衰老作用？
短链脂肪酸的微生物合成
患有虚弱、肌少症、认知能力下降的老年人肠道微生物组的一个关键特征，是产短链脂肪酸的菌减少，包括普拉梭菌、罗氏菌属、丁酸弧菌属（Butyrivibrio）、琥珀酸弧菌属（Succinivibrio）等。而身体健康的百岁老人粪便中短链脂肪酸水平通常高于 60-70 岁的受试者。
地中海饮食刺激短链脂肪酸合成细菌生长和提高短链脂肪酸的能力很重要，然而，肠道细菌有效释放短链脂肪酸的功能能力不仅取决于饮食中的纤维含量，还取决于细菌之间复杂的交叉喂养相互作用以及细菌与宿主之间的相互作用，例如，只有在肠道环境中存在大量双歧杆菌的情况下，普拉梭菌才能产生足够的丁酸。
注：丁酸可以促进肠道粘膜完整性；调节炎症反应；改善胰岛素抵抗，并具有整体促合成代谢功能。
降低肠粘膜通透性
衰老，即使具有健康的活动模式，也与肠通透性增加相关，血清生物标志物连蛋白水平升高就证明了这一点。荟萃分析表明，虚弱者的血清连蛋白水平平均高于健康老年受试者，反映出肠粘膜屏障功能的逐渐丧失。这种情况与健康或患有慢性阻塞性肺病和痴呆等慢性疾病的老年受试者的骨骼肌力量丧失、肌少症等有关。
肠粘膜通透性增加与细菌毒素（包括脂多糖LPS）增加有关，这些化合物激活先天免疫反应和适应性免疫的抗原刺激，最终导致典型的衰老和虚弱的持续性亚临床炎症，也就是炎症衰老。 LPS 毒素增加在与年龄相关的认知衰退和阿尔茨海默病的病理生理学中起着关键作用，并且被认为是肠-脑轴失调的主要原因之一。
在患有慢性疾病的成年受试者和老年人中，较高的地中海饮食依从性与胃肠粘膜通透性生物标志物和循环 LPS 水平呈负相关。
食品生物活性物质的生物转化
地中海饮食中通常建议大量摄入水果和蔬菜、全麦谷物、坚果、豆类和特级初榨橄榄油，这其中含有丰富的多酚或酚类化合物，膳食多酚和肠道微生物组之间的相互作用能够产生多种具有抗衰老作用的生物活性代谢物，特别是在骨骼肌和中枢神经系统水平上。
尿石素 A、异尿石素 A 和尿石素 B 是肠道微生物在摄入鞣花酸和鞣花单宁（核桃、石榴和草莓中常见的多酚）后释放的代谢物。
尿石素 A 的潜在抗衰老作用包括：改善肌肉力量和运动耐力、调节神经炎症和细胞凋亡并改善认知、促进胰岛素敏感性、调节脂质代谢和炎症反应。
地中海饮食与尿液中尿石素排泄的平均增加有关，即使分析没有考虑代谢型。同样，在两个不同的随机对照试验中，尿石素的尿液排泄与内脏脂肪减少和磁共振测量的海马占用评分显着相关，这些随机对照试验测试了长期地中海饮食干预的效果。
除鞣花单宁外，肠道微生物群衍生的多酚亚类代谢型鲜为人知。在饮食中摄入黄烷酮（一种特别以柑橘为代表的多酚亚类）后，已确定了橙皮苷的高排泄者和低排泄者。橙皮苷具有抗氧化、抗炎和促合成代谢作用，促进肌肉蛋白合成并减少阿尔茨海默病动物模型中的淀粉样蛋白沉积和神经炎症。
在一项测试地中海饮食对2型糖尿病受试者的影响的干预研究中，12周后检测到橙皮苷和其他黄烷酮衍生物的血浆水平增加，炎症生物标志物显著减少。
同样，雌马酚是大豆异黄酮大豆苷元肠道生物转化后释放的生物活性化合物，但它仅由一部分具有特定微生物特征的群体产生。雌马酚在体外表现出针对痴呆症发作的神经保护作用，但在体内，只有在存在雌马酚产生微生物组代谢型的情况下，它才与更好的认知表现相关。
多酚对衰老过程中肠道菌群的影响
doi.org/10.3390/nu16071066
扩展阅读：
★ 高脂肪和高钠的西方饮食
小鼠研究还表明，高脂肪和高钠的西方饮食会导致肠道微生物组的“预测年龄”增加，该模型基于对雄性 C57BL/6 J 小鼠进行贝叶斯模型训练，这些小鼠的微生物组从第 9 周起就已被表征到生命第 112 周。一旦小鼠恢复标准饮食，这些微生物组紊乱就会逆转。因此，鉴于老年人易受认知能力下降和不健康衰老的影响，评估老年人肠道微生物群和临床结果的干预性饮食研究很有意思。
★ 模拟禁食饮食
模拟禁食饮食（FMD）是一种日益流行的热量限制模式。研究人员发现模拟禁食饮食显著延长了过早衰老小鼠的寿命。在自然衰老的小鼠中，模拟禁食饮食改善了认知和肠道健康。
在肠道中，模拟禁食饮食循环增强了肠道屏障功能，减少了衰老标志物，并维持了固有层粘膜中 幼稚T细胞的记忆平衡。模拟禁食饮食重塑了肠道细菌组成，显著增加了约氏乳杆菌Lactobacillus johnsonii的丰度。模拟禁食饮食作为一种抗衰老干预手段，具有进一步研究的价值。
粪便菌群移植（FMT）是一种越来越多地被纳入复发性艰难梭菌治疗的疗法，并且还针对炎症性肠病和抗生素后菌群失调进行了研究。这使得研究人员猜测是否可以将来自年轻健康捐赠者的微生物组移植到老年人体内，以逆转不健康衰老的一些影响。
粪菌移植用于延缓衰老和改善认知功能
一项研究证明，“老年”微生物组从老年小鼠转移到年轻小鼠会导致多种与年龄相关的表型，包括晚期中枢神经系统恶化和视力缺陷。重要的是，在一组相关实验中，用年轻小鼠的粪便进行微生物组移植后，老年小鼠的年龄相关变化得到改善。这项工作提供了强有力的临床前证据，表明年轻和老年小鼠之间的微生物组特征不仅不同，而且这些微生物组的相关生理效应是可转移的。其他研究人员也重复了这些和类似的发现，证明将老年小鼠的微生物组转移给年轻小鼠可能会导致认知缺陷。
粪菌移植在早衰症模型研究中的应用
早衰症是一种特别独特的疾病，可以用来研究微生物组和衰老，因为受影响的个体携带编码层粘连蛋白 A 的基因突变，从而导致快速衰老。尽管出生时外观正常，受影响的个体通常会在青少年或成年早期出现致命的疾病并发症，主要是心血管疾病。
菌群移植延长小鼠寿命并逆转肠粘膜变薄
早衰症小鼠模型研究表明，在早衰小鼠模型中发现肠道微生物群中变形菌和Cyanobacteria丰度增加，疣微菌丰度减少。某些人类百岁老人富含的细菌菌株，例如Akkermansia muciniphila，可以通过移植来延长小鼠寿命并逆转肠粘膜变薄。
接受长寿菌群小鼠α多样性↑ 产短链脂肪酸菌↑
与普通老年组的小鼠相比，接受长寿个体肠道微生物群的小鼠表现出更长的小肠绒毛、更低的脂褐质和β-半乳糖苷酶（衰老标志）的积累；更高的α多样性，乳酸杆菌、双歧杆菌和产短链脂肪酸菌丰度更高。
恢复外周免疫，改善记忆、学习和行为缺陷
通过粪菌移植，老年小鼠部分恢复了外周免疫（尤其是肠系膜淋巴结免疫细胞）并改善了海马小胶质细胞的缺陷。小鼠海马代谢组（包括维生素 A、GABA、Neu5Gc、精氨酸和相关途径）和谷氨酰胺合成酶表达发生有益变化，从而改善与年龄相关的记忆、学习和行为缺陷。
尽管这些发现仍处于临床前阶段，但它们为使用年轻捐赠者的 FMT 或其治疗成分来逆转不健康衰老的某些方面带来了希望。
扩展阅读：
随着年龄的增长，老年人的饮食习惯通常会发生变化，这会导致微生物组的变化。与衰老相关的饮食变化中研究最多的一项是纤维摄入量的减少。然而，补充纤维的临床试验在微生物群组成和炎症状态的变化方面产生了相互矛盾的结果，一些研究人员假设饮食干预和补充剂的功效可能取决于宿主的初始微生物组特征。
阿拉伯木聚糖
在一项对 21 名 60 岁以上健康志愿者进行的双盲交叉试验中，他们补充了麦麸衍生的阿拉伯木聚糖，结果发现，所产生的微生物组组成因受试者最初的普雷沃氏菌丰度而异。尽管有限，但这些研究结果表明，需要采取个体化的方法来操纵微生物组，并且需要检测患者的初始微生物组，以调整实现预期结果所需的干预措施。
益生菌干预措施已在老年人中进行了专门研究。可惜，与一般人群的研究类似，临床可操作数据的生成因研究产品和结果的巨大异质性以及大量动力不足的研究而受到抑制。虽然尚未发现单一或组合的益生菌能够明确改善或逆转衰老迹象，但越来越多的研究正在评估特定的微生物菌株及其对客观生理效应的影响。
罗伊氏乳杆菌ATCC PTA 6475
在一项双盲、安慰剂对照研究中，骨矿物质密度较低的老年女性补充罗伊氏乳杆菌ATCC PTA 6475 可改善胫骨总体积 BMD (vBMD)。
干酪乳杆菌
在衰老加速SAMP8小鼠模型中，益生菌干酪乳杆菌代田株(Lactobacillus casei Shirota)的给药可减少与年龄相关的肌肉退化和线粒体功能障碍。
研究发现补充干酪乳杆菌 LC122或长双歧杆菌 BL986可改善小鼠外周组织氧化应激和炎症反应，增加海马神经变性和神经营养因子表达，并增强学习和记忆能力。
乳杆菌和双歧杆菌等细菌以光保护方式与真皮成纤维细胞结合，表现出抗衰老特性。
在人类中，一些小型但双盲随机对照试验已经确定了特定的益生菌改善老年人的认知功能，尤其是包括双歧杆菌和乳杆菌在内的益生菌。因此，随着对微生物组操纵和客观健康措施之间更加严格理解的发展，益生菌疗法可能需要定制微生物混合物，以针对个性化护理方法中的特定缺陷或状况。
扩展阅读：
多项研究报告了实施锻炼计划后肠道微生物组发生了变化，早期结果表明老年人群中也是如此。
2020 年的一项研究利用美国肠道项目的粪便样本，其中还包括患者报告的体重指数和运动习惯信息。该研究包括 1,589 名具有健康 BMI（18.5 ≤ BMI ≤ 25）的成年人（年龄 18-60 岁）和 897 名老年患者（年龄 > 60）的样本，他们根据 BMI 进一步分层为正常体重（n = 462），超重（BMI > 25，n = 413）和体重不足（BMI < 18.5，n = 22），并按运动频率分层。
研究人员发现，随着老年患者运动频率的增加，基于特定分类群和常见途径的相对丰度，老年患者的微生物组越来越接近健康BMI成年人的微生物组。例如，与不运动的老年人相比，运动的老年人中放线菌的相对丰度有所增加，并接近健康体重指数成年人的水平。此外，运动的老年患者的Cyanobacteria相对丰度有所下降，再次接近健康体重指数成人的水平。然而值得注意的是，Cyanobacteria产生的毒素如 β-N-甲基氨基-l-丙氨酸 (BMAA) 与阿尔茨海默病和渐冻症等神经退行性疾病有关。
一项小型研究中，招募了 15 名久坐的老年患者（50-75岁），参加一项为期 24 周、每周三次的心血管和阻力运动计划，干预前后收集粪便样本进行16S测序。研究人员观察到，经过 24 周的锻炼计划后，双歧杆菌的相对丰度有所增加，丁酸盐水平也有所增加。考虑到双歧杆菌在极端衰老和改善认知功能中的作用，这些研究结果表明，与运动相关的健康益处也可能是通过肠道微生物组介导的。
虽然有这些结果，但运动时的微生物组变化也存在显著的个体差异。此外，当前的许多研究没有对照组、缺乏严谨性和/或样本量较小。未来的研究需要确定运动与健康的衰老微生物群之间是否确实存在关系，以及可以影响肠道微生物群的体育活动类型。
扩展阅读：
一项研究观察艾灸“足三里”对亚急性衰老模型大鼠氧化应激和肠道菌群的影响，足三里组艾灸双侧“足三里”，每日 1 次，每次每穴 3 壮，连续 28天。
与模型组比较，足三里组大鼠Chao1、Shannon指数升高（P<0.01，P<0.05）。经艾灸干预后大鼠肠道菌群多样性改善。
与模型组比较，足三里组厚壁菌门、密螺旋体属_2相对丰度降低 （P<0.01），拟杆菌门、乳杆菌属、普雷沃氏菌科UCG-003相对丰度及B/F值升高 （P<0.05，P<0.01）。
注：
与模型组比较，足三里组大鼠血清SOD（血清超氧化物歧化酶）含量增加（P<0.01），MDA（丙二醛）含量减少（P<0.01）。
艾灸“足三里”可有效改善衰老大鼠氧化应激水平，调节肠道菌群结构，维持肠道菌群微生态平衡，从而起到延缓衰老的作用。
