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谷禾健康
人体复杂的内部环境中栖息着种类繁多、功能各异的微生物群，这些微生物群落对人类的基本生理功能和各种疾病状态都产生着深刻而持续的影响。
人类胃肠道系统代表着宿主机体与宿主相关微生物群落之间最为重要和最大规模的生物接触界面。长期定植于这一特殊环境中的常驻细菌群体，经过漫长的进化历程，已经发展出高度专门化和精细调节的生物学机制，以实现对现有营养物质的最优化获取和高效利用，这些独特的适应性机制使得它们能够在激烈的生存竞争中胜过其他微生物，并在整个肠道的不同区域中成功建立起稳定而特定的微生物群落结构。
宿主与微生物群之间的众多复杂相互作用主要基于各种代谢物的交换和信号传递，因此无论是在生理稳态条件还是在各种疾病状态下，这些相互作用都会受到微生物代谢活动和环境中营养物质可用性的显著而持续的影响。
举例来说，结肠组织在正常生理稳态条件下维持着严格的厌氧环境特征，这种特殊的环境条件特别有利于那些主要通过底物水平磷酸化过程获取生存必需能量的专性厌氧微生物的成功定植和繁殖。
然而，当机体处于各种疾病条件下时，无论这些病理状态是由外来病原体感染引起，还是由非感染性自身免疫疾病如溃疡性结肠炎和克罗恩病等慢性炎症性疾病所导致，肠道上皮细胞的代谢模式都会发生显著变化，这些变化最终导致原本稀缺的氧气分子流入肠腔空间，从而为那些能够有效利用氧气进行有氧呼吸的兼性厌氧菌创造了有利的生长环境，促进了这类微生物的快速扩增和繁殖。
微生物对碳源和能量的高效获取能力始终是决定群落组成结构和功能表现的最主要驱动力量。肠道微生物群和各种肠道病原体经过长期的适应性进化，已经成功发展出多种多样的生物学机制来获得膳食来源的碳水化合物如糖醇类化合物和Amadori产物，以及来源于宿主机体的各种内源性代谢物如与粘蛋白分子密切相关的代谢产物。
注：Amadori产物是糖类与氨基酸或蛋白质发生非酶糖化反应（Maillard反应）的重要中间产物。
除此之外，微生物对各种关键微量营养素的成功获得，包括多种维生素化合物和重要的金属元素如铁、锰、铜、锌、钼、镍等，也在很大程度上控制和调节着微生物群落的整体结构组织。
本文将全面而深入地介绍肠道共生细菌和病原菌如何采用各种不同的生物学策略来获取和代谢肠道环境中丰富的宏量营养素，以实现高效的能量产生并促进其在宿主肠道中的成功定植和长期生存。
★ 不同细菌的能量代谢来源各异
环境细菌和人体相关细菌表现出惊人的代谢多样性。微生物生理学的一个关键决定因素是能量代谢，微生物根据其首选的碳源（有机物与CO2）、能源来源（阳光与化学反应）和氢供体来源（有机与H2O）可大致分类。
任何生物体要想存活，必须通过化学反应产生足够的吉布斯自由能来合成ATP并建立离子梯度。
注：吉布斯自由能可以简单理解为反应的”净可用能量”。
例如，硫杆菌属（Thiobacillus spp）等硫氧化细菌使用元素硫、硫化氢（H2S）或硫代硫酸盐作为电子供体，以氧为电子受体生成硫酸盐和其他氧化硫化合物；并通过电子传递链建立质子动力。
而大多数肠道共生菌降解有机化合物，从膳食和宿主来源（化学有机异养生物）中获得能量和代谢中间体。虽然肠道微生物营养策略多样，但人体结构严格限制了不同肠段栖息的细菌类型及其代谢模式。
▸ 肠道不同部位微生物群结构和代谢不同
人体已经进化出专门的机制，使特定微生物在肠道不同部位选择性定植，从而塑造微生物群落结构和代谢模式。
饮食和宿主因素决定了肠道微生物群的代谢
Muramatsu MK,et al.Cell Host Microbe.2024
★ 小肠以需氧和兼性厌氧菌为主，密度较低
小肠pH值从胃部酸性逐渐升至回肠末端的微酸性或中性，影响微生物群落多样性。十二指肠和空肠主要栖息耐酸需氧菌和兼性厌氧菌，如乳酸杆菌属（Lactobacillus）和链球菌属（Streptococcus）以及变形菌门（假单胞菌属）。
此外，肝胆系统释放的初级胆汁酸（BA）和牛磺酸或甘氨酸偶联的胆汁酸（CBA）以及潘氏细胞释放的抗菌肽抑制了小肠中许多细菌的生长。因此，小肠微生物密度远低于大肠，从近端至远端小肠的每克约103-7个细菌增加到结肠中的每克1011-12个细菌。
★ 大肠环境有利于专性厌氧菌定植
大肠塑造了与小肠截然不同的微生物群落结构和代谢模式。结肠的主要过滤器是缺氧环境，有利于专性厌氧菌定植。
结肠细胞大量消耗氧气进行β氧化，维持上皮缺氧状态，限制氧气从血管向肠腔扩散，促进厌氧厚壁菌门和拟杆菌门等专性厌氧菌定植。微生物产生的丁酸盐促进结肠细胞β氧化，形成宿主-微生物代谢反馈回路。由于氧气稀缺，兼性厌氧菌仅占次要地位。
大部分胆盐在回肠被吸收，剩余的初级胆盐由大肠微生物代谢。饮食营养在胃中分解后，单糖和氨基酸在小肠被吸收，而不可消化的碳水化合物（膳食纤维）和多元醇进入结肠，成为细菌的主要碳源和能源。
肠道微生物群的代谢构成了人体内最为活跃和复杂的生化反应工厂，这一庞大的微观生态系统依靠多元化的能量来源维持着自身的生存繁殖和功能发挥。肠道微生物主要是将宿主无法消化的复杂碳水化合物、膳食纤维、抗性淀粉以及内源性黏蛋白转化为可被利用的能量物质。
▸ 降解复杂多糖
由于大多数简单的营养物质在小肠中被吸收，因此大肠微生物群的许多成员主要碳和能量来源是膳食复杂多糖（纤维）。这类分子包括植物来源的聚糖，如纤维素、半纤维素、β-葡聚糖、菊粉和果胶，以及动物来源的糖原。
★ 拟杆菌等菌属具有强大的复合多糖降解能力
复杂多糖含有多样化的糖苷键，需要特异性糖苷水解酶降解。拟杆菌属等革兰氏阴性专性厌氧菌，如 Bacteroides spp. 和 Prevotella spp.，在复杂多糖的降解方面表现极强的能力。这些细菌拥有大量的碳水化合物活性酶（CAZymes），例如由不同多糖利用位点编码的碳水化合物结合蛋白、糖苷水解酶和多糖裂解酶。
拟杆菌淀粉利用系统（SUS）是多糖利用位点的经典例子：淀粉结合蛋白（SusD、SusE、SusF）识别并固定细菌表面的淀粉分子，糖苷水解酶（SusG）将其降解为寡糖，寡糖通过外膜蛋白SusC转运至周质，再被糖苷水解酶（SusA、SusB）进一步降解为单糖，最终转运至细胞质并发酵产生乙酸、琥珀酸和丙酸。拟杆菌编码众多SUS样系统和CAZymes，与膳食聚糖的多样性相匹配。
B.thetaiotaomicron中的淀粉利用系统(SUS)
Muramatsu MK,et al.Cell Host Microbe.2024
★ 毛螺菌和瘤胃球菌也能降解复杂多糖并产生短链脂肪酸
毛螺菌科（Lachnospiraceae）和瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）等革兰氏阳性梭菌同样降解复合多糖并产生短链脂肪酸。
革兰氏阳性菌的降解机制涉及细胞外CAZymes和高亲和力转运蛋白（如ATP结合盒转运蛋白、主要促进子超家族转运蛋白和磷酸转移酶系统），底物特异性酶活性通常以基因簇形式编码。
注：虽然纤维素体降解植物细胞壁的能力在瘤胃微生物中常见，但在大多数人类肠道微生物中缺失，仅在农村和狩猎采集人群的微生物组中观察到此类活性。
▸ 代谢膳食糖醇和多元醇
多元醇是由糖类通过醛或酮基还原形成醇基而天然合成生成的糖醇。自然界中发现的主要多元醇包括赤藓糖醇、山梨糖醇、木糖醇、甘露醇和麦芽糖醇等天然形式，以及乳糖醇、异麦芽酮糖醇和氢化淀粉水解物等合成形式。
由于在胃肠道中吸收不完全，多元醇常用作低卡路里人造甜味剂。高脂肪饮食联合抗菌治疗会消耗氧敏感的多元醇降解梭菌，导致山梨糖醇不耐受。
★ 大肠杆菌能够利用甘露醇
甘露醇代谢在多种细菌中被广泛研究。在大肠杆菌中，甘露醇通过特异性磷酸烯醇式丙酮酸磷酸转移酶系统被吸收并磷酸化为甘露醇-1-磷酸，随后被甘露醇-1-磷酸脱氢酶转化为果糖-6-磷酸进入糖酵解途径。
另一途径是甘露醇以半乳糖基-甘露醇偶联物形式进入细胞，被β-半乳糖苷酶水解后，甘露醇通过甘露醇-2-脱氢酶转化为果糖，再被己糖激酶磷酸化。
★ 双歧杆菌代谢异麦芽酮糖醇并产生丁酸盐
除了甘露醇外，其他多元醇同样可被肠道微生物代谢。中等剂量的异麦芽酮糖醇和乳糖醇摄入后，肠道微生物群组成偏向双歧杆菌，为某些共生菌提供生长优势。体外实验显示双歧杆菌可代谢异麦芽酮糖醇，增加丁酸盐产生，这对维持结肠上皮细胞厌氧环境至关重要。
★ 沙门氏菌会与共生大肠杆菌竞争半乳糖醇
半乳糖醇天然存在于某些植物中，酵母也可产生。沙门氏菌通过gat操纵子利用半乳糖醇，包含磷酸转移酶系统gatABC将其转运并磷酸化，最终转化为磷酸二羟基丙酮和3-磷酸甘油醛。半乳糖醇是定植抗性的关键代谢物，沙门氏菌与共生大肠杆菌竞争这一有限资源。
▸ 粘蛋白：微生物的”应急储备”
肠道微生物群落还可分为管腔、黏液相关和上皮/隐窝相关群体。黏蛋白形成重要屏障，保护肠道上皮免受微生物侵害，其中MUC2是主要类型。小肠黏液层呈多孔状，含抗菌肽（如肠道α防御素）和凝集素（如RegIIIγ），限制微生物与上皮相互作用的同时允许营养吸收。
★ 食物缺乏时，某些细菌会消化黏蛋白
结肠黏液则形成细菌无法穿透的致密内层和松散外层，而嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）等可利用外层获取营养。在没有膳食纤维的情况下，肠道微生物开始消化粘蛋白，增加了患结肠炎的风险。
黏蛋白是富含脯氨酸、苏氨酸和丝氨酸的大糖蛋白家族。丝氨酸和苏氨酸残基作为N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）的O-连接糖基化附着点，可被半乳糖和N-乙酰葡糖胺等单糖进一步修饰，形成长支链聚糖并用唾液酸、岩藻糖和硫酸盐残基末端修饰。
十二指肠、空肠和回肠的黏蛋白高度唾液酸化和硫酸化，结肠黏蛋白则含唾液酸化、硫酸化和岩藻糖化聚糖。近端结肠唾液酸化程度较高，远端结肠硫酸化程度较高。
类似膳食聚糖降解，黏蛋白的微生物消化需要多种降解菌（如嗜黏蛋白阿克曼菌及拟杆菌门、厚壁菌门成员）协同形成营养网络。降解过程由岩藻糖苷酶和唾液酸酶水解末端糖结构，硫酸酯酶去除硫酸盐基团引发。
★ 降解过程中可为其他细菌提供营养
去除这些末端结构可能会成为粘蛋白降解的潜在瓶颈，因为这些末端结构可以保护底层聚糖链免受糖基水解酶的降解，并且需要特定的酶。肠道微生物群的不同成员编码的酶可以去除这些结构并使其成为其他细菌的营养来源。
例如，扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)很容易使用细胞外CAZymes消化肠粘蛋白上的聚糖。Bacteroides thetaiotaomicron通常更喜欢膳食聚糖而不是粘蛋白，并且在体外使用粘蛋白生长不佳。但R.torques产生的低聚糖的交叉喂养促进了B.thetaiotaomicron在粘蛋白上的生长。
同样，卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)和Roseburia intestinalis降解半纤维素成分β-甘露聚糖。而普拉梭菌(Faecalibacterium Prausnitzii)无法自行有效降解 β-甘露聚糖，但可以获得卵形拟杆菌和R.intestinalis释放的甘露寡糖。
这些例子强调了肠道营养网络的重要性以及定植于肠道的一些细菌之间的互惠关系。
唾液酸和岩藻糖降解—糖利用的例子
唾液酸和岩藻糖是复合多糖降解的常见中间体，为肠道微生物糖利用提供典型例子。
唾液酸的代谢
唾液酸（N-乙酰神经氨酸，Neu5Ac）是一种9碳单糖，通过α2-3/6键与半乳糖和GalNAc残基结合，覆盖胃肠道黏蛋白聚糖链末端。人乙状结肠MUC2分析显示，结肠中最常见表位是与α2-6 N-乙酰半乳糖胺醇结合的Neu5Ac，而小鼠中与GlcNAc结合的Neu5Ac更常见。
两物种的微生物群均编码特异性唾液酸酶，可识别特定糖苷键并去除末端Neu5Ac残基，启动糖苷水解酶的分解代谢。
部分细菌（如脆弱拟杆菌）可直接裂解和代谢唾液酸，而其他细菌仅能清除游离唾液酸分子。唾液酸转运（NanT）后，醛缩酶（NanA）将Neu5Ac代谢为丙酮酸和N-乙酰甘露糖胺（ManNAc）。ManNAc经ManNAc激酶（NanK）磷酸化，再由差向异构酶（NanE）转化为磷酸化N-乙酰葡糖胺（GlcNAc-6-P），最终代谢为果糖-6-磷酸进入糖酵解途径。
扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)采用独特的唾液酸代谢策略获得竞争优势。其编码的分子内反式唾液酸酶在糖蛋白裂解时产生2,7-脱水-N-乙酰神经氨酸（2,7-anhydro-Neu5Ac）而非唾液酸，阻止其他利用唾液酸的细菌使用该底物。进入细菌细胞后，新型氧化还原酶（NanOx）将2,7-脱水-Neu5Ac转化为唾液酸。
肺炎链球菌和沙门氏菌等病原体中也检测到NanOx直系同源物和推定的2,7-脱水-Neu5Ac转运蛋白，表明该化合物可能是病原体体内定植的重要代谢物。
岩藻糖的代谢
L-岩藻糖是一种6碳脱氧糖，广泛存在于生命各分支。人和小鼠中，岩藻糖基转移酶Fut2负责胃肠道大部分岩藻糖基化，将岩藻糖附着在聚糖的基端α(1,6)和末端α(1,2)、(1,3)或(1,4)位。胃肠道中，岩藻糖通过肠道微生物分泌的α-L-岩藻糖苷酶从膳食或宿主黏蛋白聚糖中释放，随后被部分肠道微生物吸收代谢。
大肠杆菌的岩藻糖利用已被广泛研究，其编码岩藻糖利用操纵子（fucOAPIKR）。岩藻糖通过专用通透酶（FucP）导入细胞，经异构酶FucI转化为L-岩藻酮糖，再被激酶FucK磷酸化。岩藻酮糖1-磷酸被醛缩酶（FucA）裂解为乳醛和DHAP。
厌氧条件下，乳醛被氧化还原酶（FucO）还原为1,2-丙二醇；有氧条件下（如肠道炎症期间），乳醛转化为乳酸并氧化为丙酮酸进一步代谢。缺乏fucK和fucAO的大肠杆菌突变体虽能在小鼠肠道初步定植，但无法长期稳定定植，表明岩藻糖获取和利用能力是维持哺乳动物肠道环境的关键。多形拟杆菌和脆弱拟杆菌也利用岩藻糖在小肠中保持竞争优势。
有趣的是，共生肠道细菌可诱导小鼠肠道宿主Fut2表达，形成富含岩藻糖的生态位，既保护宿主聚糖又允许岩藻营养细菌扩增。无菌小鼠经常规小鼠粪便浆液处理可诱导小肠岩藻糖基化。广谱抗生素处理的常规小鼠杯状和柱状上皮细胞岩藻糖基化严重减少，表明共生菌在宿主Fut2表达和肠聚糖岩藻糖基化中发挥作用。
一些细菌的存在，如丝状细菌、多形拟杆菌和沙门氏菌等细菌可在无菌小鼠回肠诱导宿主岩藻糖基化。虽然肠道共生体诱导Fut2介导岩藻糖基化的信号分子仍不明确，但葡聚糖硫酸钠和霍乱毒素等促炎环境压力源可诱导岩藻糖基化。
除饮食偏好（高脂肪西餐vs富含纤维饮食）、食物类别（蔬菜vs肉类）和食品添加剂外，食物制备方法也影响微生物代谢。
▸ 食物制备方法会影响微生物代谢
法国科学家Maillard最早描述了一种导致烹饪中观察到的褐变效应的反应，称为美拉德反应。当单糖羰基与氨基酸氨基反应时产生Amadori产物，其聚合形成更复杂的类黑精。常见食品加工方法（加热、干燥）产生多种Amadori化合物，如果糖-谷氨酰胺（F-Gln）、果糖-苯丙氨酸（F-Phe）和果糖-天冬酰胺（F-Asn）。
注：美拉德反应（Maillard reaction）是食品工业中广泛存在的一种非酶褐变现象，由还原糖与氨基化合物（如氨基酸、蛋白质）在常温或加热条件下发生复杂反应，生成类黑精等棕色物质，并产生大量风味物质。类黑精是指含有半缩醛羟基的化合物（醛、还原糖）与含有氨基的化合物等经缩合、聚合反应生成的高分子量聚合物。
★ 肠道共生菌和病原菌均可利用美拉德反应产物
人肠道分离株肠单胞菌AF211（毛螺菌科成员）可代谢果糖赖氨酸（F-Lys）并产生丁酸盐、乳酸盐和氨。F-Lys通过ABC转运蛋白输入，被YhfQ磷酸化形成6-磷酸果糖-赖氨酸，再被6-磷酸果糖-赖氨酸脱糖酶（Yhfn）转化为6-磷酸葡萄糖（G6P）和赖氨酸。
肠道病原体沙门氏菌通过fra操纵子（fraRBDAE）利用F-Asn作为碳氮源。F-Asn首先被果葡天冬酰胺酶FraE转化为果糖-天冬氨酸（F-Asp），再由F-Asp转运蛋白FraA导入。随后F-Asp被FraD磷酸化形成F-Asp-6-磷酸，再被脱糖酶FraB代谢为G6P和天冬氨酸。
▸ 发酵是能源生产的主要模式
发酵作为厌氧环境中的关键生化过程，构成了肠道微生物能源生产的主要模式，这一代谢途径在维持微生物群落的生存和功能发挥方面起着至关重要的作用。
肠道微生物会使用大量的分子，特别是通过复合多糖降解释放的单糖以及氨基酸（Stickland 反应），进行发酵。
注：Stickland反应为专性厌氧细菌的梭菌属中常见的一种反应。
★ 发酵产生乳酸、短链脂肪酸等产物
发酵过程中需在细菌细胞内平衡氧化还原反应，避免还原当量（如NADH）积累。维持适当的NAD+/NADH比率对氧化还原稳态和NAD+依赖性酶功能至关重要。
最简单的发酵中，葡萄糖在Embden-Meyerhof-Parnas途径中转化为两个丙酮酸分子，净产生两个ATP和四个还原当量。丙酮酸代谢物用于恢复NAD+/NADH平衡，如将丙酮酸还原为乳酸（乳酸发酵）或将乙醛还原为乙醇（乙醇发酵）。肠道发酵的常见终产物包括乳酸、甲酸、琥珀酸及短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）。
一些发酵途径广泛存在，如从丙酮酸产生乙酸的Pta-AckA途径。铁氧还蛋白氧化还原酶、丙酮酸甲酸裂解酶或丙酮酸脱氢酶将丙酮酸转化为乙酰辅酶A，再经磷酸乙酰转移酶转化为乙酰磷酸。乙酸激酶活性从乙酰磷酸和ADP生成ATP，同时产生乙酸。
发酵是肠道共生细菌产生细胞能量的主要方式
Muramatsu MK,et al.Cell Host Microbe.2024
★ 短链脂肪酸变化可反映肠道健康状态改变
丁酸主要由毛螺菌科和瘤胃球菌科成员通过聚糖直接降解或交叉发酵乳酸、乙酸、琥珀酸产生。两个乙酰辅酶A分子融合形成乙酰乙酰辅酶A，经数步转化为巴豆酰辅酶A和丁酰辅酶A，平衡NAD+/NADH池。类似Pta-AckA途径，丁酰辅酶A产生ATP并形成丁酸。另外，琥珀酸可在多步过程中还原为4-羟基丁酰辅酶A，再转化为巴豆酰辅酶A和丁酰辅酶A。戊二酸和赖氨酸也可转化为巴豆酰辅酶A。
短链脂肪酸的产生是关键代谢输出，指导结肠上皮进行β氧化，维持肠腔厌氧环境。该过程在肠道病原体感染、口服抗菌剂或高脂饮食时被破坏，导致肠道微生物群显著改变、丁酸产生减少和兼性厌氧菌扩增。
★ Stickland反应是肠道代谢物的重要来源
Stickland反应是某些肠道细菌产生能量的特殊发酵过程。在此反应中，成对氨基酸同时脱氨，一个被氧化，另一个被还原，产生ATP和NAD+。该反应主要见于梭菌属，已鉴定出特定的供体氨基酸（丙氨酸、缬氨酸、丝氨酸）和受体氨基酸（甘氨酸、脯氨酸、天冬氨酸）组合。氧化反应中供电子氨基酸转化为羧酸并产生ATP；还原反应中受电子氨基酸将NADH氧化为NAD+，产生乙酸、5-氨基戊酸、异己酸等代谢物。
编码甘氨酸还原酶途径基因的生物体可通过甘氨酸还原产生ATP、氨和乙酸。氨基酸氧化或还原可补充其他能量产生形式。丙氨酸和丝氨酸氧化脱氨产生的丙酮酸可用于TCA循环。氨基酸还原发酵通过再生NAD+等高能电子载体辅助糖酵解。编码和使用红杆菌氮酶（RNF）样复合物的生物体可将氨基酸代谢与质子驱动力产生结合以提高ATP产量。在厌氧菌具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)中，RNF复合物的破坏导致ATP生成减少、氨基酸代谢减少和毒力受损。
肠道细菌中的Stickland发酵和硫代谢
Muramatsu MK,et al.Cell Host Microbe.2024
Stickland反应产生大量在小鼠肠道和人血中发现的代谢物。人肠道共生梭状芽孢杆菌(C.sporogenes)通过丝氨酸脱水酶氧化发酵丝氨酸和还原精氨酸产生ATP。由脯氨酸和芳香族氨基酸Stickland反应形成的还原代谢物（5-氨基戊酸、苯丙酸、3-(4-羟基苯基)丙酸、吲哚丙酸）也存在于人血中，表明还原Stickland反应衍生代谢物可离开肠道进入循环系统。这表明Stickland反应是哺乳动物肠道和远端部位代谢物的重要但被低估的来源。
★ 艰难梭菌的胶原蛋白降解与脯氨酸利用策略
许多依赖Stickland反应的细菌具有蛋白水解作用，可通过细胞外蛋白酶快速降解蛋白质。肠道病原体艰难梭菌导致宿主释放胶原蛋白应对毒素介导的炎症。胶原纤维主要由脯氨酸、甘氨酸和羟脯氨酸组成。艰难梭菌降解这些纤维，将反式-4-羟基-L-脯氨酸转化为L-脯氨酸，通过prd操纵子进行还原发酵产能。缺乏4-羟脯氨酸脱水酶HypD的突变菌株致病力受损。其他梭状芽胞杆菌如Paeniclostridium spp.在体外与艰难梭菌竞争脯氨酸，影响其发酵能力。
综上所述，这表明反式-4-羟基-L-脯氨酸的利用是艰难梭菌用于在体内获得脯氨酸的一种策略，并且脯氨酸发酵在艰难梭菌的体内存活中发挥作用。
呼吸作用过程中，电子通过电子传递链转移至外源电子受体，通过酶复合物质子泵活动或标量化学形成质子动力。
厌氧呼吸，特别是富马酸还原，在肠道细菌中常见。伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、爱格氏菌属(Eggerthella)和丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae) 成员对膳食电子受体表现出种属特异性利用。
▸ 胆汁酸的利用
胆汁酸(BA)是消化系统重要组成部分。肝脏产生的主要胆汁酸包括胆酸(CA)和鹅去氧胆酸(CDCA)，分泌前与牛磺酸或甘氨酸结合。人体内牛磺酸与甘氨酸结合胆汁酸的比例取决于饮食，牛磺酸主要来源于肉类、鱼类和贝类。
★ 胆汁酸有助于发酵过程中的能量转化
胆汁酸(BA)经细菌活动进一步修饰，包括转化和解偶联。在胆酸(CA)向脱氧胆酸和CDCA/熊去氧胆酸向石胆酸的多步转化中，7-羟基被去除，使梭菌科和爱格氏菌属(Eggerthella)能够将NADH转化为NADPH，有助于发酵过程中维持理想的NAD+/NADH比率。共生微生物从BA中解离牛磺酸，导致肠道游离牛磺酸浓度升高。胆盐水解酶通过催化类固醇部分C-24位置与BA氨基酸侧链间的酰胺键水解促进解偶联。
★ 肠道存在多种胆盐代谢细菌，包括致病菌
肠道微生物群含有许多编码不同底物特异性胆盐水解酶的细菌。厚壁菌门和放线菌门成员可降解大多数结合胆汁酸，而拟杆菌门菌株偏爱牛磺酸结合胆汁酸，双歧杆菌属和约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)乳杆菌等富含胆盐水解酶。结合胆汁酸的解离高度依赖于产胆盐水解酶微生物的位置：小鼠近端小肠中的乳酸杆菌开始解离，而人类中解离直到末端回肠和结肠才发生。
释放的牛磺酸可被不同肠道微生物利用。沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)是肠道微生物群的亚硫酸盐还原致病菌，虽仅占正常肠道微生物群的0.01%，但与多种临床疾病相关。当IL-10缺陷小鼠饲喂低脂饮食并补充牛磺酸结合胆汁酸时，会导致肠道B.wadsworthia种群激增。B.wadsworthia利用异化亚硫酸盐还原酶复合物(Dsr)从有机磺酸盐释放的亚硫酸盐产生H2S。
牛磺酸转运入细胞后，B.wadsworthia利用两个基因簇(ald-tpa-sarD和adhE-islA-islB)代谢牛磺酸。牛磺酸首先被Tpa和Ald转化为磺基乙醛，再被SarD转化为乙硫磺酸盐。异羟乙基磺酸进入细菌微区室后，IslAB形成甘油自由基酶，促进C-S键裂解，将其转化为乙醛和亚硫酸盐。乙醛被AdhE代谢成乙酰辅酶A，再通过Pta-AckA途径转化为乙酸，而亚硫酸盐被Dsr系统用作亚硫酸盐呼吸中的电子受体。
▸ 硫酸酯酶和硫酸盐的利用
多糖常被硫酸盐修饰，需释放硫酸盐基团才能接触糖基团。GlcNAc和半乳糖的硫酸化发生在不同羟基位置，特别是GlcNAc的6-羟基(6S-GlcNAc)和半乳糖的3-、4-或6-位置。利用O-糖核心结构中这些硫酸盐基团需要能识别并裂解特定糖苷键的碳水化合物硫酸酯酶。
★ 硫酸酯酶表达菌释放硫酸盐供硫酸盐还原菌利用
表达硫酸酯酶的细菌释放的硫酸盐通过交叉喂养被硫酸盐还原细菌(SRB)利用。SRB存在于约50%的人群中，进行异化硫酸盐还原，将硫酸盐还原为腺苷-5′-磷酸硫酸盐、亚硫酸盐，并进一步还原为H2S。与缺乏成熟硫酸酯酶的B.thetaiotaomicron 菌株相比，当与从肠道粘蛋白中释放硫酸盐的B.thetaiotaomicron菌株共定植时，其在体内的相对丰度增强。H2S具有剧毒，宿主将其解毒为硫代硫酸盐，后者可用作Desulfovibrio spp.的电子受体。
▸ 外部电子转移
寻找合适的电子供体和受体对是细菌产能的关键。部分细菌已开发利用外源性电子受体的策略。外部电子转移(EET)连接细胞质氧化还原反应，将电子转移至与细菌直接接触或远端的外部电子受体。该过程已在环境细菌中广泛描述，近期在哺乳动物微生物群和肠道病原体中也有报道。
★ 细菌具有直接电子转移和介导电子转移两类
革兰氏阴性菌的胞质膜、肽聚糖层和外膜对EET构成物理屏障。为克服这些障碍，电活性细菌进化出两类方法：直接电子转移和介导电子转移(MET)。直接电子转移主要见于环境生物体如Shewanella oneidensis，电子直接传输至与外膜接触的外部电子受体。
MET则需要电子穿梭介导电子从细菌转移至外部电子受体。铜绿假单胞菌释放苯嗪(含氮杂环化合物)将电子转移至分子氧，植物乳杆菌利用醌1,4-二羟基-2-萘甲酸还原铁。P.prausnitzii与上皮细胞相关，该专性厌氧菌可能使用黄素和硫醇作为细胞外电子穿梭来减少宿主组织释放的氧气。
★ 细菌获取外部电子的方式影响其环境适应性
在革兰氏阳性肠道病原体单核细胞增生李斯特菌中，基于黄素的EET(FLEET)途径将NADH脱氢酶(Ndh2)产生的电子穿梭至质膜中脂溶性去甲基甲萘醌衍生物，再转移至膜结合脂蛋白(PplA)上的黄素或黄素单核苷酸基团，最终传递给末端电子受体。
研究表明，单核细胞增生李斯特菌厌氧条件下代谢糖醇需要FLEET通路，ndh2突变体在小鼠肠道定植能力受损。FLEET通路基因的直系同源物在数百种厚壁菌门和人类病原体中均有发现。这些研究突出了电子受体的重要性，表明细菌已进化出复杂机制获取外部电子受体池，以增强其在特定环境中的生长能力。
▸ 肠道炎症时的能量代谢
肠道炎症会导致微生物群水平变化，变形菌门(尤其是兼性厌氧肠杆菌科)丰度增加。呼吸电子受体的释放是这些群落变化的关键驱动因素，重塑了肠道细菌的能量代谢。
★ 电子受体的释放影响肠道菌群的能量代谢
例如，沙门氏菌（Salmonella）诱导胃肠炎时，活性氧(ROS)将宿主产生的硫代硫酸盐氧化为连四硫酸盐。沙门氏菌编码连四硫酸盐利用基因簇(ttrRSBCA)，实现厌氧连四硫酸盐呼吸。炎性ROS和活性氮(RNS)分解产生硝酸盐，为沙门氏菌提供高能电子受体。
肠道炎症改变了末端电子受体的可用性
Muramatsu MK,et al.Cell Host Microbe.2024
★ 炎症导致氧气泄漏促进需氧病原体增殖
此外，炎症相关的结肠细胞代谢变化使氧气泄漏至肠腔，支持肠道病原体生长。电子受体的可用性不仅实现高效的电子传输产能，还可利用发酵终产物(如琥珀酸、乳酸和1,2-丙二醇)，将其完全氧化为二氧化碳。
类似的机制正在驱动非感染性结肠炎期间肠道微生物群的水平变化。硝酸盐和氧气呼吸有助于共生肠杆菌科细菌的繁殖，例如非感染性结肠炎小鼠模型中的大肠杆菌、肠杆菌属和克雷伯氏菌属。上皮细胞释放的活性氧被过氧化氢酶解毒，过氧化氢酶是一种产生分子氧的反应，支持大肠杆菌的呼吸。
此外，口服抗菌治疗期间产生丁酸盐的梭状芽胞杆菌的耗竭会改变结肠细胞代谢；氧气的流入导致肠杆菌科种群的扩大。
呼吸电子受体可用性增加引起微生物群水平变化表明，碳和氮并非细菌生长的限制因素，而能量代谢和从有限底物库产能的能力才是肠道微生物群组成和功能的关键决定因素。
本文介绍了共生菌和病原菌在肠道中获取营养素和产生能量的机制。细菌可氧化有机和无机化合物产生生长必需的能量。在不同微环境中的产能能力是群落结构的关键决定因素。
人体肠道包含多个动态生态位，肠道微生物群在受宿主营养摄入、栖息地过滤器和疾病炎症影响的环境中调节能量产生。
人类微生物组研究传统上侧重于识别与健康和疾病相关的关键细菌种类(如炎症性肠病、艰难梭菌感染、抗生素相关菌群失调等)。但宿主-微生物和微生物间相互作用及其代谢机制同样重要。研究显示，细菌有效利用特定营养物质的能力(无论独立利用还是通过细菌营养网络)是微生物群组成和功能的关键驱动因素。
对宿主健康而言，微生物执行的代谢功能非常重要。这在致病性菌群相关的生态失调中显而易见，共生微生物因面临新代谢环境和成员间相互作用挑战而异常增殖并致病。
发现疾病相关代谢途径对个性化医疗具有重要意义。未来，随着对肠道微生物代谢功能理解的不断深入，我们有望开发出更加精准的个性化医疗策略，包括恢复特定代谢缺陷的微生物疗法，以及深入理解宿主-微生物代谢相互作用的分子机制。通过调节肠道微环境、优化营养网络以及恢复关键代谢途径，我们将能够更有效地治疗与微生物群失调相关的疾病，为人类健康开辟新的治疗途径。
主要参考文献
Muramatsu MK, Winter SE. Nutrient acquisition strategies by gut microbes. Cell Host Microbe. 2024 Jun 12;32(6):863-874.