肠道菌群在预测及辅助治疗的应用
肠道微生物组可预测晚年的认知功能和抑郁症状；肠道微生物群和炎症标志物的组合，可能成为老年抑郁症的潜在生物标志物，具有更强的预测力。这些发现为老年认知下降和抑郁症的诊断和治疗提供了新的策略方向。
总游离脂肪酸在Akkermansia和认知功能之间的重要中介作用，为肠道微生物-脂质代谢轴在晚年抑郁症认知功能中的作用提供了新的视角。
营养不良的老年人肠道菌群可能能够预测不良的临床结果，肠道微生物群及其与宿主的相互作用，可能成为辅助个性化治疗/预防干预的新兴目标，有助于优化传统疗法的疗效。
基于肠道菌群的干预
益生菌、粪菌移植等方法，可能通过调节肠道菌群，改善免疫功能，为衰老提供新的解决方案。
地中海饮食中的多酚因其抗炎、抗氧化和免疫调节作用，与肠道微生物群的复杂互作也日益受到重视，多酚化合物可能是抵御这些与年龄相关表观遗传变化的关键。未来有望通过多酚化合物调节肠道菌群，利用生物活性化合物的功能属性，巧妙地调节和重新调整与衰老相关的过程。
随着对肠道菌群的研究不断深入，这些都可能成为未来抗衰老领域的突破口。
主要参考文献
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谷禾健康
人体内的各个部位，如皮肤、口腔、肠道和阴道等，都是微生物的重要栖息地，这些微生物与人体健康紧密相关，并能反映人体的疾病状态。这些部位因受基因、环境和生活方式等影响，具有独特的菌群特征。
女性生殖系统包括卵巢、输卵管、子宫和阴道等主要器官，阴道微生态对女性生理健康、生殖健康和妊娠过程至关重要。随着高通量测序技术的进步，阴道微生物检测已被广泛应用于临床妇科感染的辅助诊断和治疗，以及科研。
阴道微生物群是维护阴道健康的关键，健康的阴道生态主要由乳杆菌组成，这些细菌通过产生乳酸、过氧化氢来保护阴道，并释放细菌素等化合物以防止有害细菌定植。
然而，阴道生态系统的失衡可能导致病原体过度生长，引发如细菌性阴道病(BV)、性传播感染(STI)和外阴阴道念珠菌病(VVC)等复杂的阴道感染。
阴道还可能受到多种病原体如人乳头瘤病毒(HPV)和人类免疫缺陷病毒(HIV)的感染。流行病学研究显示，这些因素与不良健康结果的风险增加有关。
本文旨在探讨阴道菌群的类型和阴道微生态的重要性，并探索如何通过微生物检测辅助妇科感染问题的诊断和治疗，从而为女性生殖系统健康提供更多精准的个性化方案。
阴道微生物群被定义为在阴道内定殖的共生和病原微生物群，阴道微生物群从女性出生的最初几个小时开始就开始定居，伴随女性一生。
随着测序技术的普及，近年来对女性阴道微生态结构有了更全面的了解并进一步做细分。
✦ 健康的阴道菌群以乳杆菌为主导
最主要的阴道种群是乳杆菌，在阴道中已检测出超过20种乳酸菌，占细菌群落的近70%。包括下列菌群等：
-Lactobacillus crispatus（卷曲乳杆菌）
-Lactobacillus gasseri（格氏乳杆菌）
–Lactobacillus rhamnosus（鼠李糖乳杆菌）
–Lactobacillus iners（惰性乳杆菌）
–Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌）
–Lactobacillus jensenii（詹氏乳杆菌）
此外，其他细菌种群等也存在于健康个体的阴道中，例如下列几种：
–Prevotella bivia（普雷沃氏菌）
–Atopobium vaginae（阴道阿托波菌）
–Streptococcus aureus（金黄色链球菌）
–Bifidobacteriaceae（双歧杆菌科）
–Mobiluncus（里拉微球菌）
✦ 阴道菌群变化的影响因素
人类阴道微生物群组随着不同的年龄阶段发生变化，包括婴儿、青春期、怀孕和更年期等阶段。而其他方面包括激素水平、免疫力、细菌感染、抗生素治疗、月经、生活方式等是影响人类阴道微生物群构成变化的常见因素。
在2011年，美国Ravel教授首次通过16S rRNA基因的测序技术根据微生物组成和丰度的不同，将健康女性阴道微生物群落定义了5种不同的群落状态类型（community-state types, CSTs），并分别命名为CST I、II、III、IV、V。其中有四个以乳杆菌为主。
✦ CST-I、CST-II、CST-V——健康型
健康阴道中主要乳杆菌的相对丰度决定了细菌群落群的类型，绝大多数健康育龄女性的阴道菌群组成中以CST-I(卷曲乳酸杆菌)、CST-II(加氏乳酸杆菌)、CST-V(詹氏乳酸杆菌)这三种类型较为常见。
CST-I型：在所有的阴道菌型中，CST-I型被认为是最健康的一种类型，它表明阴道处于一个稳定的状态，抵制病原菌能力较强。
CST-I型以卷曲乳杆菌(L. Crispatus)为主。卷曲乳杆菌能产生大量的乳酸(D型和L型，但研究表明D-乳酸的抑菌效果更好)以及过氧化氢，有利于阴道维持弱酸性的环境。卷曲乳杆菌还可分泌抗菌化合物，如细菌素、类细菌素等，从而抑制病原菌的生长和繁殖。
此外，卷曲乳杆菌对阴道上皮细胞的黏附作用最强，与加氏乳杆菌相比，它更能竞争性抑制阴道加德纳菌等与阴道上皮细胞的黏附，最终维持阴道微生态的平衡。
注：CST I型又可细分为两个亚型，CST I-A型和CST I-B型。两者之间唯一明显的区别是I-A型中卷曲乳杆菌的比例高于CST I-B型。
虽然卷曲乳杆菌丰度更高可能更有益，但这两种亚型都表明阴道处于一个比较健康的状态。需要注意的是该种类型在月经期、孕期、性生活等影响下可能会转变为CST III型。
CST-II型：CST-II型也被认为是一种健康的阴道菌型，该种类型的阴道菌群以加氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)为主。与卷曲乳杆菌相似，加氏乳杆菌也能产生D-乳酸，使阴道维持弱酸性的环境，并生成过氧化氢抑制杂菌。
虽然它们产生的乳酸含量略低于卷曲乳杆菌，但CSTII型对病原体仍显示出较强的防御能力。CST-II型在围绝经期的女性中较为常见。当女性进入围绝经期，体内雌激素水平逐渐下降，阴道菌群结构容易发生变化，此时的加氏乳杆菌在维持阴道微生态平衡中可能发挥重要的作用。
注：CST-II型在某些情况下可转变为CST-I型(如妊娠期)。
CST-V型：被认为是一种健康的阴道菌型，以詹式乳杆菌(Lactobacillus jensenii)为主。与卷曲乳杆菌类似，詹式乳杆菌也能产生D-乳酸，降低阴道pH值，维持弱酸性环境，此外还可通过黏附于阴道上皮细胞和产生细菌素来维持一个阴道微生态的平衡。
相较其他CST类型，CST-V型较为少见，研究表明该种类型仅占不到10%。目前还未见该种类型能转变成其他CST型的报道。
✦CST-III 型——可能预示阴道免疫力下降
CST-III型：以惰性乳杆菌(Lactobacillus iners)为主。当惰性乳杆菌与其他乳杆菌在阴道内共存时，它可能参与维持阴道微生态的平衡；它也可能在阴道菌群失调后与多种厌氧菌共同参与细菌性阴道病的发展过程。
惰性乳杆菌具有较弱的过氧化氢产生能力，分泌的乳酸主要为L型，因此对阴道的保护作用不如其他几种乳杆菌(卷曲，加氏和詹式)强。研究发现，与其他种类的乳杆菌相比，惰性乳杆菌对性传播感染和妊娠并发症的防护能力较低。它有更复杂的营养需求，是阴道免疫力下降的标志，可能引发阴道感染。
注：CST III型又可细分为两个亚型，CST III-A型和CST III-B型。两者之间的区别是III-A型的惰性乳杆菌丰度比III-B型更高。CST III型代表了一种转变或者不稳定状态，容易收到宿主自身或者外界环境条件下的影响从而转变成病理状态。
✦CST-IV型——阴道生态失调
CST IV的特点是乳杆菌的相对丰度低，混合多种兼性厌氧菌，厌氧菌的多样性和丰富性增加，包括普雷沃菌属(Prevotella)、加德纳菌属(Gardnerella)、巨型球菌属(Megasphaera)、斯尼斯菌属（Sneathia）、气球菌属(Aerococcus)等。
CST IV型通常在细菌性阴道病患者中较为常见。该种类型与性传播疾病的感染风险增加、妊娠并发症、盆腔炎、早产、不孕不育等有较强的相关性。注：并不是所有的CST IV型阴道菌群都是由相同的细菌组成的。根据存在细菌比例不同，CST IV型可被分为A、B、C三个亚型。IV-A型的特点是阴道加德纳菌和细菌性阴道病相关细菌占比中等偏高。IV-B型的特点是阴道陌生菌(Atopobium vaginae)和阴道加德纳菌(Gardnerellavaginalis)占优势。A.vaginae可与G. vaginalis结合可形成生物膜，这也是BV发病及复发的主要原因。
IV-C又可细分为五个亚型（C0、C1、C2、C3、C4），IV-C0型菌群多样性最高，其中普雷沃菌较为常见。普雷沃菌也能形成生物膜，是另一种常与细菌性阴道病有关的微生物。Ⅳ-C1型以链球菌为优势菌，Ⅳ-C2型以肠球菌为优势菌，Ⅳ-C3型以双歧杆菌为优势菌，Ⅳ-C4型以葡萄球菌为优势菌。
与肠道微生物组相比，阴道微生物组的物种多样性相对较低，阴道微生物群通常由兼性和专性厌氧菌组成，以乳杆菌为主导的阴道微生物群是女性泌尿生殖系统健康的主要决定因素。
以乳杆菌为主导的健康人体阴道中通常有益细菌群落与人类宿主之间存在共存关系，通过保护宿主阴道环境免受病原微生物的定植，同时宿主为细菌生长提供营养。
✦ 阴道微生物的保护作用
阴道微生物群在保护阴道上皮免受病原微生物污染方面发挥着重要作用。这种保护机制基于三种机制：
1）天然微生物群与病原体的竞争
乳杆菌粘附到阴道上皮，通过竞争性占领过程形成抵抗病原微生物的保护层。
2）针对这些不良微生物的抗微生物物质的生产
生产三种不同类型的物质：乳酸、过氧化氢和细菌素。
•乳酸：维持阴道的pH值在酸性，抑制病原微生物的生长。
•过氧化氢：由于其氧化能力而具有抗菌作用。
•细菌素：是蛋白质来源的毒素，具有抗菌功能，它们的作用是通过在细菌的细胞质膜中产生孔来溶解或破坏细菌的细胞质膜。
3）病原物种的共聚集能力以提高抗微生物能力
病原微生物被来自天然阴道微生物群的细菌包围的机制。
✦ 阴道菌群失衡与一些疾病相关
乳杆菌的定植和优势是健康阴道微生物群的基本特征。正常情况下，二者处于动态平衡状态。当阴道环境、宿主等因素发生变化的时候，上述平衡状态改变，则为阴道微生态失调。
阴道细菌比例失衡被认为会导致生殖器官容易受到感染或并发症。阴道微生物的组成与感染和传播人类免疫缺陷病毒(HIV)的风险增加有关。并且感染其他性传播感染的风险增加，包括淋病、衣原体、滴虫、单纯疱疹病毒2(HSV-2)和梅毒。非最佳微生物群还与人乳头瘤病毒(HPV)的发病率和患病率以及宫颈上皮内瘤变的相关发展和进展以及宫颈癌风险增加有关。
阴道微生物群的组成还与尿路感染、外阴阴道念珠菌病和盆腔炎等疾病相关。有证据支持阴道微生物群的组成与生殖健康(包括早产、自发性早产和早产胎膜早破)之间存在关联。
细菌性阴道炎(BV)是一种在全球育龄妇女中非常普遍的阴道微生物群疾病。全世界23%–29%的女性患有此病。
✦ 细菌性阴道炎的微生物特征
乳杆菌总数的减少或急剧下降，同时兼性或专性厌氧微生物的浓度增加数倍，如Gardnerella、Prevotella、Atopobium、Mobiluncus、双歧杆菌、Sneahia、Leptotrichia，以及梭状芽胞杆菌目中的一些新细菌，称为BV相关细菌。
✦ 细菌性阴道炎的危害
细菌性阴道炎(BV)与不良生殖健康结果相关，例如性传播感染(STI)和盆腔炎(PID)。此外，早产(PTB)、低出生体重、流产以及其他不良产科结局也与BV相关。
✦ 需氧性阴道炎也存在生态失调
此外，另一种称为需氧性阴道炎(AV)的生态失调疾病经常与BV相混淆。这是因为，两者都与阴道微生物的CST-IV相似，即缺乏大量的乳杆菌，pH>4.5。
然而，根据微生物多样性对这两种情况进行了区分。 BV是指存在严格厌氧菌；而AV是指存在需氧肠道细菌，包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、B族链球菌(无乳链球菌)或肠球菌。
需氧性阴道炎除了具有病原体复杂的特点外，还易合并其他阴道感染。AV不仅可导致患者外阴阴道不适，还与盆腔炎症性疾病、不孕症以及流产、早产、胎膜早破、绒毛膜羊膜炎、新生儿感染、产褥感染等不良妊娠结局有关。
越来越多的证据表明阴道微生物组与自发性早产风险有关。
阴道微生物群在妊娠健康和结局中起着重要作用，阴道菌群失调的增加(通常以CST IV菌群的丰度较高和乳酸杆菌的丰度较低为特征)导致妊娠并发症和早产风险增加。
✦ 足月分娩的妇女阴道微生物群稳定
足月分娩妇女的阴道微生物群落通常是稳定的，在怀孕早期以乳杆菌为主；而经历早产的女性通常阴道菌群以厌氧菌为主。
在大多数足月分娩中，阴道微生物群的特点是厚壁菌门成员占优势，放线菌门、变形菌门、拟杆菌门和梭杆菌门成员的丰度较低，而在早产的情况下，厚壁菌的数量减少。
✦ 低丰度的乳杆菌与早产风险增加相关
对至少三种不同CST中的阴道微生物组进行分类以评估早产风险的纵向研究。所有17项研究均在2014年至2021期间发表，包括38-539例妊娠和8-107例早产。与脆乳杆菌占优势的女性相比，具有“低乳杆菌”阴道微生物组的女性早产风险增加（OR 1.69，95%CI 1.15–2.49）。
网络荟萃分析支持微生物组可以预测早产，其中低丰度的乳酸菌与最高的风险相关，而L. crispatus优势菌群的早产风险最低。
越来越多的证据表明，每个女性独有的阴道微生物群在决定生殖健康许多方面起着重要作用。
✦ 与不孕相关的阴道菌群失调
研究表明，L. iners 、L . crispatus、L. gasseri可以区分特发性不孕女性与健康女性或阴道病患者。
乳杆菌主导的阴道菌群通常被视为正常的标志。然而，许多研究表明，并非所有类型的乳杆菌都是有益菌，例如，L.crispatus 似乎具有有益特性，而L.iners 则没有。
患有特发性不孕的女性似乎更容易出现阴道菌群失调。研究人员将阴道微生物群分为两类：低乳酸杆菌阴道微生物群(LL-VMB)和高乳酸杆菌阴道微生物群(HL-VMB)。研究人员开始评估女性不育与阴道微生物群之间的统计关联，结果如下：
DOI: 10.1007/s00404-020-05675-3
数据显示，细菌性阴道炎与女性不孕症呈正相关，并且细菌性阴道炎阳性者的影响大于细菌性阴道炎中间值者。
✦ 低乳酸杆菌阴道微生物群或细菌性阴道病 可能对受精过程产生影响
女性不孕症可根据不同的标准分为不同的类型，其中与阴道微生物群的关联可能有所不同。从病因学的角度来看，输卵管性不孕症是与阴道微生物群相关的最常见疾病。
由细菌性阴道炎引起的慢性炎症反应也可能是输卵管粘连的原因，至少是部分原因。
✦ 阴道微生物群对怀孕影响的其他研究
多囊卵巢综合征(PCOS)被广泛定义为一种内分泌和代谢紊乱，伴有雄激素过多(多毛症或高雄激素血症)和卵巢功能障碍(少排卵或多囊)的体征和症状，如今变得越来越常见。
由于健康女性的微生物群落处于动态平衡状态，因此不平衡的微生物群组成被认为与多囊卵巢综合症女性有关。许多研究人员已广泛证明，PCOS动物模型和患有PCOS的女性中会发生微生物群组成的变化和菌群失调。
✦ 多囊卵巢综合征患者的乳杆菌显著减少
据报道，青春期前女性和绝经后女性的阴道微生物组存在很大差异。这主要是由于下生殖道微生物组会受到年龄、性激素水平、生活习惯等的影响。
其中，月经不规律和激素水平异常被认为是导致PCOS女性阴道微生物组改变的两个主要原因。正常的月经伴随着雌激素和孕激素的规律变化，会带动生殖道表皮细胞的生理变化，维持微环境（包括平衡的微生物群落）的平衡。相反，PCOS女性的月经不调会导致下生殖道微生物组的组成发生变化。
通过 16S rRNA 基因测序分析的 194 个微生物样本的结果 表明，PCOS 和健康女性在阴道微生物组和宫颈管微生物组中的类群丰度存在显著差异。在多囊卵巢综合症女性中，结果发现乳杆菌的成分显著减少。
另一方面，其他一些微生物群，如阴道加德纳菌 (Gardnerella vaginalis)、沙眼衣原体 (Chlamydia trachomatis) 和普雷沃氏菌 (Prevotella) 同时增加。此外，这些增加的微生物群被认为是阴道和宫颈管中潜在的致病类群。
✦ PCOS中的微生物组和性激素
研究表明，性激素影响微生物组的组成，包括肠道微生物组和阴道微生物组。激素水平不平衡可能与多囊卵巢综合症的微生物组“失衡”有关。
越来越多的研究表明，雌激素对于建立女性平衡的微生物群落结构至关重要。众所周知，雌激素在增加阴道上皮细胞糖原的产生并随后促进乳杆菌的生长方面发挥着关键作用。尽管有研究表明高淀粉饮食是乳酸菌占主导地位的原因，但雌激素仍然被认为是这一过程的核心因素。
更重要的是，微生物组还调节多囊卵巢综合症的性激素。据报道，患有PCOS的女性体内雄激素水平较高与代谢失调有关。由于性激素受到微生物组的影响，因此可以合理地推测微生物失衡是导致多囊卵巢综合症的原因。多项研究报告称，多囊卵巢综合症与肠道微生物群组成的异常波动有关。这些波动可以概括为β多样性的异常变化和α多样性的下降，不仅包括物种丰富度，还包括系统发育多样性。
更重要的是，性激素、阴道以及肠道微生物群之间的相互作用是一个多步骤的过程。肠道微生物群调节雌激素水平，雌激素调节阴道微生物群。因此，异常的肠道微生物组或阴道微生物组可能在 PCOS 中相互影响，包括调节微生物组的组成和调节激素的变化。免疫稳态有利于女性建立健康的微环境。
▸ 为什么要进行阴道菌群检测？
1. 全面了解菌群结构：高通量二代测序和 16S 测序能够更全面、精确地分析阴道菌群，提供更丰富的信息，有助于深入了解阴道微生态环境。
2. 早期发现异常：有助于早期发现潜在的菌群失衡，为细菌性阴道炎及不良妊娠结果的诊断和干预提供依据。
3. 个性化治疗：根据检测结果可以制定更有针对性的治疗方案，提高治疗效果。
以分子生物学和DNA测序技术的发展为生殖道微生态研究提供了可靠的技术支持，通常采用16S rRNA基因扩增子进行测序。
▸ 谷禾阴道菌群检测
谷禾健康运用高通量测序技术，得到阴道中大多数微生物的信息，并通过生信统计学对微生物菌群数据进行处理，通过分析阴道微生物的组成及相对丰度，对阴道微生物群落状态类型(CST)进行分型，可帮助监测和分析女性阴道的健康状况，并对不同疾病及条件的分组进行CST聚类，分析不同分组条件下的阴道菌群的特征差异，为临床科研分析做指导。
▸ 面向人群特点及解决问题
1. 面向有不良妊娠史或疑似细菌性阴道炎的人群：帮助这些人群更准确地评估阴道微生态状况，找出可能导致不良妊娠结果的原因。
2. 解决问题：明确菌群失衡情况，为治疗提供科学依据，提高妊娠成功率，改善女性生殖健康。
需要注意的是，在实际应用中，应结合临床症状、其他检查结果等进行综合分析和判断。
▸ 细菌性阴道炎极易复发
细菌性阴道炎是一种常见的妇科疾病，以阴道内细菌失衡为主要特征。尽管当前的治疗方法可以有效缓解症状，但该病症的复发率依然较高。复发的原因多种多样，包括但不限于抗生素治疗后的菌群失衡、个人卫生习惯、激素水平变化以及性行为等因素。
因此，对于细菌性阴道炎的管理，除了治疗初发感染外，更需重视疾病的长期预防和控制策略。阴道微生物的生态平衡对于治疗极为重要。
▸ 关注阴道微生物有助于提高治愈率
一项研究纳入了46名接受甲硝唑治疗的细菌性阴道炎患者，其中仅20名患者被治愈，在治疗前后检测阴道菌群后发现：在治愈的患者中，其在甲硝唑治疗前惰性乳杆菌富集，并且在治疗后保持较高的丰度。
惰性乳杆菌(L.iners)主导的阴道菌型与较差的抗细菌性阴道炎(BV)能力有关，且常规甲硝唑治疗并不会减少L.iners的丰度。而卷曲乳杆菌(L.crispatus)有较高抗BV的潜力。
与L.crispatus不同，L.iners的生长依赖于半胱氨酸；半胱氨酸抑制剂与甲硝唑联用，在体外通过可抑制L.iners，并促进L.crispatus的丰度。用最佳菌种进行补充治疗，或靶向治疗这些非最佳细菌，可能有助于减少细菌性阴道炎复发的概率。
▸ 针对不同的阴道微生物组成用药也不同
1.乳酸杆菌部分携带 (>5%)
口服或局部使用甲硝唑或替硝唑，因为乳杆菌对甲硝唑、替硝唑不敏感，且能杀灭其他厌氧菌。
2.乳酸杆菌几乎不携带 (<1%)，厌氧型
口服或局部使用甲硝唑或替硝唑或克林霉素，因为
甲硝唑、替硝唑不敏感，且能杀灭其他厌氧菌。
3.乳酸杆菌几乎不携带 (<1%)，需氧型
口服或局部克林霉素或卡那霉素为主，因为克林霉素对主要的好氧菌敏感。
▸ 阴道微生物移植
France M,et al.Nat Microbiol.2022
现有的治疗方法包括甲硝唑等抗生素、雌激素疗法、乳酸和硼酸以及阴道乳酸杆菌益生菌。然而，这些干预措施的成功率各不相同，并且不能有效预防复发性/顽固性 BV。
阴道微生物移植 (VMT) 是治疗BV的一种有前景的干预措施。确定了具有乳杆菌优势阴道微生物群的合适供体。从捐赠者处收集阴道分泌物，筛查各种性传播感染并进行处理。然后将处理后的阴道分泌物引入通常患有复发性/顽固性 BV 的接受者的阴道中。接受者在移植前可能会或可能不会接受抗生素治疗。成功的定义是受体细菌性阴道炎的持久解决以及其阴道微生物群向乳杆菌占主导地位的转变。
阴道微生物群的平衡对女性健康至关重要。因此，阴道菌群检测在评估女性健康状况方面具有重要意义。通过检测阴道微生物群的组成，可以及早发现潜在的问题，并采取相应的干预措施，以改善女性的生殖健康和妊娠成功率。这不仅有助于提高辅助生殖技术的效果，还可以降低早产、新生儿并发症等不良妊娠结局的风险，对于优化女性健康管理和具有重要意义。
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谷禾健康
革兰氏阴性菌，非运动性、杆状、可在厌氧条件下生长。普雷沃氏菌包括50多个不同的物种，大多数可以从口腔和肠道中分离出来。还可以通过结合或附着在上皮细胞以外的其他细菌上定植，在以前感染的区域产生更大的感染。
普雷沃氏菌有助于分解蛋白质和碳水化合物食物，普雷沃氏菌通常被认为是一种与健康的植物性饮食相关的菌。普雷沃氏菌擅长从阿拉伯木聚糖和低聚果糖中提取短链脂肪酸丙酸。
肠道中普雷沃氏菌较低与以下疾病有关：自闭症、过敏、多发性硬化症。普雷沃氏菌丰度的增加也与局部和全身性疾病有联系，包括肠易激综合征 (IBS)、牙周炎、细菌性阴道病、高血压、类风湿性关节炎、代谢紊乱和低级别全身性炎症。以及一些神经系统疾病中普雷沃氏菌的丰度也较高：例如精神分裂症、脑瘫。痛风/高尿酸血症中普雷沃氏菌也偏高。阴道粘膜普雷沃氏菌增多与细菌性阴道病有关。这种细菌会破坏阴道的酸度，更容易受到感染。