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La Rosa SL, Ostrowski MP, Vera-Ponce de León A, McKee LS, Larsbrink J, Eijsink VG, Lowe EC, Martens EC, Pope PB. Glycan processing in gut microbiomes. Curr Opin Microbiol. 2022 Jun;67:102143.
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Schaus SR, Vasconcelos Periera G, Luis AS, Madlambayan E, Terrapon N, Ostrowski MP, Jin C, Hansson GC, Martens EC. Ruminococcus torques is a keystone degrader of intestinal mucin glycoprotein, releasing oligosaccharides used by Bacteroides thetaiotaomicron. bioRxiv [Preprint]. 2024 Jan 16:2024.01.15.575725.
谷禾健康
癌症——这个困扰人类几个世纪的疾病，至今仍是全球死亡率最高的疾病之一。
国际癌症研究机构调查显示，2022年，全球有超过 1900 万新诊断的癌症病例和近1000 万癌症死亡病例，无数家庭因此经历痛苦。
癌症是一种复杂的多步骤慢性疾病，由活跃分裂细胞在 DNA 复制过程中获得的自发突变积累而成，环境也对癌症风险产生了相当大的影响。
传统的癌症治疗方法——手术切除、放射治疗和化学疗法，虽然在过去几十年中挽救了无数患者的生命，但它们的局限性也日益明显：手术无法完全清除微小转移灶；放疗和化疗的副作用严重，往往让患者雪上加霜；而且，即便是相同类型、相同分期的癌症患者，对同一治疗方案的反应也可能截然不同。
传统的癌症生物学理论难以完全解释这些差异。
这些问题引发了研究人员的深思：也许我们需要超越单纯关注癌细胞本身，将目光投向更广阔的“宿主环境”——患者的整体生理状态、免疫系统功能，以及体内的微生态系统。
从结直肠癌到肝癌，从乳腺癌到胰腺癌，微生物的”指纹”无处不在，它们通过复杂的代谢网络和免疫调节机制，参与肿瘤的发生、发展、转移和治疗反应全过程。
例如，肠道微生物群与宿主黏膜表面之间存在相互作用，后者在肿瘤发生中起着主要作用。微生物可能通过在胃黏膜中诱导氧化应激来损伤 DNA，增强上皮炎症并破坏黏膜屏障，从而增加肿瘤发生风险。
本文我们主要来了解微生物与癌症之间错综复杂的关系，探讨微生物如何成为癌症研究的新焦点，以及这一领域如何有可能彻底改变我们对癌症的认知和治疗方法。
随着年龄增长，我们的身体就像一台逐渐磨损的精密机器，各个部件的功能开始下滑。这种时间依赖性的细胞和生理功能退化过程，被称为”衰老“，它是多种重大疾病的主要风险因素之一，也包括癌症。
衰老的基本特征
有人提出，尽管存在显著的个体间异质性和生活方式、饮食和治疗等外部因素的影响，但人类的肠道微生物组成在衰老过程中会逐渐变化。
多项报告表明，与有益菌相比，微生态失调在衰老过程中会增加，并导致促炎共生菌的大量存在，这些菌的富集，可以滋养生理性炎症。
对人类老龄化队列的研究表明，包括 Akkermansia、Anaerotruncus、Eggerthella、Bilophila 在内的一组属的丰度随着年龄的增长而显著增加，而 Faecalibacterium、Prevotella、Bacteroides 的丰度在老年人中相对较低。
衰老可能导致癌症，癌症治疗可能导致过早衰老
doi.org/10.1186/s12935-025-03787-x
微生物代谢物如何影响细胞衰老和健康？
短链脂肪酸，包括丁酸，可以帮助减缓细胞衰老。它们通过抑制组蛋白脱乙酰化酶来实现这一点，这调节代谢过程，增加胰岛素分泌，并调节免疫反应。
相比之下，致病菌的代谢产物，如脂多糖(LPS)，通过加速炎症和增加氧化应激来增强细胞衰老，这是衰老的一个标志。
此外，铜绿假单胞菌和幽门螺杆菌产生的毒素会导致宿主 DNA 损伤并增加氧化应激。
因此，这加剧了 DNA 损伤反应、基因组不稳定性和细胞衰老。
菌群失调和细菌毒素促进衰老人群中衰老细胞的积累、DNA 损伤和促炎微环境的形成。这导致代谢紊乱，并创造一个促进肿瘤细胞生存和增殖的 肿瘤微环境，最终导致癌症。
癌症如何开始？
癌症起源于普通细胞中的遗传变化。当细胞DNA受到致癌物损伤时，会触发一系列变化。这些变化可能不会立即表现出来，但会逐渐积累。关键的基因突变会赋予细胞生长优势和抵抗死亡的能力，导致异常增殖，最终形成肿瘤。
癌细胞有什么特别之处？
癌细胞最显著的特征之一是它们的代谢方式发生了改变，也就是“代谢重编程”。正常细胞和癌细胞使用能量的方式完全不同。癌细胞即使在氧气充足的环境中也会进行糖酵解，这种现象称为”有氧糖酵解“。
此外，它们还进行大分子合成、维持氧化还原平衡，谷氨酰胺分解代谢，所有这些都有助于细胞快速增殖和生长。所有这些都有助于癌细胞快速分裂、扩散并侵入身体不同部位。
一个具体例子是D-2-羟基戊二酸的累积，这个代谢物抑制细胞分化，加速癌症发展。这是由于异柠檬酸脱氢酶-1/2 的连续突变。这表明通过抑制分化直接促进癌症的发生和进一步发展。
一个肿瘤内部并非完全一致，不同区域的细胞可能有不同的代谢特性，这种现象称为肿瘤异质性，这使得癌症治疗更加复杂。
肿瘤微环境：癌症的”生态系统”
肿瘤微环境(TME)是另一个在癌症发生和进展中发挥关键作用的组成部分。
肿瘤微环境是围绕癌细胞形成的高度组织化区域，就像一个小型社会，其中癌细胞只是众居民之一。其他成员如下图：
这个微环境如何影响癌症发展？
癌细胞能够改造邻居，使整个环境有利于肿瘤生长。
比如，癌细胞怎样获得养分和氧气？它们促使血管内皮细胞形成新血管。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)被招募后，会分泌生长因子和细胞因子，刺激血管生成和肿瘤侵袭。
癌细胞甚至能重新编程癌细胞相关成纤维细胞(CAFs)，使它们分泌ECM蛋白和血管生成因子(如VEGF-A)。ECM则作为信号分子的储存库，增强细胞间通讯、粘附和迁移。
因此，TME 的不同组成部分通过影响各种细胞过程，有助于癌症的发生、进展和迁移。更深入地了解调节癌症进展和可塑性的分子机制，有助于开发精确和针对性的癌症治疗疗法，并预防复发。
微生物如何影响癌症发展？
最直接的联系是某些微生物直接致癌的能力：
动物研究显示，微生物可促进多种癌症的发展，包括：
doi.org/10.1186/s12935-025-03787-x
微生物群如何变化？
高通量DNA测序揭示了癌症相关的微生物群落变化：
doi.org/10.1186/s12935-025-03787-x
微生物如何促进癌症？
微生物可能通过多种机制促进肿瘤发生：
了解微生物与癌症的关系，可能帮助我们开发新的癌症预防策略、提高治疗效果，甚至预测哪些患者可能对特定治疗产生耐药性。
实际上，微生物群可以同时扮演促进肿瘤发展和抑制肿瘤生长的双重角色，这取决于肿瘤进展的阶段以及微生物群的功能和分布位置，那么，哪些微生物会致癌？又是如何作用的？
微生物的促癌作用
结直肠癌
脆弱拟杆菌、大肠杆菌、Streptococcus gallolyticus、Enterococcus faecalis、Fusobacterium nucleatum、Parvimonas micra等在结直肠癌患者肠道中大量存在，通过分泌短链脂肪酸等代谢物、DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传机制影响肿瘤形成。
胰腺癌
牙龈卟啉单胞菌、奈瑟菌、放线菌、链球菌、双歧杆菌、拟杆菌、梭杆菌等与胰腺癌的发生有关，它们通过引起炎症和免疫抑制影响肿瘤生长。
口腔微生物群和幽门螺杆菌通过诱导炎症而成为胰腺癌症的危险因素。
乳腺癌
对人类乳腺癌症组织16S rRNA基因序列的分析显示，与早期乳腺肿瘤相比，晚期乳腺肿瘤中卟啉单胞菌、Lacibacter、Ezakiella、Fusobacterium的丰度更高。
具核梭杆菌(Fusobacterium nucleanum)和脆弱拟杆菌通过定植于乳腺肿瘤和促进癌症细胞的自我更新来加重乳腺癌症的生长和转移。
脑癌
Enterobacteriaceae、Fusobacterium、 Akkermansia是脑癌患者肠道中的主要菌群，它们可能通过免疫抑制、激活炎症、限制细胞死亡以及促进血管生成和侵袭性来影响胶质瘤。
微生物虽然不能穿过血脑屏障，但能释放具有穿透能力的细胞外囊泡，这些囊泡有能力穿过屏障进入大脑。
其他
其他癌症相关的微生物还包括:
这些菌在相应的癌症中大量存在，并通过改变代谢和免疫反应、增强炎症和毒性以及改变信号通路来提高肿瘤易感性。
微生物的抗癌作用
一些微生物如乳杆菌、双歧杆菌、Faecalibaculum rodentium、Streptococcus thermophiles等具有抗肿瘤特性，它们主要通过以下机制抑制肿瘤生长：
调节免疫系统
一组共生肠道细菌，如Paraprevotella xylaniphila、Bacteroides dorei、 Parabacteroides distasonis，可以诱导 CD8 T 细胞产生 IFNγ，抵抗单核细胞增生李斯特菌感染，并增强免疫检查点抑制剂在小鼠体内的疗效。
产生抑制性毒素
其他细菌，如铜绿假单胞菌、鼠伤寒沙门氏菌、艰难梭菌，分别在黑色素瘤、胰腺癌和乳腺癌癌症中表现出抗肿瘤特性。它们通过产生抑制增殖、使细胞停滞在G1-S期并诱导细胞凋亡的毒素来实现这一点，从而促进抗癌活性。
嗜热链球菌还抑制细胞增殖，引发细胞周期阻滞，增强体外结直肠细胞的凋亡，并减少结直肠癌异种移植物的生长。此外，肠道微生物群通过抑制结肠lncRNA Snhg9和上调p53表达来限制小鼠结直肠癌癌症的进展。
产生有益代谢物
– 微生物本身及其毒素能抗癌
科利毒素：赋予宿主抗肿瘤免疫力。
产气荚膜梭菌毒素(CPE)能识别乳腺癌、前列腺癌等细胞表面高表达的claudin-3/4蛋白，与这些蛋白结合后直接引发癌细胞死亡。
Akkermansia muciniphila在肝癌小鼠模型中减少免疫抑制细胞（单核MDSC、M2巨噬细胞），同时增强PD-1免疫治疗的疗效。
– 微生物代谢产物：短链脂肪酸抗癌
丁酸钠，在非小细胞肺癌中消除肿瘤细胞生长，诱导细胞周期阻滞，促进细胞凋亡，并改变免疫反应。
异丁酸，通过减少肿瘤体积来提高癌症结肠癌小鼠模型中抗PD-1免疫疗法的效率。
色氨酸，是人体必需氨基酸，其代谢途径包括：
拟杆菌、Clostridium sporogenes、 Eubacterium、Ruminococcus gnavus等菌群通过吲哚途径产生吲哚-3-乳酸、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乙酸等代谢物，这些物质既能抑制肿瘤免疫逃逸，也可能促进癌细胞生长，具体作用取决于代谢物种类和浓度。
吲哚代谢物可改善化疗和免疫治疗效果，但菌群失衡可能导致色氨酸代谢紊乱，反而加速癌症进展。
微生物与肿瘤微环境的相互作用
具核梭杆菌的Fap2蛋白可与抑制性受体TIGIT结合，抑制NK细胞和T细胞清除肿瘤的能力。
幽门螺杆菌与微环境中的巨噬细胞互动，诱导其极化为M2样巨噬细胞，促进胃癌进展。
肿瘤内微生物也参与肿瘤生成和进展，例如:
也有报道称，一些瘤内微生物可以增强抗肿瘤免疫反应，从而抑制肿瘤进展。
了解微生物在癌症中的双重作用，可能为开发新型抗癌疗法提供思路，包括调节微生物群落和利用微生物产物来增强现有治疗方法的效果。
转移是癌症细胞的一个关键标志，大多数癌症类型的晚期通常以转移开始为特征。
转移，是指癌症细胞通过血液循环从原发肿瘤转移到其他器官的继发部位。它涉及上皮间质转化(EMT)、迁移、侵袭、外渗和继发部位的定植。
转移过程包括哪些步骤，癌细胞面临哪些挑战？
这个过程对癌细胞来说充满了物理和化学挑战，包括需要穿越坚硬的细胞外基质、承受液体剪切应力、逃避免疫监视，并最终在可能与原发部位环境截然不同的部位建立殖民地。
微生物如何协助癌细胞转移？
– 乳腺癌：细菌随转移扩散
– 具核梭杆菌的多重促转移机制
有核梭杆菌可诱导乳腺癌、结直肠癌、喉癌的转移。它是口腔中常见的革兰氏阴性菌，通常与牙周病、口臭有关。
结直肠癌
doi.org/10.1186/s12935-025-03787-x
喉癌
– 抗生素治疗的启示
当然，微生物并不总是促进转移，已知许多微生物群也能抑制转移，从而为防止癌症进展提供了一种自然的方法。
微生物如何阻止转移？
– 抑制转移的菌群代谢物
– 调节肿瘤微环境
膀胱癌中的菌群关联：
– 抗癌微生物的鉴定
前列腺癌数据分析：
肿瘤内微生物种类在转移中的重要性在其他癌症中也得到了证实（下表）。