低脂高纤维饮食可以提升普雷沃氏菌的丰度。
革兰氏阳性菌，厌氧，呈球状，不产生孢子。瘤胃球菌通过分解宿主消化系统的纤维素来获取营养，也能够发酵葡萄糖和木糖以及抗性淀粉。
瘤胃球菌在婴儿过敏、脑瘫、溃疡性结肠炎展现出一定的健康益处。
然而，瘤胃球菌也与一些疾病相关，包括肠道疾病（IBS，IBD，克罗恩等）、免疫性疾病（过敏、湿疹、哮喘等）、神经系统疾病（自闭症，抑郁症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症等）、代谢疾病（II型糖尿病、肥胖（超重））和一些肝病中瘤胃球菌的丰度过高。
瘤胃球菌属包括有益菌和有害菌。当长期食用水果和蔬菜时，瘤胃球菌属能够发酵复合糖类，产生乙酸酯、丙酸盐以及具有抗炎效益的丁酸盐。而过量食用肉类会增加有害的瘤胃球菌。益生菌如嗜酸乳杆菌和长双歧杆菌显著促进瘤胃球菌生长。
革兰氏阴性、不形成孢子、厌氧和杆状细菌，是人类常驻菌群。拟杆菌参与人体结肠中许多重要的代谢活动，包括碳水化合物的发酵、含氮物质的利用以及胆汁酸和其他类固醇的生物转化。无氧呼吸的主要副产物是乙酸、异戊酸和琥珀酸。
拟杆菌作为对人类有益的菌，具有消化膳食纤维多糖和宿主聚糖的能力，通过产生乙酸盐和丙酸盐对维持肠道内稳态很重要。是维生素K的主要合成菌，它可以通过增加骨矿物质密度来预防或治疗骨质疏松症。拟杆菌属含量高的婴儿认知和语言方面发育更好，而缺乏拟杆菌与抑郁症、冠状动脉疾病、炎症性肠病相关。
但当拟杆菌能够逃到肠道以外的身体其他部位时，它们就会充当致病菌，导致脓肿和其他感染。脆弱拟杆菌丰度较高与结直肠癌的发病率增加有关，而多形拟杆菌与自身免疫性疾病存在关联。
增加肠道中拟杆菌数量的最好方法是增加纤维和抗性淀粉的摄入量——所以多吃含低聚果糖的多叶蔬菜、豆类、种子、坚果等。
又名普拉梭菌，革兰氏阴性，对氧极度敏感。是丁酸的重要生产者之一，具有抗炎作用，维持细菌酶的活性，保护消化系统免受肠道病原体的侵害。通过产生丁酸，由助于保持肠道内壁的完整性，丁酸盐可以通过抑制 NF-κB 转录因子激活、上调 PPARγ和抑制干扰素γ来减轻肠黏膜炎症，对维持肠道稳态非常重要。
患有慢性便秘、乳糜泻、肠易激综合征和炎症性肠病（包括克罗恩病和溃疡性结肠炎）的个体中这种微生物的数量减少。此外，在2型糖尿病、结直肠癌和银屑病患者中观察到较低水平的F. prausnitzii。
高肉、高脂肪、高糖、高度加工食品和低纤维饮食会降低F. prausnitzii 的数量，而高纤维、低肉的饮食会增加 F. prausnitzii 的数量。除此之外，菊粉型果聚糖和阿拉伯木聚糖等益生元可增加F. prausnitzii的数量。
革兰氏阳性细菌，杆状，不形成孢子。它们可以是能动的或不能动的，如果能动，它们就有鞭毛。该细菌从碳水化合物或蛋白质中产生有机酸混合物，其可能包括大量的丁酸、乙酸和甲酸。
真杆菌通过产生丁酸，促进肠道完整性，抑制促炎细胞因子，上调抗炎细胞因子，预防肠道炎症、有助于肠道健康。然而少数菌种可与其它兼性厌氧菌造成混合感染，引起人心内膜炎，盆腔炎等疾病。真杆菌属还通过胆汁酸代谢促进肠道和肝脏健康。真杆菌可以改善自闭症儿童症状和肠道问题、以及有助于避免患上痴呆症，重度抑郁症的真杆菌水平较低。
Eubacterium的减少或缺乏与很多疾病相关，比如抑郁或疲劳、肥胖、炎症性肠病、II型糖尿病、心脑血管、结直肠癌、自闭症、老年肌少症、肠道健康以及肿瘤预后良好和肠道稳态状态等。
真杆菌属会随着饮食中蛋白质/脂肪百分比的增加而减少，地中海饮食可以增加肠道中真杆菌属（Eubacterium）的数量。
属于革兰氏阳性菌，专性厌氧、形成孢子、能动。Lachnoclostridium属包括来自Lachnospiraceae科和几个梭菌簇的生物，例如梭菌XIVa。这类细菌能够发酵多糖类物质产生短链脂肪酸，如丁酸和乙酸等。这些物质对肠道上皮细胞的生长和肠道屏障功能的增强具有积极作用，同时也具有抗炎作用。
Lachnoclostridium属的相对丰度在一些疾病中有所变化，如：在肠炎病变和肠道肿瘤中相对丰度增加，在肝脏脂肪变性和代谢性疾病中相对丰度增加；
在自身免疫性疾病以及肌肉减少症、桥本甲状腺中相对丰度降低。Lachnoclostridium的丰度降低与蛋白质处理和营养物质转运等功能通路的下调有关。
一些天然化合物有助于增加Lachnoclostridium的丰度：包括甜菜碱、蓝莓和蔓越莓花青素提取物、西藏茶多糖、白藜芦醇、红曲米、黄芩素、人参皂苷 Rg1；增加水果和蔬菜的摄入量、地中海饮食、高粗粮饮食、低热量饮食也有助于增加Lachnoclostridium的丰度。
革兰氏阳性、严格厌氧，通常为球形或椭圆形、不能运动。所有Blautia菌株都可以利用葡萄糖，但不同菌株对蔗糖、果糖、乳糖、麦芽糖、鼠李糖和棉子糖的利用能力不同。Blautia发酵葡萄糖的最终产物是乙酸、琥珀酸、乳酸和乙醇，乙酸盐可以抑制病原菌，有抗炎作用。
Blautia属目前根据公布的有效名称物种共计20个，包括：B. Hydrogenotrophica、B. coccoides、B. wexlerae、B. hansenii、B. producta。
Blautia 与宿主生理功能障碍具有显著相关性，例如肥胖、糖尿病、癌症和各种炎症性疾病。Blautia与内脏脂肪面积负相关，研究还确定了Blautia luti 和Blautia wexlerae 的减少与肥胖个体的胰岛素抵抗有关。Blautia菌通过产生细菌素来防止病原体的定植，并通过上调调节性 T 细胞和 SCFA 的产生而表现出抗炎特性和维持葡萄糖稳态作用。
该属中的物种水平在老年患者中经常减少，在结直肠癌患者的黏膜样本中水平降低，在肠易激综合征 (IBS) 患者中水平升高。
可以通过食物（富含 Omega-3 的食物、糙米、大麦、迷迭香、黄酮类、高谷物饮食）或者益生元（二甲双胍、黄连素、小檗碱、红花油、丁酸钠、抗性淀粉（II、IV型）、橙子（果胶/黄烷酮）、葡萄籽多酚/酒、亚麻籽、维生素 D3）来增加，而抗生素（氟喹诺酮和克林霉素）、高胆汁酸、饮酒、缺乏乳酸菌会导致减少Blautia。
是小的、厌氧或微需氧的革兰氏阴性球状或杆状菌，因次也被翻译成小杆菌属。大部分菌种不形成孢子、不运动。属于厚壁菌门，韦荣氏球菌科，代谢碳水化合物，产生琥珀酸和乙酸，丙酸，丁酸，产生组胺，过氧化氢酶。
该菌属物种被发现出现在人体全身各个部位，包括骨骼和血液，但是主要从人体粪便，口腔以及上呼吸道，阴道等部位分离或发现，属于人体肠道核心菌。当在肠道中检出“Dialister invisus”与疾病无关，但是当在尿液中发现时，可能与尿路感染有关；当在口腔中检出“Dialister invisus”，它通常与冠周炎、边缘和根尖周炎、龋齿、口臭和牙髓感染有关。特别是“Dialister pneumosintes”被认为是一种新的牙周病病原体。
抑郁症、自闭症患者缺乏Dialister，关节炎患者Dialister丰度较高，Dialister 属的丰度与强直性脊柱炎疾病活动评分呈正相关。除此之外Dialister还与情绪控制、口腔疾病、减肥、不同组织部位的感染，肾病等相关。
酸奶、胡桃、芽孢杆菌补充、双歧杆菌补充、菊粉以及运动可增加肠道Dialister 属的丰度。
属于专性革兰氏阳性厌氧菌, 轻微弯曲，杆状，并通过多个亚末端鞭毛运动。罗氏菌属代谢膳食成分，刺激其增殖和代谢活动。产生短链脂肪酸(乙酸，丙酸，丁酸)，从可发酵的膳食碳水化合物中产生了大量的丁酸盐。影响结肠运动，具抗炎特性。
罗氏菌属可以分泌各种分子，与宿主和消化道的其他细菌相互作用。罗氏菌属可以改善肠道生物多样性，提高葡萄糖耐受性，帮助减肥，使结肠细胞恢复活力。Roseburia也可以作为症状性病理(如胆石形成)的生物标志物，或作为益生菌修复有益菌群。
罗氏菌属的失调（过少）可能影响多种代谢途径，并与多种疾病相关。在溃疡性结肠炎、慢性便秘患者、结直肠癌患者中，发现患者罗氏菌属丰度较低；肥胖、2型糖尿病、动脉粥样硬化、高血压患者中罗氏菌属丰度也过低；一些神经系统疾病如帕金森病、肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征中的罗氏菌属比例也较低；罗氏菌属较少可能还与慢性风湿病、幼年特发性关节炎、食物过敏、白塞氏综合征有关。
植物性食物（例如水果和蔬菜）、全谷物、豆类和坚果可以促进罗氏菌属的增加，β-葡聚糖（蘑菇、燕麦）、几丁质、青香蕉粉、菊粉、膳食多酚等益生元也被证明可以增加罗氏菌属的丰度。
是一种专性厌氧、革兰氏阴性、能动的细菌，细胞呈现棒状形，可形成圆形菌落。鞭毛排列单质的，在35到39℃、PH为7的生长最佳。能够从苦杏仁苷、l-阿拉伯糖、熊果苷、纤维二糖、纤维二糖苷、d-果糖、α-半乳糖苷、龙胆二糖、d葡萄糖，糖原，菊粉，麦芽糖，鼠李糖和蔗糖获取营养，主要发酵产物为丁酸盐、乙酸盐、氢气和乳酸盐。
患有睡眠障碍的自闭症儿童表现出粪便细菌和直肠真杆菌的丰度下降；粪链球菌和直肠真杆菌的丰度可能会影响ASD儿童睡眠障碍和自闭症核心症状的严重程度。Agathobacter菌、半胱氨酸甘氨酸和焦磷酸盐具有显著相关性，从而调节谷胱甘肽代谢和氧化磷酸化的代谢水平，并参与消化性溃疡的进展。
革兰氏阴性菌，这些细菌发酵各种糖类以产生甲酸、丁酸和乳酸。似乎有两组Gemmiger，一种主要产生乳酸，另一种产生甲酸盐作为主要发酵代谢物。维生素的单一缺失（来自确定的维生素混合物）表明泛酸、核黄素和硫胺素在含有瘤胃液和胰蛋白酶作为维生素来源的培养基中高度刺激生物体的生长。
吉米菌属（Gemmiger）在多种精神疾病中显著减少；Gemmiger与女性样本中的雌性脂肪比率呈正相关，而在男性样本中呈负相关。肠道中的 Gemmiger 和瘤胃球菌越多，便秘症状越轻，相反，这两种菌越少，便秘症状也越重，所以，这两种菌可能具有保护作用。
炎症性疾病中Gemmiger的丰度显著较低，Gemmiger和粪球菌被确定为克罗恩病和健康人分类的重要特征。研究表明Lachnospira可能对炎症有保护作用。
菌体呈梭状，又称梭状芽孢杆菌属或厌氧芽孢杆菌属，芽孢常比菌体大，是一类能产生内生孢子的厌氧性革兰氏阳性菌。除了产气荚膜梭菌无鞭毛外，大多有鞭毛，专性厌氧。大部分的梭菌属可以水解糖、蛋白质，又可产生外毒素，成为一些疾病的原因。
多数为非致病菌，少数为致病菌。常见致病厌氧芽孢梭菌主要有破伤风梭菌、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌和艰难梭菌等。破伤风梭菌是破伤风的病原菌；产气荚膜梭菌广泛存在于自然界及人和动物的肠道中，引起气性坏疽和食物中毒的主要病原菌。肉毒梭菌在在厌氧条件下产生肉毒毒素，人体的胃肠道很适于肉毒杆菌居住，而肉毒毒素对酸的抵抗力特别强，胃酸溶液24小时内不能将其破坏，食入和吸收这种毒素后发生食物中毒，神经系统将遭到破坏，出现恶心、呕吐、头晕、呼吸困难和肌肉乏力等症状，死亡率极高。
该属的模式种为丁酸梭菌，丁酸梭菌（Clostridium butyricum）是人类胃肠道的天然居民。它是肠道中发酵膳食纤维并产生有益的短链脂肪酸丁酸盐的众多细菌之一。丁酸盐作为结肠上皮细胞的能量来源，有助于维持肠道屏障，具有抗炎作用，并可预防结肠癌。
革兰氏阴性、专性厌氧、不形成孢子、不活动、呈杆状，中等大小的细菌，已经鉴定分离出20多个物种。一些报道证实P.distasonis拥有N-聚糖的代谢途径，并在体外粪便发酵中具有木葡聚糖降解能力。P. distasonis的发酵可以产生甲烷。副拟杆菌属有助于消化我们无法以其他方式处理的高纤维饮食，并且在抗性淀粉饮食中丰度增加。
副拟杆菌具有致病性和益生作用的双重潜力，在炎症性肠病中的二分作用，既出现了抗炎特性也出现了促炎特性；P.distasonis被证实对结直肠癌有益。粪便中P. distasonis的水平与肠道肿瘤的存在呈负相关。还被证明对肥胖的改善作用，患有肥胖和代谢综合征的儿童的肠道微生物组中P.distasonis的丰度降低。人类多发性硬化症患者中P.distasonis的水平较低，副拟杆菌被证明促进多发性硬化症中的T细胞分化。
P. distasonis也可能对许多其他类型的疾病具有调节或保护作用：在强直性脊柱炎(AS)患者的粪便样本中，P.distasonis的丰度显著增加；在银屑病患者中，P.distasonis的存在显著减少；斑秃患者的肠道微生物组中P.distasonis的丰度更高；P. distasonis的水平升高与宫颈癌的进展呈正相关；两种副拟杆菌属物种都被显示出能促进生酮饮食的有益抗癫痫效应
属于拟杆菌门的一种革兰氏阴性细菌，专性厌氧，呈直或略微弯曲的棒状，末端为圆形。不会形成孢子。细胞通常单独或成对出现，偶尔以较长的细丝出现。不运动，可将色氨酸水解为吲哚。葡萄糖代谢终产物是琥珀酸和少量的乙酸，丙酸。
Alistipes可能对包括肝纤维化、癌症免疫治疗和心血管疾病有保护作用。相比之下，其他研究表明Alistipes在结直肠癌中具有致病性，并且与抑郁症有关。
肝纤维化中Alistipes减少，在NASH 和 NAFLD 等其他纤维化疾病中也可以看到肝纤维化患者的Alistipes丰度降低。心房颤动患者Alistipes减少，Alistipes和链球菌之间存在潜在的拮抗作用。高血压中Alistipes有助于炎症和上皮细胞的改变。已发现Alistipes作为潜在的病原体可能会诱发结直肠癌。
然而Alistipes的增加也与一些疾病有关，抑郁患者中Alistipes增加，Aistipes丰度的增加还可能与GABA增加有关。
该菌可以在高脂肪饮食中茁壮成长，并且在肥胖患者的肠道微生物群中生长得特别好，表明与肥胖相关。
革兰氏阳性，严格厌氧，呈直的或略微弯曲的棒状细胞，有的可能呈螺旋状。存在于大多数健康人的肠道里，可能是一种潜在的有益菌，参与多种碳水化合物的代谢，尤其水果蔬菜中的果胶的能力很强。
发酵果胶、聚半乳糖醛酸、果糖和纤维二糖等。乙酸盐、甲酸盐、乙醇和CO2是聚半乳糖醛酸和果胶发酵的主要最终产物。也可能产生少量的H2 。果胶发酵时也会产生甲醇，不产生琥珀酸盐、丁酸盐和丙酸盐。
毛螺菌属过多可能影响睡眠、在一些肝病（非酒精性脂肪肝）中发现毛螺菌属的富集。而毛螺菌科过少可能与哮喘、抑郁症、自闭症、阿尔兹海默症、慢性肾病、食管鳞状细胞癌、系统性红斑狼疮、慢性自发性荨麻疹、2 型糖尿病、白塞病等疾病相关。
增加的方法：食用富含纤维的植物性饮食，摄入果胶、β-胡萝卜素、维生素 E、洋车前子、茶多糖等植物性化学物质。而食用油炸食品、吸烟会使毛螺菌属减少。
革兰氏阴性专性厌氧菌，多形棒状杆菌，不运动、不形成孢子。可产生短链脂肪酸，包括乙酸盐和丙酸盐，并可能与宿主的代谢状态和情绪有关。随着年龄的增长（1至60岁），该菌数量逐渐增加，维持在高水平，但随着年龄继续增加，老年人（> 60岁）的其数量反而减少。
已发现体重和脂肪量与Phascolarctobacterium丰度呈负相关，因此可以帮助预测肥胖风险。早期肝癌患者中考拉杆菌属明显减少，而在重度抑郁、阿尔茨海默病(AD)、自闭症等疾病中发现Phascolarctobacterium高度富集。
考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）还有助于阻止艰难梭菌定植、帮助减肥和有助于肺癌的免疫治疗。
菊粉、岩藻多糖、中等剂量木糖醇可以增加Phascolarctobacterium 的丰度，但是低聚果糖的补充会降低Phascolarctobacterium。此外，小檗碱和二甲双胍可以显著增加这种菌。
革兰氏阴性，专性厌氧，嗜中温，亲糖，杆状，不产芽孢，不运动。发酵各种碳水化合物，终产物是乙酸、丙酸和乳酸。属内成员有三个种：Megamonas hypermegas（趋巨巨单胞菌）、Megamonas funiformis（单形巨单胞菌）、Megamonas rupellensis。
巨单胞菌作为肠道核心种，可能是亚洲人种的特征。与炎症性肠病、结直肠癌、强制性脊柱炎（AS）、自闭症谱系障碍（ASD）、肥胖等疾病密切相关。炎症性肠病、结直肠息肉患者巨单胞菌属度显著降低，巨单胞菌属在强制性脊柱炎（AS）、自闭症谱系障碍（ASD）、注意缺陷/多动障碍 （ADHD）、肥胖、急性缺血性脑卒中(AIS)、抑郁患者中丰度较高。
而巨单胞菌属减少与一些疾病也相关（证据不充分），包括老年人虚弱、白塞病，肝病等。
动物脂肪摄入过多会导致巨单胞菌属丰度降低，而玉米，马铃薯等富含抗性淀粉的食物以及燕麦阿拉伯木聚糖、桑叶粉可以增加巨单胞菌的丰度。
细胞呈球状，有时椭圆形，成对或短链，革兰氏阳性，不运动，严格厌氧。最适生长温度约为37℃。
丁酸的重要生产者之一。粪球菌可用作评估人体胃肠道健康状况的微生物生物标志物，Coprococcus属的细菌可能有助于抑制免疫反应，降低过敏反应的严重程度；Coprococcus的细菌还有助于对 ACE 抑制剂产生耐药性，ACE 抑制剂是用于治疗高血压的主要药物类别之一。
在抑郁、帕金森病(PD)、幼儿语言发育障碍，认知、自闭症、睡眠、便秘、慢性肾病、早期乳腺癌、慢性广泛性肌肉骨骼疼痛、慢性疲劳等疾病中粪球菌属（Coprococcus）的丰度较低。
而在体重，胆固醇过高和银屑病患者中粪球菌属（Coprococcus）丰度过高。
使用小檗碱、二甲双胍、甘草甜素，以及补充维生素D、抗性淀粉可以使粪球菌属丰度增高。
严格厌氧的革兰氏阳性多形性杆状细菌，不运动、过氧化氢酶阴性、不形成孢子。末端常常分叉，故名双歧杆菌。该属比较典型的特征是单糖的分解代谢（即所谓的果糖 6-磷酸途径），主要发酵葡萄糖产生乳酸和乙酸和少量乙醇。
双歧杆菌产生硫胺素（维生素B1）、核黄素（维生素B2）、维生素 B6和维生素 K。可能还具有合成叶酸、烟酸（维生素B3）和吡哆醇（维生素B6）的能力。双歧杆菌代谢产物还包括γ-氨基丁酸(GABA)和生物素。
肥胖、糖尿病和过敏等各种疾病都与生命各个阶段的双歧杆菌数量减少有关。双歧杆菌有助于改善消化问题，抗菌和病毒、抗炎、改善血糖控制，降低血脂水平，提高免疫力，表现出抗氧化活性，有助于预防湿疹，缓解压力和过敏。在肝病、过敏性疾病、精神性疾病、代谢性疾病中具有一定的有益作用。然而双歧杆菌侵入其他组织可能造成感染或败血症。
导致减少的因素包括：年龄（年龄增加）、饮食（精制碳水化合物，加工食品等，缺镁铁饮食、高脂肪饮食）、疾病（肠病，炎症，代谢性疾病）、生活方式（缺乏运动、过度使用抗生素、酗酒等）、其他因素（比如感染，菌群失衡）
增加双歧杆菌的因素包括：补充益生菌、吃发酵食品、增加特定膳食补充剂，比如低聚果糖，抗性淀粉，白藜芦醇、镁、绿茶、水苏糖，杏仁/杏仁皮、岩藻多糖、大麦、菊芋、阿拉伯木聚糖、菊粉等；多样性饮食；合理运动和良好睡眠，清洁的水源等。
革兰氏阳性兼性厌氧或微需氧的棒状细菌，呈细长的杆状，但无分枝，无芽孢，不具有鞭毛或纤毛，能够在无氧或微氧条件下进行发酵，主要产生乳酸作为碳水化合物发酵的主要代谢终产物。乳杆菌属的成员已有超过200种，主要有德氏乳杆菌保加利亚亚种(保加利亚乳杆菌)、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、惰性乳杆菌等。
乳杆菌是一种益生菌，对人体健康有着重要的作用：包括维护肠道菌群平衡，改善消化功能，提高免疫力，缓解过敏反应，降低胆固醇，改善口腔健康。乳杆菌对于肠道健康尤为重要，乳杆菌通过促进粘液分泌增强胃肠道屏障，诱导抗菌肽表达，通过产生短链脂肪酸刺激紧密连接的形成，细菌素抑制或杀死其他细菌，竞争结合位点抵抗病原体。
乳杆菌属不仅在人体肠道健康中起着重要作用，在女性阴道健康与相关疾病中的作用也不容忽视。健康阴道中主要乳杆菌的相对丰度决定了细菌群落群的类型，乳杆菌的丰度与阴道健康有关，乳杆菌种类显著减少或消失可能导致细菌性阴道病。除此之外乳杆菌的丰度还会影响月经周期、妊娠健康。
乳杆菌在其他疾病中也有一定作用，包括在特应性皮炎、牙周疾病、呼吸系统疾病、系统性红斑狼疮中具有一定保护作用。
然而，乳杆菌可能也是一种机会病原体，可引起脓肿、菌血症、心内膜炎、肺部感染和新生儿脑膜炎等多种感染。
饮食中富含益生元的食物，如蔬菜、水果、全麦面包等，以及食用发酵食品和一些天然生物活性成分包括绿茶与异麦芽低聚糖、姜黄素、白藜芦醇、葡萄多酚可以促进乳杆菌的生长。
相反，高脂肪、高糖、高盐等不健康的饮食习惯会抑制乳杆菌的生长。长期使用抗生素、非甾体抗炎药等药物会破坏肠道菌群平衡，抑制乳杆菌的生长。 缺乏运动、长期处于压力状态等生活方式也会抑制乳杆菌的生长。
是一种厌氧（但具有一定的耐氧性）、革兰氏阴性、无运动、没有内生孢子的卵圆形肠道细菌，其最适生长温度是37℃，最适生长pH为6.5。该菌的生长繁殖需要蛋白质，可降解黏蛋白和粘液层。能够使用粘蛋白作为碳、氮和能量的唯一来源，并发酵产生乙酸盐、丙酸盐和乙醇。也可以利用人乳寡糖作为能量来源。
阿克曼菌属具有促进肠道屏障完整性、调节免疫反应、抑制炎症、防止体重增加、降低某些心脏病风险，如胰岛素抵抗、总血胆固醇和脂肪组织储存等健康特性；有助于改善糖尿病和肥胖个体的代谢功能。缺乏或减少与多种疾病(如肥胖、糖尿病、肝脂肪变性、神经退行性疾病、炎症和对癌症免疫治疗的反应)有关。
然而Akkermansia 增殖异常，从而可能导致肠道屏障损伤，诱发肠道炎症、脂多糖进入血液的增加、自身免疫性疾病，神经退行性疾病等有关。
含有高水平多酚和鱼油的食物是提高A. muciniphila菌最好的食物。例如红酒中的白藜芦醇、辣椒中的辣椒素、百里香中的百里酚、肉桂中的肉桂酸、迷迭香中的迷迭香酸。其他常见的高多酚食物包括葡萄、橄榄、菠菜、李子和桃子等。一般来说，颜色越深越好。此外，补充补充膳食纤维，选择有机产品，避免高脂肪饮食和酒精都有助于 提升阿克曼菌属的丰度。
革兰氏阴性细菌，适生长温度约为37°C，大多数为好氧生物，埃希氏菌属细菌既能够利用氧气进行呼吸代谢，产生能量。也可以进行发酵代谢，利用糖类等有机物产生能量。它可以与厌氧菌共生，分解单糖、二糖和复杂多糖，为肠道提供能量和营养物质。
它的存在和代谢活动间接影响短链脂肪酸的生成，大肠杆菌可以产生多种神经递质，如去甲肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺和乙酰胆碱。这些神经递质可以通过影响神经元活动和调节情绪、压力反应等方式，对神经系统功能产生影响。
大肠杆菌在正常情况下对人体无害，但某些菌株也可能引起感染和疾病。例如，某些产生肠毒素的毒力菌株的大肠杆菌可引起食物中毒，导致胃肠道症状，如腹泻、呕吐和腹痛。还会破坏肠道屏障完整性，激活肠道黏膜免疫。炎症性肠病（IBD）和结直肠癌中大肠杆菌的数量显著上升。