doi.org/10.1186/s12935-025-03787-x
这些研究表明，癌症中微生物的特异性靶向可以抑制肿瘤的转移，从而成为抗癌联合治疗的重要组成部分。未来需揭示菌群与宿主互作的具体机制，探索“以菌治癌”的精准策略，为癌症治疗提供新突破口。
微生物不仅参与癌症的发生和发展，还可能影响癌症治疗的效果。为什么有些患者对治疗产生耐药性？微生物可能是其中一个关键因素。
微生物如何影响抗癌疗效？
微生物群主要通过两种方式来影响抗癌疗效：
这样一来，药物的疗效和对癌细胞的毒性都会发生变化。
以环磷酰胺（CTX）为例，它是一种常用的抗癌药，用于治疗各种血液系统恶性肿瘤和实体瘤。
环磷酰胺不仅能杀伤癌细胞，还能调节肠道微生物的组成。它会促使一些特定的革兰氏阳性细菌从肠道转移到次级淋巴器官，而这些细菌到达那里后，会激活致病性 T 辅助细胞，从而增强环磷酰胺的抗癌活性。
但如果通过某种方式消除肠道微生物，比如用无菌小鼠或给小鼠喂食抗生素，特别是针对Barnesiella intestinihominis、Enterococcus hirae等特定菌群时，就会发现一个很棘手的问题：环磷酰胺的抗癌效果会变差，耐药性出现了。这说明肠道微生物群在化疗耐药性中扮演着重要的角色。
不过，这里又出现了一个违反我们直觉的情况。抗生素虽然可以杀菌，但用多了反而会导致细菌耐药性增加。
研究还在不断深入，科学家们发现：
微生物群调节有助于提高癌症治疗的效率，并通过改变代谢和免疫反应促进更好的预后。
比如，García-González 等人做了一项很有意思的研究，大肠杆菌可改变线虫体内代谢通路，增强5-氟尿嘧啶(FUDR)的疗效。
同样，在黑色素瘤患者的治疗中，研究发现粪杆菌Faecalibacterium能帮助增加免疫细胞和抗原呈递，从而让细胞毒性 CD8 + T 细胞在肿瘤床的浸润程度更高，引发大规模的免疫反应，这对抗 PD-1治疗很有帮助。
基于这些发现，有人提出一个大胆的想法：
肠道微生物群也可以用作生物标志物，来预测患者化疗和免疫治疗的治疗反应和疗效。
肝癌患者的肠道菌群失衡指数(Ddys) 反映了HCC患者粪便样本中的微生物干扰，可用于预测治疗效果。
失衡指数是根据HCC患者粪便样本中有益菌与有害菌的相对丰度计算的。
工程菌成为抗癌新武器
直接杀伤癌细胞：
靶向递送药物：
激活免疫：
现有研究揭示了微生物群在癌症治疗中的多重价值：增强药效、预测疗效、直接作为治疗载体。需深入解析不同癌症特异的菌群特征，明确特定菌种的作用机制，同时解决工程菌的生物安全性问题。
化疗不仅直接作用于肿瘤，同时也会对人体内的微生物群落产生显著影响。肠道微生物在应对化疗时，会通过代谢和免疫调节来影响化疗的疗效和毒性。
化疗如何破坏肠道菌群平衡？
化疗不仅攻击癌细胞，还会显著扰乱肠道微生物的组成。例如，在肠道中，化疗可能会破坏黏液层，使部分肠道微生物能够穿透黏膜层，引发免疫反应。
在结直肠癌患者中，化疗会降低肠道菌群的多样性，这种变化可能反向影响治疗效果——菌群结构越失衡，化疗耐药风险可能越高。
菌群网络的重构：竞争还是合作？
梭杆菌、拟杆菌、粪杆菌分别与肿瘤标志物CEA、CA724、CA242相关，但它们的丰度不受不同化疗阶段的影响。这提示特定菌群可能成为化疗反应的独立预测指标。
注：CEA是一种糖蛋白，最初在胚胎组织和结肠癌组织中发现。作为最早被应用于临床的肿瘤标志物之一，CEA主要用于消化系统肿瘤的辅助诊断和监测。
CA724是一种高分子量糖蛋白，是胃癌较为特异的肿瘤标志物。
CA242是一种新型的消化系统肿瘤标志物，主要用于胰腺癌和胆道系统肿瘤的辅助诊断。
菌群如何“对抗”化疗药物？
某些细菌通过代谢转化直接削弱药物活性：
菌群失衡是否会加剧化疗副作用？
5-氟尿嘧啶（5-FU）为例
5-氟尿嘧啶用于治疗乳腺癌、结直肠癌、胃癌、胰腺癌、胃癌等。其作用方式涉及DNA损伤，导致细胞凋亡或RNA合成抑制。
菌群也能增强化疗效果吗？
奥沙利铂和丁酸盐为例
奥沙利铂是晚期结直肠癌患者的一线化疗药物。
研究表明，肠道微生物产生的代谢物丁酸盐能增强奥沙利铂的抗癌效果。
丁酸盐通过依赖ID2的方式激活CD8 + T细胞。在结直肠癌患者中，对奥沙利铂有反应的患者血清丁酸盐水平高于无反应患者。这表明，肠道微生物产生的丁酸盐可能是决定患者对奥沙利铂反应的关键因素。
临床转化方向
预测性生物标志物
精准调控策略
化疗与肠道菌群存在双向影响：药物破坏菌群平衡，菌群则通过代谢和免疫调控反作用于药物疗效。未来研究需结合菌群检测，在分子机制与临床干预之间架起桥梁，最终实现精准治疗策略。
多项研究表明，放射治疗和微生物群之间存在相互交织的关系。虽然放射治疗可以杀死有益的微生物群，但某些微生物群也可以通过影响患者的免疫系统来提高放射治疗的敏感性。
例如，口腔中的具核梭杆菌会被转移到结直肠肿瘤部位，从而降低放疗的治疗效果。
而甲硝唑是一种针对具核梭杆菌的抗生素，研究发现，在结直肠癌小鼠模型中，甲硝唑可以作为一种放疗增敏剂，提高放疗的效果。
微生物群导致放疗抵抗
丁酸盐在肠道健康中通常被认为有益，为何在放疗中反而有害？
由Lachnospiraceae合成的丁酸盐与放疗抵抗有关
细菌和真菌对放疗的影响相反
小鼠模型（黑色素瘤、乳腺癌）研究发现：
关键分子：免疫受体Dectin-1（感知真菌感染）高表达的乳腺癌患者生存率较差。抑制Dectin-1可提升放疗疗效。
临床转化方向
精准菌群干预：
免疫微环境重塑：
传统癌症治疗方法存在很多局限性，例如对正常细胞的附带损伤、产生治疗耐药性的可能性以及无法完全穿透肿瘤等。因此，迫切需要开发新的、更好的癌症治疗方法。有文献表明，对癌症患者的肠道微生物群进行干预可以增强当前抗癌药物的疗效，如化疗和免疫疗法。
微生物群提高各种肿瘤免疫疗法的效率
doi.org/10.1186/s12935-025-03787-x
细菌疗法
早在1868年，William Coley发现细菌感染可导致肿瘤消退，开创了细菌疗法的先河。现代研究揭示了细菌靶向肿瘤的独特机制：
研究人员改造了专性厌氧鼠伤寒沙门氏菌菌株YB1，并通过在神经母细胞瘤小鼠模型的肿瘤核心注射这种修饰的细菌观察到对肿瘤生长的抑制。
重组减毒沙门氏菌菌株SL7207被用作在黑色素瘤小鼠模型中递送工程肿瘤疫苗的载体。活细菌也可以与纳米粒子结合，形成有效的药物递送系统。
挑战：
细菌介导的抗癌疗法带来了一些挑战，包括半衰期短、DNA不稳定性和微生物的内在致病潜力。
基因工程有助于删除致病菌株的一些毒力基因，从而可以控制其抗肿瘤活性、特异性和定植。
目前，一些临床试验正在确定功能化鼠伤寒沙门氏菌菌株的效果。这些菌株要么通过各种遗传技术进行工程改造，要么通过纳米粒子或其他试剂进行表面修饰，以显示出所需的肿瘤靶向和定植。
粪菌移植 (FMT)
最近的研究表明，使用FMT重塑微生物群失调可以潜在地抑制癌症进展，特别是结直肠癌。
结直肠癌（CRC）
移植健康小鼠粪便至CRC模型，逆转菌群失衡，增加CD8+ T细胞浸润，减少促炎因子（IL-6、IL-17），抗炎细胞因子IL-10增加，抑制肿瘤进展。
临床试验进展
注：部分试验中FMT导致腹泻等副作用，提示需优化供体筛选。
宏基因组分析显示，在反应者中，FMT后Prevotella copri、Ruminoccocaceae、Eubacterium丰富。此外，与非反应者相比，反应者在FMT后一个月的粪便样本在小鼠模型中抑制肿瘤生长的能力更强。
涉及粪便微生物移植的临床试验
doi.org/10.1186/s12935-025-03787-x
关于 FMT的研究我们之前也写过，详见：
益生菌
益生菌如何帮助对抗癌症？
最近的一项队列研究中，发现益生菌的低等和中等摄入量与癌症死亡率的降低显著相关。
益生菌通过以下机制发挥作用：
鼠李糖乳杆菌（LGG）通过释放脂磷壁酸（LTA）激活TLR2信号，保护肠道干细胞免受放疗损伤。
另一种益生菌Prohep由鼠李糖乳杆菌GG（LGG）、具有活性的大肠杆菌Nissle 1917（EcN）和热灭活VSL3组成，用于在HCC小鼠模型中通过减少Th17细胞和IL-17细胞因子来减少肿瘤生长。
工程化益生菌有何突破？
益生菌要适量
益处：适量补充益生菌可降低癌症死亡率。
风险：过量可能干扰免疫治疗，如黑色素瘤模型中PD-1抑制剂疗效下降。
益生元
益生元——激活菌群抗癌潜能的“燃料”
益生元选择性地促进有益菌（如产丁酸菌）增殖，协同抗癌治疗。
益生元如何优化药物递送？
临床启示与风险管控
个体化菌群干预：
动态监测必要性：
风险提示：
免疫缺陷患者慎用活菌制剂，优先选择灭活益生菌或纯化代谢产物。
总的来说，益生菌双刃剑效应显著，需严格把控种类和剂量；而益生元通过调节菌群代谢，相对安全增强化疗/免疫疗效。
益生菌+益生元+传统疗法可能成为癌症治疗新方向，但需更多临床验证。
抗癌药物
为什么同种药物在不同患者中效果差异显著？
肠道微生物群还参与抗癌药物的生物转化和代谢，导致这些药物的差异吸收和生物利用度。在药物的生物转化过程中，微生物群采用各种机制，如脱氨基、水解、去甲基化、葡萄糖醛酸化和其他反应。
伊立替康（CPT11）：
5-氟尿嘧啶（5-FU）：
如何减轻菌群介导的副作用或耐药？
抑制特定酶活性：
调控菌群组成：
壳寡糖通过降低肠球菌、大肠杆菌-志贺氏菌、Turicibacter的密度以及促进丁酸产生菌的生长，对结直肠癌具有保护潜力。
临床潜在方向
未来，建立“菌群-药物代谢”数据库，结合人工智能预测个体化用药方案。例如，对高β-葡萄糖醛酸酶活性的患者，优先选择不受该酶影响的化疗药物（如奥沙利铂）。
关于常用药物和肠道菌群之间复杂的双向相互作用，我们之前的文章也写过，详见：
为什么药物对人效果不一？探索药物-微生物群相互作用对效果的影响
全球癌症治愈率依然不高，肠道微生物群在癌症发生、发展、转移和药物反应中的关键作用正逐渐成为研究热点，为精准抗癌策略提供了全新思路。
菌群在癌症治疗中的关键作用
微生物通过多种机制影响癌症治疗效果：
doi.org/10.1186/s12935-025-03787-x
当前挑战：从实验室到临床的鸿沟
– 研究方法的“碎片化”
样本收集（粪便 vs 肿瘤组织）、测序技术（16S rRNA vs 宏基因组）的差异导致结果难以比较；
解决方案：建立全球统一的微生物组分析标准。
– 个体化差异
年龄、饮食、地理因素使菌群组成差异巨大——同一疗法在不同人群中的响应率波动；
突破口：开发基于AI的个体化菌群图谱，预测治疗敏感性与毒性风险。
– 治疗复杂性的叠加
在现有化疗/免疫治疗基础上引入菌群调控，可能引发不可预见的药物-微生物相互作用；
未来方向：迈向精准菌群医学
– 精准菌群分层
通过多组学技术（宏基因组+代谢组）构建个体化菌群图谱，识别“促癌菌”与“抑癌菌”。
针对不同化疗方案调整菌群结构，丁酸水平低者优先使用奥沙利铂联合益生元。
– 联合干预策略
饮食-菌群协同：高纤维饮食联合特定益生元（如菊粉），可使MEK抑制剂疗效提升。
个性化膳食（如高纤维饮食）联合益生菌，改善肠道健康并增强治疗响应。
结合基因、饮食等多维度数据定制治疗方案。
工程菌开发：设计靶向降解耐药相关酶（如β-葡萄糖醛酸酶）的工程菌。
– 临床转化路径
推动大规模临床试验，验证菌群移植（FMT）、益生元/菌在特定癌种中的疗效。
探索菌群标志物（如丁酸盐水平）作为治疗响应预测指标。
开发微生物群-人工智能联合预测模型，优化治疗决策。
将菌群检测纳入癌症辅助诊疗，实现早筛与疗效监控。
总的来说，微生物组研究不仅扩展了我们对癌症发生发展的认知，更为癌症治疗提供了新的可能性。通过系统化的菌群检测与精准干预，跨学科协作与技术创新，未来有望实现真正的个体化治疗方案，提高抗癌疗效并改善患者生活质量。这一领域的进步，代表着癌症治疗从单一靶向向生态系统整体调控的深刻范式转变。
主要参考文献
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谷禾健康
姜黄素是姜黄根茎中所含的一种亲脂性多酚，其很早就被亚洲地区的人们用作食品中的香料和染料。除此之外，姜黄素被发现还具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤、调控血糖、神经保护等多种药理作用，目前市场上许多功能性食品中都包含这一成分。
然而，尽管姜黄素具有多种药理活性，但其水溶性较差，在口服后的肠道吸收率较低，并且在肝脏中迅速代谢，加之化学不稳定性，导致其生物利用度非常低，这些都限制了它的治疗效果和临床应用。
值得注意的是，许多研究证实口服姜黄素会在肠道中与微生物群发生双向相互作用。姜黄素的代谢转化不仅发生在肠上皮细胞和肝细胞中，一些肠道菌群如大肠杆菌、长双歧杆菌也具有能够代谢姜黄素的酶。将其转化为多种活性代谢物，它们具有特异性且往往更有效。有助于提高姜黄素的生物利用度。
同时，姜黄素也可以作为一种益生元对肠道菌群有改善作用。其增加了产丁酸盐菌等有益菌的丰度，并改善了糖尿病和代谢综合征等患者的肠道菌群。姜黄素不仅可以影响肠道微生物群的成分，还能够增强肠道屏障，抑制促炎介质的激活和表达，减轻肠道炎症和氧化应激。