此外，大肠杆菌也可能引起泌尿系统感染和其他感染性疾病。动脉粥样硬化患者中，埃希氏菌属的丰度明显增加；糖尿病患者的埃希氏菌属相对丰度较高；非酒精性脂肪肝病 (NAFLD)和多动症（ADHD）中埃希氏菌属也较高。
埃希氏菌属的增加与二甲双胍的副作用有关，二甲双胍的使用会导致埃希氏菌属的丰度增加，埃希氏菌属的增加还可能与肠道炎症和代谢紊乱有关。肉桂皮油、抗性淀粉（III型）、
甘草酸、维生素D、石榴、大蒜（大蒜素）、黄芪属、蔓越莓低聚糖、乳铁蛋白、黄芩汤、苍耳精油等饮食或补充剂有助于减少埃希氏菌属过度生长。
链球菌属（Streptococcus）是革兰氏阳性菌，呈球形或卵形，通常成链排列或成对排列，广泛存在于人类粪便和鼻咽中。大多数不致病。医学上重要的链球菌主要有化脓性链球菌、草绿色链球菌、肺炎链球菌、无乳链球菌等。
Streptococcus LJ-22表达β-葡萄糖醛酸酶将甘草酸代谢为18β-甘草次酸-3-O-β-D-葡萄糖醛酸（GAMG）。GAMG对脂多糖诱导的RAW264.7细胞具有抗过敏活性。SGG可能通过消除单宁酸对肿瘤细胞的毒性来促进结直肠癌的发展。S.thermophilus GIM 1.321很高的β-葡萄糖苷酶生产能力，可以降低血压并发挥抗氧化作用。
肺炎链球菌是引起人类疾病的重要病原菌，肺炎链球菌通过胞外酶系统获得大量的碳和氮，胞外酶系统允许多糖和己糖胺的代谢，并对宿主组织造成损害并使其定植。
血链球菌是口腔生物膜发育的开拓者和关键角色。除了在口腔中作为主要定居者的作用外，血链球菌还被广泛认为是感染性心内膜炎，心脏瓣膜或心内膜感染的病因。在一般条件下血链球菌定植于牙菌斑中，对人体无害，但当其通过口腔内的微小创口进入血液循环引起菌血症，就有可能引发感染性心内膜炎。
一种厌氧或微需氧的、耐胆汁、降解糖 、非运动性且不形成孢子和球杆菌形的短杆状革兰氏阴性球杆菌。肠道Sutterella中主要分为两大类，分别为华德萨特菌(Sutterella wadsworthensis)和粪链球菌(Sutterella stercoricanis)。
Sutterella通常与人类疾病有关，例如自闭症、唐氏综合症和炎症性肠病 (IBD)，但这些细菌对健康的影响仍不清楚。 Sutterella 属的成员是肠道重要的共生菌，在健康成人的十二指肠中含量丰富，朝向结肠的梯度逐渐减小。在人类胃肠道中具有轻度促炎能力，Sutterella会过分泌IgA蛋白酶，降解IgA，从而降低肠粘膜中IgA的浓度，损害肠道抗菌免疫反应功能。
Sutterella属与抗生素性腹泻的病情呈正相关，被诊断患有自闭症和胃肠道紊乱的儿童中，超过一半的肠道活检组织中存在 Sutterella菌，而通常发育中的胃肠道紊乱儿童的活检组织中没有 Sutterella。唐氏综合症与大量的Sutterella显著相关。
体重和脂肪量的增加与Sutterella 呈负相关，而高效有氧健身锻炼与Sutterella丰度增加和物种多样性呈正相关。
补充低聚半乳糖(GOS)以及低聚果糖(FOS)和维生素D有助于增加Sutterella的丰度，而岩藻多糖具有降低Sutterella丰度的作用；此外，Sutterella显示对甲硝唑的耐药性。
也被称为硫酸盐还原菌，非发酵性、厌氧性、革兰氏阴性杆菌，在25至40摄氏度之间的温度下生长速率理想。已有12个属40多个种，一般具有产生乙酸，消耗乳酸特征中的一种或多种。四种脱硫弧菌种均与人类感染有关（主要是腹部）：Desulfovibrio. fairfieldensis、 Desulfovibrio. desulfuricans、 Desulfovibrio. Piger、 Desulfovibrio. Vulgaris。
一些脱硫弧菌物种的存在与慢性牙周炎、细胞死亡和炎症性肠病如溃疡性结肠炎和克罗恩病有关，或者至少增加复发的风险。Desulfovibrio的相对丰度与体重指数、腰围、甘油三酯水平和尿酸水平呈负相关。肥胖和超重儿童Desulfovibrio显著低于正常体重儿童。脱硫弧菌物种的浓度与帕金森的严重程度相关，此外在系统性硬化症、关节炎 、结直肠癌、妊娠期糖尿病中脱硫弧菌的丰度增加。
革兰氏阴性、不形成孢子的厌氧菌，球状、多形性小球（坏死梭杆菌）到杆状的一系列细胞形态。梭杆菌细胞通过发酵碳水化合物和蛋白获得能量。这种发酵产生丁酸盐，在某些情况下产生乙酸作为主要的代谢副产物。其中具核梭杆菌是少数利用氨基酸分解代谢来提供能量的非产孢厌氧物种之一，能使用谷氨酸、组氨酸和天冬氨酸。
F. nucleatum在有助于牙周健康和疾病的生物膜中发挥不可或缺的有益作用。在牙菌斑生物膜中，具核梭菌作为桥梁生物在结构上起到支持作用，将主要定植菌（如链球菌属）与主要厌氧的次级定植菌连接起来，梭杆菌细菌素可以通过去除特定的口腔或肠道微生物来促进其他微生物的生长。
梭杆菌作为主要病原体侵入人类宿主的能力很强，其中具核梭杆菌和坏死梭杆菌是可怕的厌氧病原体之一，最常存在于口腔、牙菌斑中，与牙周病、急性坏死性牙龈炎、口腔癌、溃疡性结肠炎、克罗恩病和结直肠癌有关。 结直肠癌患者粪便样本中，具核梭杆菌高，此外在肿瘤复发患者中肠菌具核梭杆菌含量明显升高。
此外，痛风患者中梭杆菌丰度增加，胰腺导管腺癌中梭杆菌fusobacteria 较少。
梭杆菌属对粘菌素和卡那霉素敏感，一些菌株产生β-内酰胺酶并对青霉素耐药。
一组呈黄色、杆状的革兰氏阴性菌。是兼性厌氧菌，氧化酶阴性。非包膜、非孢子形成的活动杆菌，具有周毛鞭毛。可以利用 D-木糖、D-核糖、麦芽糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-果糖、海藻糖和 D-甘露醇作为能量代谢的碳源。
泛菌属有 20 多个物种，其中90%以上的感染与2个物种有关：Pantoea agglomerans、Pantoea dispersa。这种细菌会导致新生儿 ICU 中的机会性血流感染。Pantoea 可作为社区获得性感染（包括职业接触）或医院获得性感染引起人类感染。Pantoea引起的感染的临床结果包括感染骨骼、关节、滑膜引起化脓性关节炎、骨髓炎或滑膜炎，包括但不限于心内膜炎、眼内炎和皮肤感染。
成团泛菌已表现出对多种抗生素的耐药性，包括早代青霉素、早代头孢菌素、广谱头孢菌素和抗假单胞菌青霉素、氟喹诺酮类、氨基糖苷类、TMP-SMX和四环素。许多泛菌菌株显示出惊人的环境多功能性和适应性，并具有多种生物合成和生物降解能力，可用于农业、环境和临床环境中的潜在有用应用。
为肠杆菌科中一类有荚膜的革兰氏阴性杆菌，不运动，兼性厌氧，氧化酶为阴性，并从乳糖产生酸和气体。是一种机会性病原体，本属中肺炎克雷伯氏菌与人类关系密切。肺炎克雷伯菌可以自然存在于健康个体的肠道和呼吸道中，具有健康免疫系统的人很少发生感染疾病。
但当细菌直接进入人体内时，通常会发生克雷伯菌感染。这种细菌都与脑膜炎，腹膜炎，败血病和肺炎有关。肺炎克雷伯菌是引起肺炎的人类呼吸系统的主要病原体之一。甚至还会导致鼻部、眼部、尿道感染。
K. ozaenae被认为是萎缩性鼻炎的病因；K. rhinoscleromatis可导致缓慢进展的疾病，称为鼻硬化症；K.oxytoca与新生儿菌血症有关。
克雷伯菌感染通常发生在由于年龄，酒精滥用或糖尿病等导致免疫功能低下人群，并且通常以医院感染的形式出现。此外，易感因素包括营养不良，接触程度，不卫生的环境和遗传易感性等。
一般可用阿扎坦（aztreonam）；喹诺酮类；第三或第四代头孢菌素，例如罗芬（头孢曲松）；碳青霉烯类，例如Primaxin（亚胺培南/西司他丁）；青霉素，例如佐辛（哌拉西林-他唑巴坦）等抗生素进行治疗。
该属的典型菌种是Eggerthella lenta（迟缓埃格特菌）。Eggerthella lenta是一种正常的人类微生物菌群，它是厌氧的、不产生孢子的、革兰氏阳性的。然而，Eggerthella lenta（迟缓埃格特菌）可引起血流感染，被认为是一种机会性人类病原体。越来越多的研究表明，它也可能是人类的重要病原体，甚至在某些条件下引起危及生命的感染。Eggerthella lenta已从血液、脓肿、伤口、皮肤溃疡、产科和泌尿生殖道感染以及腹腔内感染中分离出来。
危险因素包括免疫功能受损状态（类固醇使用、近期化疗、终末期肾病和糖尿病）、恶性肿瘤和胃肠道疾病，如溃疡性结肠炎和克罗恩病。Eggerthella lenta菌血症最常见的潜在健康状况是实体癌或血液器官癌、糖尿病和心血管疾病。而所有这些患者的主要感染源是胃肠道、皮肤和软组织和脓肿。在所有首发症状中，阑尾炎所占比例最高，远高于第二大的结肠炎。阑尾炎常伴有穿孔甚至腹膜炎。Eggerthella lenta通常定植于胃肠道，更容易侵入血液。因此，肿瘤、糖尿病、阑尾炎患者更应关注迟缓埃格特菌的血行感染。
多项研究表明在抑郁，情感障碍以及精神分裂患者中Eggerthella丰度富集。还证明eggerthella有可能成为与慢性失眠相关的独特属种。在重度抑郁症中，eggerthella的增加和sutterella的减少也得到证实。此外，埃格特氏菌 （eggerthella）与甘油三酯增加和高密度胆固醇减少存在相关性。
用药：对抗迟缓肠球菌感染最有效的抗菌药物是甲硝唑、阿莫西林克拉维酸和碳青霉烯类；它对头孢曲松具有耐药性。头孢唑肟，也显示出良好的疗效，健康饮食分数越高，该菌的丰度相对更低。
Flavonifractor（解黄酮菌属）属于厚壁菌门，梭菌目的，通常为革兰氏阳性，大多数物种形成椭圆形/球形内孢子，通常为过氧化氢酶阴性，大多数物种是专性厌氧的，尽管对氧气的耐受性差异很大。肠道微生物群中 Flavonifractor 丰度升高与较高的情感障碍相关，吸烟和女性是造成这种关联的原因之一，可能导致氧化应激增强，以及儿茶酚途径和低度炎症有关。此外，肠癌或息肉病人该菌富集。
Flavonifractor是肠道健康的重要菌群，其含量与肥胖呈负相关，Flavonifractor plautii改善动脉硬化程度。Flavonifractor属的种类增加和抑郁症相关。Flavonifractor（参与微生物儿茶素代谢并影响宿主免疫，它的增加可能与葡萄粉中儿茶素的含量有关）。Flavonifractor 还在慢性肾病、终末期肾病中显著增加。
该菌的典型菌种是 Flavonifractor plautii ，是人类肠道微生物中一种常见的专性厌氧菌，通常黏附在肠壁上，在粪便中可提取得到。 Flavonifractor plautii 及其主要效应物顺乌头酸可以通过改善动脉功能和减少炎症来防止动脉僵硬。这个细菌还有一个超能力，它可以「吃掉」红细胞的 A 抗原。
Flavonifractor plautii可以通过裂解类黄酮分子的 C 环来降解类黄酮。黄酮类化合物是人类饮食的重要成分，主要由具有广谱药理活性的多酚类次级代谢产物组成。从流行病学、临床前和临床研究中积累的证据支持这些多酚在预防癌症、心血管疾病、2 型糖尿病和认知功能障碍方面的作用。
几种常见的食物，如茶、咖啡、苹果、番石榴、榄仁树皮、葫芦巴籽、芥菜籽、肉桂、红辣椒粉、丁香、姜黄和豆类，都含有大量的类黄酮。因此为了最大限度发挥类黄酮在结直肠癌中的潜在有益作用和生物利用度，需要控制Flavonifractor plautii其丰度。
但是，个别研究报道口服 Flavonifractor plautii（一种在绿茶摄入量中增加的肠道细菌）可通过抑制 IL-17 信号传导促进小鼠急性结肠炎的恢复。 口服 Flavonifractor plautii 可有效抑制小鼠的 Th2 免疫反应，可能有助于减轻抗原诱导的 Th2 免疫反应。
Oscillibacter革兰氏染色阳性，酰基类型是乙酰基。主要的细胞壁糖是半乳糖，属于厚壁菌门，主要的菌种有Oscillibacter ruminantium、Oscillibacter valericigenes。
Oscillibacter属代谢和降解胆固醇。对心脑血管疾病有影响，中风和短暂性脑缺血发作患者增多，在各种研究中被指出与神经发育和抑郁症的关系。此外，Oscillibacter属在各种研究中被指出与神经发育和抑郁症的关系。Oscillibacter属与抑郁症显著相关，抑郁症患者中的丰度较高，并且与抑郁行为和神经递质紊乱相关。
Holdemania是一种厌氧细菌属，主要存在于人类肠道中。Holdemania属于芽胞细菌，可形成芽胞以抵御不利环境，细胞呈棒状或杆状，大小约0.5-1.2μm × 1.5-6μm，厌氧生长，需要无氧环境。是丹毒菌科的一员，其丰度与脂质代谢紊乱的严重程度呈显着正相关。之前的报告还表明，肠道中高丰度的霍尔德曼尼亚有助于诱导炎症反应。
Holdemania通常被认为是人体肠道正常菌群的一部分，在维持肠道微生态平衡中起一定作用，大多数情况下，Holdemania属菌不会引起疾病，是人体共生的细菌。但在某些情况下，如免疫功能下降等，Holdemania可能会导致机会性感染，如腹泻等。
有研究显示Holdemanella属与脂质和葡萄糖代谢受损有关，其在II型糖尿病和肥胖等代谢性疾病中具有潜在危害作用。此外研究发现妊娠晚期母体肠道微生物群中霍尔德曼菌的丰度较高，与婴儿食物过敏的发生率较低有关。另外中国帕金森病患者的粪便中富含霍尔德曼菌。鸭肉、羊肉、乳制品和藻类蔬菜等饮食因素会增加Holdemanella属的相对丰度。锌过载时Holdemania的丰度也会增加。
弯曲杆菌属，是革兰氏阴性螺旋，杆状或弯曲细菌，是引起肠道感染的细菌，是引起全世界腹泻病最常见的细菌原因之一。其可以急性肠炎（腹泻、恶心、呕吐、腹痛、发热等），肠外感染，严重会导致并发症，包括格林-巴利综合征。
弯曲杆菌可以使未煮熟的鸡肉、蔬菜水果、各类熟食品、牛奶、海鲜类等受到污染，还可以感染宠物，通过动物粪便对水源的污染或人和动物的接触传播，从而引起腹泻或者中毒。
任何人都可能感染，婴儿和儿童感染弯曲杆菌的几率比成人高，大多数弯曲杆菌感染是自限性的，也就是说大多数弯曲杆菌病无需任何其他治疗即可痊愈，严重时需抗生素如阿奇霉素治疗。
预防弯曲杆菌感染需注意饮食卫生，加强食品加工过程的卫生控制，避免生食易感染动物产品等。
谷禾健康
2024年4月24日，杭州市科学技术局发布《关于2024年杭州市企业高新技术研究开发中心拟建名单的公示》。
经专家严格评审、现场考察等程序，杭州谷禾信息技术有限公司设立的“杭州谷禾肠道健康精准检测技术企业高新技术研究开发中心”符合建设条件，并成功入选该名单。
企业高新技术研究开发中心是设在企业内部相对独立的研发机构，是促进企业技术创新和成果转化，提高企业核心竞争力的重要创新力量。
这是继谷禾迈入国家高新技术企业行列之后，取得的又一项重要政府资质认定。此外，谷禾在高通量基因测序领域研发大量技术，申请多项专利，通过ISO19001认证，并建有二级病原微生物安全实验室。
谷禾持续加大研发投入力度，加快科研成果向临床及大健康产业的转化，推动企业技术进步，在促进高新技术产业化的路上稳步向前迈进。
谷禾建立的二级病原微生物安全实验室，不仅配备了PCR仪、测序仪等多种必要设备，同时严格按照国家标准和规范进行实验室设计、建设和管理，包括《病原微生物实验室生物安全通用准则 WS 233-2017》、《实验室生物安全通用要求 GB 19489-2008》、《ISO13485:2016》等各类体系标准，确保实验环境的安全性和数据的可靠性。
硬件配置水平直接影响到研发效率和成果质量，研发中心的顺利获批，为高通量检测技术的应用奠定了质量保障，也为肠道健康精准检测技术的研发应用提供有力支撑。
技术负责人在指导建立检测环境、检测物品保管环境、消耗品贮存环境控制时应考虑不同仪器设备在不同检测作业时、不同检测物品在同一个贮存区域和不同消耗品之间的相互影响。
谷禾检测实验室分为四个单独的工作区域：
为避免交叉污染，实验室布局设计遵循检测对象“单方向工作流程”原则。
1、试剂配制与贮存区
该实验区主要进行的操作为保存液的制备、灌装，此区域不需要严格控制气流压力，但应注意材料的存放，以防止交叉污染。
2、核酸提取区
用于样本核酸的提取，将核酸加入至扩增反应管。为了防止邻近区域的空气进入本区，应设置正压梯度。
3、核酸扩增区
这个区域用于DNA扩增和将实验试剂制成反应混合液。由于本区域的污染指数较高，应设置负压梯度，以防止气溶胶从本区泄漏，尽量减少在本区内的不必要的走动。涉及加样等操作应在超净工作台内进行。
4、扩增产物分析区
该区域用于测定相关扩增片段。如果实验室设计中有预设的全自动封闭分析仪器，则本区域可以与扩增反应混合物配制和扩增区合并。本区的压力梯度应设置为负压，以防止扩增产物扩散至其他区域。
这四个区域在空间上是完全相互独立的。
谷禾检测实验室从事检测活动的人员，不得在其他同类型实验室从事同类的检测活动。
从事检测的人员至少具有微生物、生物或相关专业专科以上学历，或者具有至少3年的相关检测工作经历。
数据分析人员需微生物、生物信息或其他相关专业或相关领域从业经验。
谷禾设有人员培训计划和监督方案，所有人员均须通过岗位相关的培训和考核，并进行定期能力评估方能上岗。
实验室除了基本的内务管理之外，谷禾设有安全管理员负责维护责任区内安全措施的完好性；检测人员严格按照检测方法、作业指导书、规程要求进行操作试验。
实验室配备满足生物安全等级要求的生物安全柜，检测人员需进行生物安全柜的使用培训才能操作。
注：生物安全柜是能防止实验操作处理过程中某些含有危险性或未知性生物微粒发生气溶胶散逸的箱型空气净化负压安全装置，是实验室生物安全中一级防护屏障中最基本的安全防护设备。
检测人员严格遵守《实验室生物安全管理手册》的规定，化学品、试剂管理规范，记录在册。
对样品的接收、标识、运输、储存、保护保留和清理的严格管理，保证样品的有效性，可溯源，确保检测结果的准确性和公正性。
谷禾检测实验室设有清晰标识检测或校准物品的系统，相关检测人员需完成《样品登记表》、《样品存储登记表》、《异常样品处理情况登记表》等各项记录。
从样本采集、处理、检测到报告生成，每个环节都有严格的操作规程和质控标准，保证了检测结果的可靠性和一致性。
通过ISO9001等认证，建立了完善的质量管理体系，确保了检测服务的高质量和数据的安全性。
谷禾检测尊重并且保护在合作过程中受客户或第三方委托的机密信息，全体员工都须遵守员工手册和相关检验责任追究制度，对信息负有保密责任。
在特定实验区，设置门禁和进出权限，对出入人数进行了授权和控制。
项目管理系统清晰地分配和跟踪每个项目成员的任务，确保每个项目有效开展，方便团队成员及客户随时沟通和协作，资料上传方便随时查阅，规范项目各环节的操作标准和权限控制，提高项目管理的规范性和可追溯性。
为建立良好的检测工作环境，确保工作的安全、有效，防止污染环境、增强抗风险能力、确保文件的有效和保密，谷禾还设有相关记录管理、文件管理、风险管理、内务管理、危险废弃物处理、改进工作、内部审核等多项制度。
与多家科研院所、医疗机构等建立了广泛的合作关系，促进了技术交流和成果转化，不断提升肠道菌群检测的临床应用价值。
以上是谷禾基于多年肠道菌群健康检测及科研项目的相关经验，逐步完善的设备及各项管理体系，为肠道菌群检测项目的开展提供了坚实的基础和有力的保障。
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谷禾利用16srRNA高通量测序技术，在肠道菌群检测方面已经深耕十多年，积累了丰富的经验和海量数据。
16s rRNA测序技术是一种基于细菌16s rRNA基因的微生物鉴定方法，可以快速、准确地分析肠道菌群的组成和多样性，是目前肠道菌群研究广泛使用的一种方法。
在此基础上，谷禾最新又推出肠道微生态宏基因组精准检测报告。
宏基因组测序也就是shotgun测序，以环境中所有微生物基因组为研究对象，通过对环境样品中的全基因组DNA进行高通量测序，获得单个样品的饱和数据量，基于denovo组装进行微生物群结构多样性，深度全面的了解微生物群体的构成，甚至获得单个菌株的完整基因组。
优点：
宏基因组可以更加精细化开展其基因构成、分布，次生代谢合成，抗生素耐药基因及其演化，微生物群体基因组成及功能等分析。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
缺点：
总的来说，宏基因组测序仍存在技术瓶颈和生物学解释的局限性。然而，针对某些特殊情况研究需要，宏基因组测序也是一种有用的微生物组学研究工具。
对于一些复杂的多菌种感染，宏基因组能够更精细化鉴定感染菌群的构成，为临床辅助诊疗提供依据。
与传统方法相比，宏基因组学诊断真菌感染的敏感性和特异性更高，适用于一些真菌感染疾病。也可能鉴定出可疑的新病原体，为后续的病原学研究、药物和疫苗开发奠定基础。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
肠道菌群在人体健康和疾病中扮演着重要角色，因此构建一个完善的肠道菌群宏基因组数据库对于研究人体菌群的组成和功能具有重要意义。
宏基因组数据库的物种涵盖范围和菌株构成，直接影响着宏基因组物种鉴定分类的准确性和分类精度。
在选择合适的算法方面也是至关重要的，谷禾整合了最新的NCBI refseq数据库中包含所有细菌、病毒、真菌和寄生虫等微生物物种信息。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
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接下来，我们结合谷禾宏基因组精准检测报告中的一些重要模块，包括不同微生物的相对丰度、抗生素耐药、毒力基因等重要信息，更全面的了解宏基因组精准检测报告，包括其在个性化的健康管理和治疗方案制定方面的潜力。
我们将在90%人群检出，人群平均丰度1%以上的菌属为核心菌属，属于人体肠道菌群中最常见和主要的菌属。核心菌属及有益菌累加占总肠道菌群比例低于60%的可能出现肠道菌群紊乱。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
肠道内的有益菌能够调节肠道内生态平衡，促进人体健康，如双歧杆菌和乳酸杆菌，保持肠道菌群的平衡对于全面提升整体健康水平至关重要。
对于肠道菌群多样性降低、有益菌减少的肠道疾病患者，可根据其菌群特征，定制个性化的益生菌组合，精准调控肠道菌群。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
了解与疾病相关的有害菌，为辅助诊断和治疗提供依据。例如，对于肠道菌群失衡、有害菌明显增多的患者，可根据其菌群特征，结合其已有的症状，采取个性化的饮食、益生菌、靶向抗菌等综合干预措施，精准调控干预，恢复菌群平衡。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