姜黄素与肠道微生物群之间相互作用，在临床治疗中具有多种健康益处。包括降低炎症水平、缓解炎症性肠病、减少结肠炎和结肠癌等胃肠道疾病的风险，改善代谢功能障碍如肥胖、调节血糖水平、减轻糖尿病症状，辅助治疗阿尔兹海默病神经系统疾病等。
在本文中，我们介绍了姜黄素的生物学特性及药理作用，重点关注它与肠道微生物群的相互作用。由于个体差异，人们对姜黄素的反应各不相同。肠道微生物群检测可了解个体菌群结构、优势菌群和多样性，从而评估姜黄素吸收代谢的潜在差异，更有效地利用姜黄素促进健康。
什么是姜黄素？
姜黄素（Curcumin），也称为二阿魏酰甲烷，是一种源自姜黄植物的天然多酚类成分，也是姜黄主要的生物活性成分。
注：还有另外两种被称为姜黄素的化合物，即“姜黄素II”（去甲氧基姜黄素）和“姜黄素III”（双去甲氧基姜黄素），它们在芳香环上的甲氧基数量不同。它们分别占总姜黄素类化合物的10-20%和3%，具有不同的药理活性。
✔ 富含姜黄素的产品已遍布生活中
姜黄素呈亮橙黄色，具有独特的色泽与风味，是咖喱粉中的主要香料之一。它在全球获得广泛认可，应用领域多样：在印度，含有姜黄素的姜黄已被用于制作咖喱；在日本，它被装在茶里；在泰国，它用于化妆品；在中国，它被用作着色剂和功能性食品等；在韩国，它被装在饮料里；在马来西亚，它被用作防腐剂；在巴基斯坦，它被用作抗炎剂；在美国，除了胶囊和粉末形式外，它还用于芥末酱、奶酪、黄油和薯片中，用作防腐剂和着色剂。姜黄素产品形式多样，包括胶囊、片剂、软膏、能量饮料、肥皂和化妆品等。
生姜和姜黄有什么区别？
姜黄素的生物益处
姜黄素不仅具有独特的色泽与风味，还具有许多生物学益处。其抗菌特性于1949年首次得到证明，随后的研究表明，它还具有抗炎特性、抗氧化特性和其他一些显著的好处。
✔ 抗氧化
氧化应激(OS)是活性氧产生与机体抗氧化保护系统间的失衡。这种不平衡可能导致细胞功能障碍和损伤。
研究表明，姜黄素可以作为一种抗氧化剂。首先，它与活性物质直接反应，中和它们并防止进一步的损害。它可以清除不同形式的自由基，例如活性氧和氮物质（分别为ROS和RNS）。
其次，姜黄素诱导各种细胞保护和抗氧化蛋白的上调，增强身体对氧化应激的防御能力。同时，通过激活细胞保护蛋白受体核因子红细胞系相关因子2(Nrf2)信号通路来调节抗氧化酶的表达，从而稳定活性氧水平。
这种转录因子通过控制抗氧化酶和解毒蛋白的基因表达，从而保护细胞免受氧化损伤，在细胞对氧化应激的反应中发挥关键作用。它可以调节在中和自由基中活跃的谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶(SOD)的活性；此外，它还可以抑制产生活性氧的酶，如脂氧合酶/环氧合酶和黄嘌呤氢化酶/氧化酶。这些细胞保护蛋白发挥抗氧化活性，保护细胞免受氧化损伤。
注：姜黄素是一种亲脂性化合物，这使其成为过氧自由基的有效清除剂，与维生素E一样，姜黄素被认为是一种链破坏型抗氧剂。链破坏型抗氧剂即链终止型抗氧化剂。可以终止氧化过程中自由基链的传递与增长。
此外，姜黄素能够激活AMP活化蛋白激酶(AMPK)，这是细胞能量稳态的重要调节剂。姜黄素的这种激活有助于减轻氧化应激引起的肠道屏障和线粒体损伤。
✔ 抗炎
炎症过程与氧化应激密切相关，因为活性氧的产生与机体抗氧化防御失衡导致细胞功能障碍和炎症反应。
炎症反应被发现参与多种慢性疾病发展，包括阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症、癫痫、脑损伤、心血管疾病、代谢综合征、癌症、过敏、哮喘、支气管炎、结肠炎、关节炎、肾缺血、银屑病、糖尿病、肥胖、抑郁、疲劳等。
炎症反应表现为显著的病理改变，其特征是炎症指标水平升高，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)、C反应蛋白(CRP)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)或血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)。
姜黄素抑制氧化应激并改善炎症途径
Servida S,et al.Int J Mol Sci.2024
研究发现姜黄素通过降低促炎介质水平减轻炎症反应。这可能因其附着于toll样受体(TLR)并控制NF-κB、MAPK和AP-1等信号通路。其中，NF-κB作为关键转录因子在诱导炎症中至关重要。姜黄素抑制NF-κB，减少IL-1β和IL-6等炎症因子释放。
在葡萄糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠模型中，给予适量姜黄素有效抑制了NF-κB抑制蛋白(IκB)的磷酸化，从而抑制了肠道中的NF-κB，这最终减轻了炎症反应。
✔ 抗癌
通过多项研究，姜黄素被证明是一种有效的抗癌候选物质，特别是在以下方面：
NF-κB通路抑制：姜黄素能抑制核因子κB的活化，从而减少炎症因子如IL-1β和IL-6的释放，这些炎症因子与肿瘤发生、发展密切相关。
调控肿瘤抑制基因：研究表明姜黄素可以上调p53表达，人类结直肠癌患者服用姜黄素后p53表达增加，增强了机体对癌细胞的抑制能力。
COX-2抑制：姜黄素能特异性抑制环氧合酶-2(COX-2)的表达，这在HT-29人类结肠癌细胞中已得到证实。
除此之外，姜黄素还具有以下药理作用：
姜黄素的药理作用
Balaji S,et al.World J Exp Med.2025
姜黄素在各种疾病中的治疗作用
doi: 10.3390/microorganisms12040642.
✔ 姜黄素本身的生物利用度较低
尽管姜黄素的药理活性多样，但其治疗应用受到严重限制，姜黄素在口服后的肠道吸收率较低，并且在肝脏中迅速代谢并通过胆囊排泄，加之其水溶性低和化学不稳定性，导致生物利用度非常低。
姜黄素的吸收及代谢过程
作为第一步，摄入的姜黄素先通过胃，在那里几乎没有被吸收。由于其对低pH值的抵抗力，姜黄素在没有任何化学修饰的情况下到达大肠并经历广泛的I期和II期代谢。
口服后姜黄素的药代动力学
Servida S,et al.Int J Mol Sci.2024
✔ I期代谢发生在肠细胞和肝细胞中
首先，它被I期酶代谢：不同的还原酶在其底物中引入反应基团和极性基团，产生活性代谢物，即二氢姜黄素、四氢姜黄素(DHC)和六氢姜黄素(THC)。姜黄素的这种还原性代谢反应广泛发生在肠细胞和肝细胞中。
✔ 代谢物的活性低于其底物
在I期形成的代谢物被转运到肠道和肝脏胞质溶胶，在那里它们被转化（II 期）成偶联衍生物（即偶联姜黄素、偶联DHC、偶联THC和偶联八氢姜黄素）。
葡萄糖醛酸化是偶联的主要途径，姜黄素葡糖苷酸是器官和细胞体液中存在的主要代谢物（约占血浆姜黄素的99%），其分子的活性低于其底物且分子量更高。
口服后姜黄素的代谢
Servida S,et al.Int J Mol Sci.2024
通常口服给药后，在1至2小时内观察到姜黄素峰值血液浓度，并在大约12小时后变得检测不到。
肠道菌群提高姜黄素的生物利用度
值得注意的是，姜黄素主要作用于肠道，其代谢转化不仅发生在肠上皮细胞和肝细胞中，还由肠道微生物群产生的酶进行，通过这些酶产生多种活性代谢物。
肠道衍生代谢物的生物活性与天然姜黄素不同，它们具有特异性且往往更有效。因此，肠道微生物组成会影响姜黄素代谢物的生物利用度。
✔ 大肠杆菌、长双歧杆菌等能够代谢姜黄素
已鉴定出多种能代谢姜黄素的肠道细菌：人类粪便微生物分析显示，大肠杆菌通过NADPH依赖性姜黄素/二氢姜黄素还原酶表现出最高的姜黄素代谢活性。这种酶能够将姜黄素转化为二氢姜黄素，再转化为四氢姜黄素。
其他微生物，如长双歧杆菌(Bifidobacteria longum)、假小链双歧杆菌(Bifidobacteria pseudocatenulaum)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)是能够代谢姜黄素的相关细菌菌株。
✔ 姜黄素的有益作用可能取决于肠道菌群组成
与花青素等其他膳食多酚类似，姜黄素的生物活性不仅与吸收率相关，还与肠道菌群消化产生的活性代谢物有关。姜黄素的生物学特性取决于这些微生物代谢物的活性。
肠道微生物群的姜黄素代谢途径包括还原、甲基化、脱甲氧基化、羟基化和乙酰化，主要产物为四氢姜黄素、二氢阿魏酸和1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-2-丙醇。
此外，姜黄素还可以被毕赤酵母代谢成四种主要代谢产物，包括1,7-双（4-羟基-3-甲氧基苯基）庚烷-3,5-二醇、5-羟基-1,7-双（4-羟基-3-甲氧基苯基）庚烷-3-酮、5-羟基-1,7-双（4-羟基苯基）庚烷-3-酮和5-羟基-7-（4-羟基-3-甲氧基苯基）-1-（4-羟基苯基）庚烷-3-酮。
因此，姜黄素的有益作用不仅取决于姜黄素的饮食摄入量，还取决于个人代谢姜黄素的能力，即最终取决于每个人肠道微生物群的组成。
提高姜黄素效果的其他方式
✔ 给药形式会影响姜黄素的疗效
研究显示，给药形式会影响姜黄素的生物利用度。使用脂质体、聚合物纳米颗粒、环糊精包封、脂质复合物或合成聚合物-姜黄素复合物等给药形式可提高姜黄素的活性和生物利用度，增强其对癌症和肝病等疾病的治疗效果。
姜黄素与胶体纳米颗粒分散的新制剂能通过刺激GLP-1（胰高血糖素样肽1）和胰岛素分泌改善高血糖，表明其可用于糖尿病治疗，且可能对炎症和骨关节炎有效。
此外，纳米气泡姜黄素提取物补充剂对小鼠健康和运动表现有益，帮助克服身体疲劳。
✔ 新鲜或粉状姜黄生物利用度更高
最近的一些论文还显示了食物基质在姜黄素吸收中的重要性，强调与补充剂相比，当它作为新鲜或粉状姜黄食用时，生物利用度更高，这可能是由于与其他姜黄化合物的协同活性或姜黄基质效应。
共给药是提高姜黄素生物利用度的重要方法。研究显示，与黑胡椒碱(piperine)联合使用可显著抑制姜黄素首过代谢，增加血液浓度。2克姜黄素与5毫克黑胡椒碱联用可使生物利用度提高三倍以上，主要通过抑制葡萄糖醛酸转移酶活性，减少肝脏和肠道代谢。
此外，与其他具协同作用的抗氧化剂、抗炎剂联合应用能放大姜黄素药理效应，改善临床疗效。
值得注意的是，姜黄素和肠道微生物群之间的相互作用是双向的。如上所述，姜黄素在口服给药后优先在胃肠道中积累，一方面，肠道微生物群通过多种酶促途径（如还原、去甲基化、羟基化等）将姜黄素代谢转化为具有独特生物活性的代谢物。
与此同时，姜黄素能够调节肠道菌群的丰富度、多样性和组成，而这些受影响的菌群又反过来影响姜黄素的吸收、代谢和治疗效果。
利于肠道中有益菌株的生长
越来越多的研究证明肠道菌群失调与各种疾病的发生之间存在密切关系，姜黄素已被证明可以调整失衡菌群中有益细菌的比例，促进有益菌株的生长。
✔ 增加了产丁酸盐菌等有益菌的丰度
连续15天给小鼠施用100mg/kg姜黄素后发现其对肠道菌群有调节作用，姜黄素组显示普雷沃氏菌属的丰度显著降低，拟杆菌科和理研菌科(Rikenellaceae)的丰度显著增加。其他动物模型研究也表明，口服姜黄素增加了有益细菌（如双歧杆菌、乳酸菌和产生丁酸盐的细菌）的丰度，同时减少了普雷沃氏菌属、拟杆菌科等细菌的数量。
✔ 姜黄素调节脂肪肝病中的菌群失衡
高脂肪饮食的人易出现肝脏代谢改变，伴随着肠道微生物群组成改变和肠道通透性增加。在饮食中添加姜黄素可增强肝脏代谢，增加有益菌，并减少与高脂肪饮食引起的菌群失调有关的有害细菌菌株。
使用姜黄素治疗成功减少了36种与肝脂肪变性呈正相关的潜在有害细菌菌株。姜黄素对柯林斯氏菌属 、链球菌属、萨特氏菌属、Thalassospira、Gordonibacter和放线菌属具有富集作用，这些是人体肠道的核心菌属或益生菌。同时对密螺旋体、Alloprevotella、瘤胃球菌属、另枝菌属、Elusimicrobium、Anaerofilum和Papillibacter具有抑制作用。
✔ 姜黄素调节阿尔茨海默病等疾病的重要菌群
在阿尔茨海默病小鼠中，姜黄素改善空间学习记忆能力，减少海马体淀粉样斑块，并显著改变拟杆菌科、普雷沃氏菌科和乳杆菌科等与阿尔茨海默病相关的关键菌株丰度。
另一研究中，姜黄素(100mg/kg/天，12周)能部分逆转卵巢切除导致的肠道菌群多样性变化。给结肠癌小鼠高剂量姜黄素(162mg/kg/天)可减少肿瘤负荷，增加乳杆菌并减少Coriobacterales。姜黄素还能减少瘤胃球菌，其增加与结直肠癌发生相关。
✔ 姜黄素增加了细菌的多样性
在一项人体随机安慰剂对照试验中，调查了姜黄和姜黄素膳食补充剂与安慰剂相比对30名健康受试者（每组10名）的影响。
姜黄片剂含有1000毫克姜黄和1.25毫克胡椒碱提取物；姜黄素片剂含有1000毫克姜黄素和1.25毫克胡椒碱提取物;受试者被指示随餐口服3片，每天两次（每天总共6000毫克）。在基线和治疗8周后进行微生物群分析。
所有受试者都表现出微生物群组成的随时间的显著变化和对治疗的个体化反应。肠道菌群因人而异，个体对治疗的反应并不均匀。然而，比较治疗前后每组存在的细菌种类数量，安慰剂组显示物种总体减少15%，而姜黄和姜黄素处理组分别增加7%和 69%。