机会致病菌在肠道内广泛分布，是正常肠道菌群的一部分，但当这类菌过多或免疫力下降时有可能会引发疾病，如大肠埃希氏菌。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
宏基因组对抗生素耐药研究也有意义，可以加深对耐药机制的认识，为临床上抗生素干预的选择提供帮助。
分析耐药基因
宏基因组测序可获得细菌群体的全部基因组信息，通过序列比对和功能注释，可鉴定出各种已知和新型耐药基因，全面评估耐药基因的种类和数量。例如，在人体肠道宏基因组中发现了大量β-内酰胺酶等耐药基因。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
追踪耐药基因的传播途径
通过比较不同环境(如土壤、水体、动物和人体)中耐药基因的分布情况，可推测耐药基因的来源和传播途径。
辅助指导耐药风险评估和防控策略
宏基因组学评估环境和宿主中耐药基因的分布特点，识别高风险区域和人群，为制定针对性的监测和干预措施提供依据。
宏基因组检测技术在病原微生物毒力基因研究中具有独特优势，可在基因组水平系统分析其毒力基因组成及调控网络，加深对致病机理的理解。
<来源：谷禾宏基因组精准检测报告>
以上是谷禾宏基因组精准检测报告的一些节选，其全面、精准、个性化分析肠道菌群的组成和功能，可帮助评估菌群失衡的风险和预后，为个性化诊疗和健康管理提供科学依据。
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为推动肠道/阴道菌群的健康及临床应用，谷禾基于自身检测和数据分析优势设立开放基金，希望联合来自各个领域和方向的研究人员以及合作者，帮助完成大样本队列的实验和检测以及后续的深度分析。最终早日实现肠道菌群在现实生活和临床应用中的落地。
开放基金主要支持方向
基于上述目的和定位，支持方向为人体肠道菌群研究，具有实际临床意义或健康检测价值的实验设计或设想。不仅限于科研人员，也面向公众、团体和机构。
方向可以包括：传染病、肿瘤、慢性病、药物、营养、生殖发育等，并不仅限于疾病或诊疗，也可包括饮食、生活方式、生长发育或认知心理等方向。
注意：本基金仅支持人体肠道菌群研究，且研究目标为实际应用导向。
基金支持内容
基金为长期开放，随时申请，申请通过后签订项目合同，并随时公布入选项目清单，并会同时定期公布项目进展情况。
项目会分三个阶段，根据项目进展情况逐步推进，由谷禾专家团队评议是否进入下一个阶段。
三个阶段分别是：
基金不直接提供资金，谷禾会免费提供包括：
已开展申请项目（更新日期20240430）：
有需要申请谷禾开放基金可在谷禾健康官网“开放基金”栏目操作。
谷禾开放基金已发表文章：
Lan J, Zhang Y. Jin C, et al.（2024）Gut dysbiosis drives IBD-like conditions through the CCL4L2-VSIR axis in glycogen storage disease. Advanced Science. Accept. (幼儿肠道炎症)
Chen Y, Li J, Le D, et al. (2024) A mediation analysis of the role of total free fatty acids on pertinence of gut microbiota composition and cognitive function in late life depression. Lipids Health Dis. 29;23(1):64. (晚年抑郁症)
Yan X, Yan J, Xiang Q, et al. (2023) Early-life gut microbiota in food allergic children and its impact on the development of allergic disease. Ital J Pediatr. 9;49(1):148. (儿童食物过敏)
Xu S, Liu W, Gong L, et al. (2023) Association of ADRB2 gene polymorphisms and intestinal microbiota in Chinese Han. Open Life Sciences. ( 中国汉族青少年胃肠病相关 )
Qian X, Liu A, Liang C, et al. (2022) Analysis of gut microbiota in patients with acute myocardial infarction by 16S rRNA sequencing. Ann Transl Med. 10(24):1340. ( 急性心肌梗死 )
Chen C, Shen J, Du Y, et al. （2022）Characteristics of gut microbiota in patients with gastric cancer by surgery, chemotherapy and lymph node metastasis. Clin Transl Oncol. 24(11):2181-2190 . (胃癌和化疗)
Chen C, Du Y, Liu Y, et al. （2022）Characteristics of gastric cancer gut microbiome according to tumor stage and age segmentation. Applied Microbiology and Biotechnology. 106(19): 6671-6687. （胃癌）
Lou M, Cao A, Jin CL, et al. (2021) Deviated and early unsustainable stunted development of gut microbiota in children with autism spectrum disorder. Gut. 71(8):1588-1599 ( 自闭症谱系障碍 )
Shen J, Jin CL, Zhang YY, et al. （2022）A multiple-dimension model for microbiota of patients with colorectal cancer from normal participants and other intestinal disorders. Applied Microbial and Cell Physiology. 106(5-6):2161-2173（结直肠病，腺瘤，息肉）
Yu T, Ji L, Lou L, et al. （2022）Fusobacterium nucleatum Affects Cell Apoptosis by Regulating Intestinal Flora and Metabolites to Promote the Development of Colorectal Cancer. Frontiers in microbiology. 18;13:841157 （结直肠癌， 具核梭杆菌 ）
Zhang M, Miao D, Ma Q, et al. (2022) Underdevelopment of gut microbiota in failure to thrive infants of up to 12 months of age. Front. Cell. Infect. Microbiol. 12:1049201 (幼儿生长发育迟缓、生长不足 )
Zhang Y, Shen J, Shi X, et al. (2021) Gut microbiome analysis as a predictive marker for the gastric cancer patients. Applied Microbiology and Biotechnology. 105(2), 803-814（胃癌）
Li X, Huang J, Yu, T, et al. (2021) Fusobacterium nucleatum Promotes the Progression of Colorectal Cancer Through Cdk5-Activated Wnt/β-Catenin Signaling. Frontiers in microbiology. 11, 545251（结直肠癌）
Xiong L, Li Y, Li J, et al. (2021) Intestinal microbiota profiles in infants with acute gastroenteritis caused by rotavirus and norovirus infection: a prospective cohort study. Int J Infect Dis.111:76-84（轮状病毒和诺如病毒感染）
Huang L, Cai M, Li L, et al. (2021) Gut microbiota changes in preeclampsia, abnormal placental growth and healthy pregnant women. BMC Microbiol. 4;21(1):265 (先兆子痫、胎盘生长异常)
Wan C, Zhu C, Jin G et al. (2021) Analysis of Gut Microbiota in Patients with Coronary Artery Disease and Hypertension. Evid Based Complement Alternat Med. 7195082 (心脑血管疾病，高血压，冠心病)
Liu H, Pan LL, Lv S, et al. (2019) Alterations of Gut Microbiota and Blood Lipidome in Gestational Diabetes Mellitus With Hyperlipidemia. Front Physiol. 10:1015（妊娠糖尿病）
徐山茸，龚莉，储文文，周多奇. (2021) 12 周高强度间歇性训练对人体肠道菌群的影响. 微生物学通报. 48(4): 1215−1226 (运动）
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谷禾专注于高通量检测技术和人工智能的结合，通过精确、便捷、无创的检测方式，以肠道菌群为核心，结合蛋白质及代谢物检测的多组学检测，开发多模态表征和大模型框架，支持重大疾病，营养状况进行临床筛查和辅助诊断。谷禾会持续推进检测技术的改进和数据推动的智能分析，目前谷禾已建立有PII生物安全实验室，杭州市研发中心，并通过多项标准化认证。包括宏基因组检测，生殖道菌群检测以及tNGS等多项新服务将满足更多应用场景的需求。