这些研究表明姜黄素的保护作用可能源于其促进肠道菌群从失衡转变为平衡的能力，减少了致病菌并增加有益菌的丰度。
姜黄素对肠道微生物群的影响总结
Servida S,et al.Int J Mol Sci.2024
姜黄素增强肠道屏障功能
姜黄素不仅可以影响肠道微生物群的成分，还能够增强肠道屏障。
✔ 姜黄素能够增强中和脂多糖内毒素的能力
肠道屏障由四种不同类型的核纤层蛋白组成。其完整性的任何缺陷都会引起细菌侵入正常结肠组织，导致肠上皮细胞失调和随后的局部炎症。
第一层包含碱性磷酸酶(IAP)，IAP具有中和细菌内毒素脂多糖的能力。研究表明，口服姜黄素可以将IAP活性提高三倍，并降低循环内毒素脂多糖(LPS)水平，从而直接证明姜黄素对肠道屏障初始层的调节作用。
✔ 姜黄素减少了粘蛋白的分解
构成第二层的肠粘膜层对于将管腔内容物与上皮细胞分离并防止病原菌进入至关重要。随着第二层的消失，肠上皮细胞将直接与管腔细菌相互作用，导致肠道炎症加剧。
在姜黄素的驱动下，肠道酸性粘蛋白的增加促进了合成，并最大限度地减少了肠粘膜层的分解，从而保留了其结构。
✔ 姜黄素可增强抗菌肽的产生
第三层由肠上皮细胞之间的紧密连接组成，它们阻止外来抗原、微生物和毒素等有害物质从肠腔转移，同时允许重要的营养物质、电解质和水从肠腔流入血液。通过跨上皮以及跨细胞和旁细胞运输，建立了针对细菌内毒素的防御机制，有助于保持肠道屏障的完整性。
在最后一层发现的抗菌肽可防止细菌突破肠道屏障。α-防御素和β-防御素具有杀菌特性，其中α-防御素在体内具有显著影响，该因素影响着肠道微生物群的组成。研究表明，姜黄素可增强抗菌肽的产生。
✔ 体外和动物研究也证实姜黄素可以恢复肠道屏障
体外研究也显示姜黄素可恢复受损肠道通透性。在CaCo2细胞中，姜黄素减轻肠上皮屏障损伤，抑制脂多糖诱导的IL-1β分泌，保护紧密连接蛋白，并通过抑制p38 MAPK激活减少紧密连接蛋白异常磷酸化。
这些结果也在动物模型中得到证实：高脂饮食大鼠经姜黄素处理(200mg/kg/日)后，肠道紧密连接结构改善，血清TNF-α和LPS水平降低，肠粘膜occludin表达上调。同样，西式饮食小鼠补充姜黄素(100mg/kg/日)显著改善肠道屏障功能，恢复肠碱性磷酸酶活性及ZO-1和claudin-1表达。
鉴于紧密连接蛋白表达下降在非酒精性脂肪肝(NAFLD)发病中的关键作用，姜黄素(200mg/kg/日，4周)被证明能恢复NAFLD大鼠远端回肠中ZO-1和occludin的表达，表明姜黄素通过改善肠道屏障完整性可能成为NAFLD新疗法。
这些研究提供有力证据表明姜黄素有助于维持肠道屏障完整性，可作为肠道疾病预防/治疗的新工具。
姜黄素减轻肠道炎症
✔ 减轻了炎症和氧化应激
一项随机对照人体试验中，58名非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）患者接受含50mg/天纯姜黄素的或安慰剂。代谢组学显示姜黄素对氧化应激和炎症标志物有益，减轻了患者中的炎症反应，并抑制了NAFLD进展过程中某些细菌的增长。
一项动物研究报道，一种新开发的纳米颗粒姜黄素通过抑制促炎介质的表达和诱导Treg扩张来积极改善小鼠的炎症，这还伴随着粪便丁酸盐水平的增加。
✔ 可抑制促炎介质的激活和表达
含0.2%(w/w)纳米颗粒姜黄素的啮齿动物饮食可抑制小鼠结肠上皮细胞中NF-κB激活和促炎介质表达。或者，姜黄素可以通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB信号通路的激活来减轻脂多糖诱导的炎症。此外，姜黄素已被证明可以抑制NF-κB核易位，并减轻癌症中过度激活的其他促炎基因的表达。
研究证明，断奶仔猪饲喂300mg/kg姜黄素28天可通过抑制大肠杆菌增殖和下调TLR4表达缓解炎症。
缓解炎症性肠病
大量研究表明，姜黄素可以通过调节肠道微生物群的组成和多样性，对胃肠道系统健康产生有益影响。
✔ 姜黄素调节乳酸菌并改善肠道屏障
炎症性肠病(IBD)与肠道菌群稳定性密切相关。研究发现，补充姜黄素可增加乳酸菌相对丰度，通过提高sIgA水平增强粘膜免疫并改善肠道屏障功能。
注：IgA是一种在改善肠道微生物疾病中起重要作用的免疫球蛋白。
✔ 姜黄素调节信号通路并减少炎症因子
炎症性肠病的发生与TLR4/NF-κB/AP-1信号上调有关。在结肠炎的动物模型中，姜黄素被发现可以通过减少TLR4信号传导来改善炎症。姜黄素通过与细胞外TLR4结构域结合蛋白髓样分化蛋白2(MD-2)结合来抑制脂多糖引起的免疫反应并减少炎症因子的释放。
作为IBD发病机制主要贡献者，NF-κB可被姜黄素通过调节NF-κB/IκB通路抑制。姜黄素干扰IκB激酶信号，阻止IκB降解，抑制NF-κB激活，降低TNF-α、IL-1、IL-6等细胞因子释放，减轻炎症反应。研究表明肠道炎症严重程度与NF-κB p65含量相关，IBD患者肠道中NF-κB p65含量较高。
✔ 抑制氧化应激
此外，姜黄素能够降低肿瘤坏死因子(TNF-α)表达水平，同时显著减少一氧化氮(NO)的产生，从而抑制氧化应激并对炎症性肠病产生有益影响。
其次，研究表明姜黄素能够通过选择性阻断环氧合酶-2(COX-2)受体来抑制炎症。给予有效剂量的姜黄素可以抑制iNOS/COX-2的表达并减弱p38 MAPK的激活，p38 MAPK在调节炎症因子的转录和释放中具有重要作用。
✔ 姜黄素对一些其他胃肠道疾病也有改善作用
姜黄素通过调节Th17/Treg细胞的平衡和恢复肠道微生物群组成来改善糖尿病患者的结肠炎。补充姜黄素可以将肠道微生物群组成转变为富含短链脂肪酸产生细菌的成分，从而促进肠道粘膜保护并减轻与肠道疾病相关的炎症。
姜黄素对肠道微生物的调节作用还可能影响结直肠癌，姜黄素和富含生育三烯酚的部分的组合改变了结直肠癌细胞中的微生物多样性，在抑制结肠癌细胞生长方面具有潜在的治疗协同作用。
姜黄素对胃肠道疾病的影响
Balaji S,et al.World J Exp Med.2025
综上所述，姜黄素能够通过调节肠道菌群、修复肠道屏障、抑制炎症信号通路等多种机制来缓解炎症性肠病，其与肠道菌群的互作有望成为促进胃肠道系统健康和改善一系列胃肠道疾病的天然治疗剂，也为基于肠道微生物组的姜黄素靶向治疗策略提供了理论基础。
改善肥胖
✔ 调节了肥胖的重要指标(厚壁菌/拟杆菌)比值
肠道菌群组成与肥胖发病密切相关，肥胖患者肠道中厚壁菌门与拟杆菌门比例(F/B比值)升高。然而，在施用有效剂量的姜黄素后，观察到F/B比值显著降低。这种减少还伴随着毛螺菌科(Lachnospiraceae)和瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)数量的减少，以及拟杆菌科、Riskenellaceae 和普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)丰度的增加。
姜黄素还增加了双歧杆菌、乳酸杆菌和嗜粘蛋白阿克曼菌等在人类抗肥胖过程中发挥关键作用的细菌丰度。
✔ 姜黄素还能够抑制成脂基因，减少脂肪积累
此外，一些研究证实姜黄素在多种器官包括脂肪组织中发挥多种生物学功能。姜黄素通过抑制丝裂原活化蛋白激酶(ERK、JNK和p38)活性抑制3T3-L1脂肪细胞分化，并通过抑制PPARγ和C/EBPα表达抑制成脂基因。
适量姜黄素可减少室管膜脂肪组织、增加能量消耗、减少体内脂质积累，同时阻止吞噬细胞浸润脂肪组织并增加脂质运载蛋白产生，从而减轻脂肪组织炎症。在高脂肪饮食诱导的肥胖小鼠中，0.2g/d姜黄素显著减少了白色脂肪组织。
✔ 临床证实姜黄素具有减重和降低甘油三酯水平的功效
临床效果表明，姜黄素可使超重人群BMI恢复正常并显著降低血清甘油三酯水平。姜黄素还增强高脂饮食诱导的胰岛素敏感性，阻断脂肪生成。此外，姜黄素可通过调节脂质转运蛋白的表达和活性，维持胆固醇稳态。
调节血糖水平，减轻糖尿病
姜黄素可以通过改善肠道屏障功能、影响肠道激素分泌、调节抗炎细胞因子及减少与胰岛素抵抗相关的炎症分子来调控宿主葡萄糖稳态。
姜黄素对血糖稳态的影响
Servida S,et al.Int J Mol Sci.2024
✔ 姜黄素调节与糖尿病发作相关的菌群丰度
服用姜黄素可增加有益细菌（乳酸杆菌、双歧杆菌和产生丁酸盐的细菌）的数量，同时减少条件性致病菌(肠杆菌、Prevotellaceae和Rikenellaceae)。特别是，姜黄素增加了Muribaculaceae科细菌丰度，这类产生琥珀酸、乙酸和丙酸的细菌减少与炎症性肠病和1型糖尿病发病相关。
✔ 姜黄素及肠道菌群通过多种信号通路调节血糖
姜黄素及其衍生物通过多种信号通路调节血糖，包括PI3K/Akt通路(对氧化应激敏感的主要信号转导系统)，调控细胞生长和死亡。姜黄素还激活AMPK通路调节能量代谢与细胞稳态，并通过Akt/Nrf2通路上调抗氧化机制。
肠道微生物群以相似机制影响血糖调节。姜黄素增加的干酪乳杆菌通过PI3K、AMPK2、Akt2和肝糖原合成途径改善胰岛素抵抗，并通过胆道途径降低高血糖，同时减少Caco-2细胞中的胰岛素降解酶和脂肪组织中的IGFBP-3。
IGFBP3（胰岛素样生长因子结合蛋白3）是胰岛素样生长因子（IGF）系统中的关键调节蛋白，主要功能是结合并调控IGF-1和IGF-2的活性，影响细胞生长、代谢及分化。
✔ 姜黄素与肠道菌群影响葡萄糖吸收和糖原合成
肠道微生物群通过调节GLUT-4表达和易位直接影响葡萄糖代谢。姜黄素增加的乳双歧杆菌促进糖原合成，抑制肝糖异生基因，改善胰岛素刺激的葡萄糖吸收和GLUT-4易位。加氏乳杆菌BNR-17增加肌肉GLUT-4表达，显著降低血糖。
体外研究表明姜黄素改善Akt磷酸化，促进GLUT-4易位，减少炎症因子。姜黄素与GLUT-1结合可即时、可逆地抑制葡萄糖重吸收，并调节缺氧脂肪细胞中葡萄糖转运蛋白表达，其效果取决于剂量和暴露时间。长期用药可代偿性上调GLUT蛋白。2型糖尿病肥胖大鼠接受姜黄素治疗(80mg/kg/天，8周)后改善血糖参数、胰岛素敏感性和血脂，降低肝胰丙二醛水平，降血糖作用与GLUT-4基因增加相关。
✔ 姜黄素改善血糖水平的机制与微生物活动相关
姜黄素通过增加GLP-1分泌影响血糖水平。其机制可能与抑制降解GLP-1的二肽基肽酶-4活性有关，或通过激活Ca²⁺/钙调蛋白依赖性激酶II通路直接刺激GLP-1分泌。这两种机制均与微生物活动相关，且需要足够给药时间以便调节菌群。
姜黄素通过影响含胆汁盐水解酶的拟杆菌调节胆汁酸代谢。它恢复脂多糖引起的菌群紊乱，增加产丁酸菌，减少致病菌，提高抗炎细胞因子水平。产丁酸盐的细菌促进GLP-1、PYY和GLP-2从L细胞释放，通过GPCR41/43和胆汁酸/TGR5通路发挥作用。
姜黄素还增加FXR基因表达，促进次级胆汁酸通过FXR和GPRC5调节脂质和碳水化合物代谢，并增加回肠GPRC5A/B及去乙酰化酶表达，维持碳水化合物稳态。
成纤维细胞生长因子15(FGF15)是连接菌群、宿主与姜黄素降血糖作用的关键分子。FGF15改善胰岛素敏感性，抑制肝糖异生关键酶，其表达受FXR调节。
姜黄素通过多种机制调控葡萄糖稳态，其中肠道菌群扮演着重要角色。多项随机双盲对照研究都证实姜黄素能降低血清葡萄糖、甘油三酯、低密度脂蛋白(LDL)、糖化血红蛋白(HbA1c)、瘦素，增加脂联素水平，来预防2型糖尿病。
辅助治疗神经系统疾病
姜黄素及其肠道细菌代谢物展现出神经保护作用，在阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症、缺血性脑损伤和焦虑症等神经系统疾病中具有治疗潜力。
✔ 姜黄素清除自由基发挥神经保护作用
神经退行性疾病表现为特定神经元群功能的进行性丧失，导致神经缺陷和认知障碍。虽然其确切机制尚未完全阐明，但氧化应激和炎症被认为是主要致病因素。高水平活性氧(ROS)会损害所有细胞，神经元对较低ROS水平也特别敏感。ROS是大脑衰老的主要因素，与神经退行性疾病的发生发展密切相关。
姜黄素通过直接和间接清除自由基提供神经保护。它增强超氧化物歧化酶活性，将超氧化物转化为过氧化氢和氧气，并提高过氧化氢酶活性促进过氧化氢分解，展现抗氧化作用。
四氢姜黄素是研究最广泛的细菌修饰姜黄素衍生物，也能减少氧化应激和神经元凋亡，激活自噬，抑制脑损伤后线粒体凋亡。它对Aβ-寡聚体毒性有保护作用，调节神经炎症，降低β-淀粉样蛋白触发的活性氧水平和线粒体膜电位，抑制caspase激活。在脑损伤中，四氢姜黄素通过上调Nrf2通路防止神经元凋亡并改善神经行为功能。
✔ 姜黄素与肠道菌群互作改善多种神经系统疾病
在阿尔茨海默病(AD)模型中，姜黄素通过减轻记忆障碍和代谢功能障碍来发挥神经保护作用。此外，它调节突触可塑性和代谢途径，有可能改善AD相关症状。此外，姜黄素丰富了有益的肠道微生物群，从而间接影响认知功能。
在帕金森病(PD)中，姜黄素通过调节肠道微生物群-代谢物轴来改善运动缺陷和神经炎症。在多发性硬化症(MS)中，姜黄素衍生物CMG会改变肠道微生物群组成，从而抑制自身免疫性脑脊髓炎的严重程度。这种抑制与粪便和回肠内容物中特定细菌种类丰度的变化相关。
在缺血性脑损伤中，姜黄素可减少梗死体积、脑水肿和血脑屏障通透性。此外，它还可以改善缺血后的认知缺陷和神经系统结局。姜黄素治疗表明，小鼠的大脑连接和社会行为得到显著改善，同时肠道微生物群组成的改变。
在焦虑症中，姜黄素通过调节微生物群-肠-脑轴和增加前额叶皮层中的磷脂酰胆碱水平来缓解焦虑样行为。此外，它还影响脂质代谢和肠道微生物群组成以缓解焦虑症状。
姜黄素的神经保护作用
Balaji S,et al.World J Exp Med.2025
姜黄素通过清除自由基、调节突触可塑性和神经炎症以及改变肠道菌群组成等多种机制发挥神经保护作用，使其成为治疗神经系统疾病极具前景的候选药物。
姜黄素可能存在的不足
姜黄素的主要不足是单独服用时吸收率较低，且可能会引起轻微不良反应。有小部分研究中姜黄素可致肠胃胀气、胃部刺激、促进胆汁分泌和胆管炎，尤其高剂量时可能出现恶心、腹泻和头痛。
研究中，7名服用500-12000mg姜黄素的受试者72小时内出现了腹泻、头痛、皮疹和黄便症状。另一项研究显示，部分服用0.45-3.6g/天姜黄素持续1-4个月的受试者报告恶心、腹泻，并且血清碱性磷酸酶和乳酸脱氢酶水平升高。
✔ 一些肝病患者和酗酒者应谨慎使用
姜黄素可能与非甾体抗炎药、利血平和抗凝剂相互作用，肝病患者(如肝硬化、胆道梗阻、胆结石)和酗酒者应避免使用或在医师指导下使用。
应该如何服用姜黄素？
如果你正在服用补充剂，医生可能会建议每天两次，每次500毫克姜黄，与食物同服。（但并不是越多越好）
每天摄入量最高可达 8 克，但一般人群每天 500 至 1000 毫克。
可以尝试将姜黄与优质脂肪如油、鳄梨、坚果、种子等一起食用。
姜黄与药物之间的相互作用
中度相互作用
轻度相互作用
此列表可能不完整，许多其他药物如草药产品等也可能影响姜黄。
避免与其他可能影响凝血的草药/健康补充剂一起使用姜黄，包括当归、辣椒、丁香、蒲公英、丹参、 月见草 、大蒜、姜、银杏、 马栗 、人参、白杨、红车轴草等。
避免与其他可能降低血糖的草药/健康补充剂一起使用姜黄，如 α-硫辛酸 、铬、达米安娜、 熊掌草 、鹰嘴豆、大蒜、瓜尔胶、马栗、人参、车前子等。
如何更好地利用姜黄素？
姜黄素虽有多种药理活性，但因口服后肠道吸收率低，其治疗应用受到严重限制。以下是几个可能的策略和思路，旨在使人体更好地利用姜黄素，实现其抗炎、抗氧化、抗肿瘤以及其他保护作用。
✔ 个体化肠道微生物群检测与评估
通过粪便菌群测序等手段，了解个体肠道菌群的整体结构、优势菌群和多样性情况。这有助于判断个体在姜黄素吸收和代谢过程中的潜在差异，因为肠道菌群在姜黄素的化学转化中可能起到双向调控作用（既可能通过代谢生成更有活性的代谢物，也可能助推姜黄素的降解）。
依据检测结果，对肠道菌群中与药物代谢、炎症调节和屏障功能相关的菌群比例进行评估，从而判断是否需要额外进行菌群调节干预。
✔ 利用益生菌和益生元改善姜黄素代谢环境
有研究提示，共给药策略（例如与黑胡椒碱联合使用）能够显著提高姜黄素的生物利用度。同理，合理补充某些益生菌（如乳杆菌、双歧杆菌）和益生元可改善肠道微生态平衡，优化肠屏障功能；这不仅有助于减少姜黄素在肝脏首过效应中的代谢转化，还可能促进姜黄素在肠道内的活性释放。
根据个体菌群失衡的具体情况，可以设计联合微生态干预方案，例如在姜黄素给药前后，先行或同步补充针对性益生元，从而改善消化道环境，增强姜黄素的吸收和转化效果。
✔ 给药策略的个性化优化
由于姜黄素本身具有低水溶性和较高亲脂性，目前已有纳米技术、脂质体、固体分散体等多种新型剂型用于提高其生物利用度。结合个体的肠道菌群特点，可以选择或定制适合个体微生态环境的姜黄素制剂。例如，对于部分菌群功能较弱的个体，使用纳米载体不仅可以增加姜黄素的稳定性，也可以延缓其在肠道内的降解过程，从而为肠道菌群与姜黄素之间的互作提供足够的时间。
此外，若检测发现个体肠内特定菌群（例如参与代谢姜黄素转化的菌群）数量较低，可能需要重点采用辅佐用药策略，抑制姜黄素过快的首过代谢（比如结合黑胡椒碱）与微生态调节进行联合应用，以获得更高的药效浓度。
✔ 饮食和生活方式的干预
饮食习惯对肠道菌群有显著影响，个体化的饮食调整（例如增加富含膳食纤维、益生元的食物）可以促进有益菌群的发展，改善肠道环境，从而间接提高姜黄素的吸收和生物转化。
此外，合理的饮食还能减少慢性炎症状态，增强机体对姜黄素抗炎、抗氧化作用的反应。因此，制定一套综合性的生活方式干预方案，将姜黄素的服用与膳食、运动等措施相结合，有望发挥协同增效作用。
✔ 未来的个性化药物方案探索
随着精准医学的发展，可以通过多组学（如基因组、代谢组、微生物组）的综合分析进一步解析姜黄素与个体肠道菌群之间的交互机制，从而设计出针对不同疾病状态（如炎症性疾病、肿瘤或代谢性疾病）的个性化姜黄素使用方案。
临床上可设计小规模试验，通过定期监控个体肠道菌群变化、姜黄素血药浓度和临床指标，进一步验证联合微生态调控和个性化姜黄素给药的效果，逐步形成标准化的治疗模式。
姜黄素与肠道微生物群的双向互作开辟了天然药物对健康影响的新视角。一方面，肠道菌群通过多种酶促途径（还原、去甲基化、羟基化等）将姜黄素转化为具有独特生物活性的代谢物，显著提高其生物利用度；另一方面，姜黄素作为天然益生元调节菌群丰度与多样性，增加有益菌如乳酸菌的比例，抑制有害菌繁殖，改善肠道屏障功能并减轻炎症水平。
这种协同互利的关系使姜黄素能够在临床治疗中发挥多种健康功效，从炎症性肠病、结直肠癌等胃肠道疾病，到肥胖、糖尿病等代谢性疾病，甚至阿尔兹海默病等神经系统疾病。
随着精准医学发展，未来结合肠道微生物组测序与个性化给药策略，有望开发出更精准、高效的药物应用方案，不仅提高其生物利用度，更能充分发挥其治疗潜力。姜黄素与肠道微生物群的协同作用只是连接传统草药与现代精准医学的一个例子，为健康产品市场提供了极具价值的科学依据和创新方向。
主要参考文献：
Balaji S, Jeyaraman N, Jeyaraman M, Ramasubramanian S, Muthu S, Santos GS, da Fonseca LF, Lana JF. Impact of curcumin on gut microbiome. World J Exp Med. 2025 Mar 20;15(1):100275.
Zhu J, He L. The Modulatory Effects of Curcumin on the Gut Microbiota: A Potential Strategy for Disease Treatment and Health Promotion. Microorganisms. 2024 Mar 23;12(4):642.
Obrzut O, Gostyńska-Stawna A, Kustrzyńska K, Stawny M, Krajka-Kuźniak V. Curcumin: A Natural Warrior Against Inflammatory Liver Diseases. Nutrients. 2025 Apr 18;17(8):1373.
Scazzocchio B, Minghetti L, D’Archivio M. Interaction between Gut Microbiota and Curcumin: A New Key of Understanding for the Health Effects of Curcumin. Nutrients. 2020 Aug 19;12(9):2499.
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Di Meo F, Margarucci S, Galderisi U, Crispi S, Peluso G. Curcumin, Gut Microbiota, and Neuroprotection. Nutrients. 2019 Oct 11;11(10):2426.
谷禾健康
人体肠道微生物组对消化、免疫调节、代谢平衡、抵抗病原体及整体健康至关重要。在儿童发育中，生命最初两到三年的肠道微生物组发展是影响终生健康的关键期。
出生时几乎无菌的婴儿肠道迅速发展为复杂的微生物生态系统，经历连续的群落更替和成熟。这一过程不仅是对环境的被动适应，更是与宿主生理发育协同的积极进程，对免疫系统和代谢功能的正常发展具有决定性作用。
近年来，随着高通量测序技术的进步，我们对婴儿肠道微生物组的理解已经从描述性分析转向更深入的功能和临床相关性研究。然而，目前关于婴儿微生物组发育轨迹的大规模纵向研究依然有限，尤其缺乏将微生物群落动态变化与远期健康结果相关联的研究。
婴儿微生物组发展能否预测未来健康状况？是否存在”健康”或”最优”的微生物组发展模式？哪些环境因素和早期暴露会影响微生物组的发展方向？
近期发表的一项大规模纵向队列研究或许能解答此问题。研究人员对芬兰赫尔辛基地区967名3周至24月龄婴儿进行肠道微生物组纵向跟踪（谷禾肠道菌群数据库也纳入了该队列数据），旨在揭示其婴幼儿生长发育的规律，并通过建立和评估微生物组健康指数(MWI)探明与其远期健康的关联性。
研究发现肠道微生物组的发展遵循可预测的轨迹，这些轨迹受到出生方式、喂养类型和早期抗生素暴露等因素的调节，并与儿童期的健康状况具有重要关联。通过这项研究，我们期望为理解肠道微生物组在早期生命中的作用提供关键见解，并为指导干预措施优化婴儿肠道微生物组提供科学依据。
★ 研究意义
1.证明肠道微生物群的重要性
2.对早期生活的影响
3.健康预测
★ 研究特点
1.大规模队列：研究使用了一个包含近1000名婴儿的大型纵向队列，监测了从出生到5岁的健康数据。
2.多时间点采样：收集了婴儿前两年内的6203份粪便样本，进行肠道微生物群的分析。
3.微生物群发展轨迹：通过聚类和轨迹建模，识别出五种不同的肠道微生物群发展轨迹。
4.健康指数：创建了一个基于健康发展轨迹的肠道微生物群健康指数，用于评估婴儿的整体健康状况。
5.关键微生物：研究发现双歧杆菌和拟杆菌是早期的关键微生物，指导微生物群的发展，并持续预测积极的健康结果。
6.影响因素：研究分析了多种因素（如分娩方式、饮食、抗生素使用）对肠道微生物群发展的影响。
★ 研究目标
1.描述婴儿前两年内肠道微生物群的发展模式。
2.识别与健康相关的微生物群发展轨迹。
3.创造一个肠道微生物群健康指数，用于预测婴儿的健康风险。
本研究旨在提供对婴儿肠道微生物群发展的深入理解，说明肠道微生物群在预测健康方面起着重要的作用，并为改善婴儿健康提供新的工具和方法。
研究使用了来自芬兰赫尔辛基的一个纵向出生队列，共收集了984名婴儿的粪便样本和健康数据。样本在婴儿3周、6周、3个月、9个月、12个月和24个月时采集。
儿童健康、发育和健康相关数据是从父母填写的问卷中收集的，由两种类型的变量组成:
(a)2岁时医生诊断的过敏性疾病，或5岁时确诊的特应性皮炎、过敏性鼻炎或哮喘；表型过敏，即基于ISAAC问卷的上述疾病在2或5岁时的症状；2或5岁时按世卫组织标准的异常身高或体重(>2或<-2SD)；下呼吸道和上呼吸道感染、胃肠感染、耳部感染、痘病毒感染或发热的发生率。罕见感染(N<5)被排除。
(b)正常变异和主观评估：2或5岁时轻度异常身高或体重(>1或<-1SD)；父母用VAS量表(0-100mm)对儿童健康状况较低评分；2岁前胃肠功能(排便、胃痛、胀气)表现；3个月龄时基于哭闹时间的婴儿分类。
•纵向出生队列
-采用纵向队列研究设计，跟踪婴儿从出生到2岁，甚至到4-5岁，以观察肠道微生物群随时间的变化。
•样本收集
在婴儿的3周、6周以及3、9、12、18和24个月时收集粪便样本。
•微生物组测序
对粪便样本进行16S rRNA基因测序，以分析肠道微生物群的组成。
•数据分析
-使用统计软件（如R语言）进行数据分析。
-应用线性混合模型（LMM）来分析微生物群随时间的变化。
-使用机器学习算法（如随机森林）来识别与过敏性疾病相关的微生物特征。
•问卷调查
通过在线问卷收集关于母亲和婴儿的信息，包括生活方式、环境暴露、儿童饮食、健康等。问卷在多个时间点进行，以跟踪变化。
•过敏性疾病诊断
根据国际疾病分类（ICD-10）代码或医生诊断记录来确定过敏性疾病的发生。包括食物过敏、哮喘、湿疹和过敏性鼻炎。
•统计分析
-使用多变量回归分析来评估肠道微生物群与过敏性疾病之间的关系。
-考虑潜在的混杂因素，如母亲的过敏史、抗生素使用、分娩方式等。
通过这些综合方法，能够全面评估婴儿肠道微生物群的发展轨迹，并探索其与过敏性疾病风险及健康结果之间的关联。
1
影响婴儿肠道微生物组的因素
在肠道微生物群组成中观察到一个明显的年龄梯度，婴儿肠道微生物群在生命的前两年逐渐接近，但没有达到成人样组成。
在最初的6个月(26周)，婴儿肠道微生物群的组成在个体之间差异很大，但此后趋于一致。
984名婴儿的肠道微生物群
doi: 10.1038/s41467-024-52561-6.
注：主坐标分析展示了对数转换微生物属相对丰度的Pearson相关距离。图中不同颜色代表3至104周的婴儿年龄，父母微生物群以黑色表示。图b和图c分别显示PC组件2和PC组件1与年龄和分娩方式的关系，组中值用大圆圈标识。
肠道菌群组成的最重要决定因素是前26周的出生方式、抗生素暴露、第一年的排便率以及1至2岁（52-104周）的饮食和家庭组成。母亲特征在所有时间点都有适度且一致的影响，并且母亲微生物群组成在26周时变得有影响力，随着时间的推移而增加。
婴儿肠道微生物组的影响因素
doi: 10.1038/s41467-024-52561-6.
2
婴儿微生物群落类型
研究者使用K-means聚类和log-pearson距离方法，在属水平上对婴儿样本进行分析，确定了四种主要的微生物群落类型(C1-C4)，这些类型随着婴儿年龄发展而呈现规律性变化。
•C1型(绿色)
主导菌群：双歧杆菌属(39.2%)和拟杆菌属(12.8%)；
特点：放线菌门和拟杆菌属成员覆盖超过50%的相对丰度；
时间分布：主要在婴儿生命的前26周出现；
常见于：未接触抗生素的阴道分娩婴儿；
粪便特征：多为黄色粪便。
•C2型(蓝色)
主导菌群：几乎没有双歧杆菌(4.8%)，梭菌科(13.4%)和肠杆菌科(25.7%)相对丰度高；
特点：微生物丰富度最低，潜在致病菌相对丰度最高；
时间分布：主要在婴儿生命的前26周出现；
常见于：剖腹产婴儿和接触抗生素的阴道分娩婴儿；
粪便特征：相比C1更容易出现绿色粪便。
•C3型(橙色)
主导菌群：双歧杆菌科(27.3%)、乳杆菌科(18.5%)和韦荣球菌科(20.1%)；
时间分布：39-52周(9-12个月)时常见；
常见于：大多数婴儿在9个月左右；
粪便特征：棕色。
•C4型(红色)
主导菌群：毛螺菌科(30.0%)和瘤胃球菌科(30.0%)为主；
特点：微生物丰富度最高；
时间分布：52周(12个月)后常见；
粪便特征：多为棕色粪便，反映固体食物增加。
微生物群落类型
doi: 10.1038/s41467-024-52561-6.
微生物丰富度存在差异
微生物丰富度在群落类型之间差异很大，C4最高，C2最低，并且通常显示与婴儿年龄的相关性越来越大。潜在致病菌的相对丰度在C2中最丰富。
群落决定因素和健康关联
doi: 10.1038/s41467-024-52561-6.
(a)微生物群落类型决定因素的分区树；
(b)使用负广义线性模型分析了不同年龄段微生物群落类型之间的时间演变及其与5岁时健康结果的关联。
不同微生物类型与健康结果相关
分析各时间点微生物群落类型与2岁和5岁健康结果的关联发现，C2型与不良健康结果尤其是过敏性疾病风险增加相关。
6个月前属于C3型的儿童过敏性疾病风险增加，5岁时身高Z评分低于-1标准差。12个月前过渡到C4型与2岁时身高Z评分低于-1标准差相关，但C4型与2岁时哮喘诊断呈负相关。12个月时，C1型与胃肠道感染有关。
3
微生物组发展轨迹
婴儿肠道微生物组发展高度可预测，遵循五种轨迹之一。
T1轨迹(最常见，47%)
特征：前6个月C1成员稳定，9个月过渡到C3，12-18个月过渡到C4；
菌群：这些婴儿的双歧杆菌的初始相对丰度很高，其相对丰度逐渐下降，最初被韦荣氏球菌属取代，然后被粪杆菌和毛螺菌科的成员所取代；
相关因素：未接触抗生素的阴道分娩、母乳喂养、有兄弟姐妹；
健康关联：与较好的健康结果相关；
微生物稳定性：最稳定的微生物群组成。
T2轨迹(11%)
特征：最初位于C1，但在转移到C3之前转移到C2；
菌群：双歧杆菌迅速减少，梭菌和克雷伯菌短暂增加；
微生物稳定性：9个月大时表现出最大的波动性
T3轨迹(9%)
特征：开始于C1，但在前6个月在C1和C2之间反复振荡；
微生物稳定性：3-12周时表现出最高的波动性
T4轨迹(18%)
特征：T3的反向模式，从C2开始的婴儿在前6个月在C1和C2之间波动，在6-9个月时双歧杆菌达到峰值。
T5轨迹(14%)
特征：前6个月持续处于C2状态；
菌群：梭菌和克雷伯氏菌相对丰度较高。
微生物群发展轨迹、决定因素和与健康结果的关联
doi: 10.1038/s41467-024-52561-6.
影响微生物发展轨迹的因素：
轨迹T1-T3与阴道分娩相关，T4和T5则与剖腹产及阴道分娩预防性抗生素使用相关。T1独特地与有兄弟姐妹、住单户住宅和前12个月纯母乳喂养相关。
T2婴儿向C2型过渡可能由配方奶喂养或无兄弟姐妹促成，这些婴儿更常接受益生菌。T3中C1和C2间波动主要与缺乏兄弟姐妹及较低社会经济地位相关。T4的微生物群自发校正可能由母乳喂养或其他高社会经济地位相关因素驱动。
不同微生物轨迹的健康结果：
T1与多项健康指标呈负相关：前2年过敏症状和上呼吸道感染风险降低，0-6个月发烧报告减少，5岁时过敏性鼻炎诊断减少，5岁时ISO-BMI Z评分不超过1标准差，2岁和5岁时身高Z评分不低于-1标准差。
T2与2岁时特应性风险和前2年父母报告的过敏症状增加相关。
T3与2岁时父母报告的过敏症状减少有关。
T4和T5均与2岁时身高Z评分低于-1标准差，以及0-6个月间上呼吸道感染和发热相关。由于T4的微生物群校正，这些婴儿5岁时未表现出T5所见的生长改变或过敏性鼻炎风险增加。T5还与5岁时特应性风险增加相关。
总体而言，微生物组轨迹与健康结果的相关性强于单个时间点的微生物组类型，表明纵向发育分析提供更多信息。
与年龄相关的细菌属：
数据分析中，我们识别出一组随年龄变化的细菌属。这些分类群在各发育轨迹中展现相似模式，主要分为早期(放线菌门、拟杆菌属、肠杆菌门、Negativicutes、Bacilli)和晚期(主要是梭状芽胞杆菌)两组。
然而，某些关键类群，如双歧杆菌属和拟杆菌属，在不同的轨迹中表现出不同的时间模式。
4
微生物组健康指数
微生物组健康指数(MWI)是研究者基于大型婴儿队列(近1000名婴儿)的健康发展轨迹开发的一种评估指标，用于预测婴儿整体健康状况。该指数代表了基于微生物群落组成估计婴儿属于健康参考组的概率。
★ 关键有益指示菌：
最强的总体积极关联见于双歧杆菌(Bifidobacterium)和拟杆菌(Bacteroides)，这两类菌群一致地指示健康参考微生物组。
随年龄增加积极关联增强的菌群：Eisenbergiella, Oscillibacter, Parabacteroides, Anaerostipes, Streptococcus。
★ 负面指示菌：
随年龄增加负面关联增强的菌群：Lachnospira, Faecalicatena, Lacrimispora, Klebsiella, Sutterella。
★ 年龄依赖性：
大多数指示菌显示年龄依赖性关联；
某些菌群展示暂时性负面关联(Roseburia, Faecalibacterium)；
某些菌群展示暂时性正面关联(Citrobacter, Blautia, Gemmiger, Hungatella)。
微生物群健康指数
doi: 10.1038/s41467-024-52561-6.
★ 健康预测能力：
MWI在患有过敏性疾病或生长差异的婴儿中显著降低；
在详细分析中，MWI与多种健康结果相关，包括从过敏性疾病到2岁和5岁时的生长指标；
可预测感染发生率。
★ MWI的优势：
整体评估：超越单个菌群评估，考虑整个微生物群落结构对宿主健康的影响；
发展视角：将肠道菌群演替视为婴儿生理发育的一部分，与免疫系统成熟有关；
预测能力：可预测前5年的总体健康状况，有助于早期识别健康风险；
实用性：相比成熟度指数，能更好地区分不同的发育轨迹和捕捉各种健康关联。
通过对近1000名婴儿的前瞻性纵向队列研究，首次系统阐明了人类婴儿肠道微生物组发展的规律性和可预测性。确定了四种主要的微生物群落类型(C1-C4)，这些类型随着婴儿年龄发展而呈现规律性变化。并且不同微生物类型与健康结果相关。
婴儿肠道微生物组发展遵循五种主要轨迹的预设路径，非随机发生，并受出生方式、喂养类型及抗生素使用等因素显著影响。研究确立了双歧杆菌和拟杆菌作为关键早期定植微生物，它们在引导整个微生物组健康发展中起着决定性作用。
基于这些发现，建立的微生物组健康指数(MWI)不仅能够评估婴儿当前肠道微生物组的健康状态，还能预测未来5年的整体健康结果，包括过敏性疾病风险、生长发育状况和感染易感性。这一指数的建立将微生物组分析从描述性研究提升至具有临床预测价值的工具，为精准医疗提供了新的维度。
需要注意的是，该研究仅使用了来自芬兰地区的婴幼儿样本，其开发的微生物健康指数（MWI）目前仅适用于北欧地区的婴幼儿样本，更大范围的应用还需要纳入更多地区和年龄的样本。
主要参考文献：
Hickman B, Salonen A, Ponsero AJ, Jokela R, Kolho KL, de Vos WM, Korpela K. Gut microbiota wellbeing index predicts overall health in a cohort of 1000 infants. Nat Commun. 2024 Sep 27;15(1):8323.
谷禾健康
在持续的肠道菌群检测实践过程中，我们收到很多新的问题反馈和对肠道菌群检测在具体问题中的疑问。在此谷禾基于长期和大规模样本群的经验以及实验分析，对部分常见问题进行汇总和整理。
一次肠道菌群检测好比一场健康考试，你拿到报告的那一刻，等同于拿到了你考的那张卷子，那么你首先会关心自己考了多少分。
在肠道菌群检测报告中，同样也有基于肠道菌群的健康评估分数，即健康总分。
基于大数据和整体性评估，报告中会给出健康总分这项指标。这个健康总分是如何计算得出的？
还是拿我们最熟悉不过的考试举例，一场语文考试可能包括了拼音词语、阅读理解、写作等模块，所以最后你的总分是综合各个模块的测试之后得到的（比如说拼音写错了扣1分，阅读理解错了一题扣5分……），通过各模块测评后得到的总分反映的是你的综合能力。
健康总分也是一样，综合计算了三个部分：肠道菌群健康状况、疾病风险情况和营养饮食均衡情况综合评估计算。总分100分，采取扣分制，疾病风险和营养不均衡以及菌群失衡都会相应的减分。
以上是具体的评分标准。
健康总分可以说是非常直观的一个指标，除此之外，整体性评估指标还有一个：肠道预测年龄。
生理年龄是指人达到某一时序年龄时生理和其功能所反映出来的水平，是从医学、生物学角度来衡量的。
谷禾肠道预测年龄是基于超过6万人群队列的深度学习模型构建的，对健康人群的肠道年龄预测与真实生理年龄吻合度很好。
肠道预测年龄和生理年龄就像齿轮运作，井井有条匹配状态，身体这个系统运作起来相对健康轻松。
疾病人群或菌群紊乱人群，肠道年龄会较大偏离真实年龄，也就是这个齿轮系统出现一些偏差问题。
如果肠道菌群多样性下降，且以大肠杆菌为主，可能会被预测为10岁以下儿童，也就是预测年龄远小于真实年龄。
如果存在较多病原菌，则预测年龄会偏向远大于真实年龄。
如果菌群预测年龄和实际生理学年龄相差很大，如何解读？
还是用考试来说，每个年龄段都应具备该年龄段的能力。如果你是一个初中学生，那么就应该答出初中阶段学生该会的题，这时候给你做个测评，发现还停留在幼儿园水平或者已经到了大学生水平，要么太幼稚要么太早熟，都不符合健康的身心发展规律。
肠道预测年龄同样，如果肠道预测年龄偏离实际年龄很大，两种情况，一种是偏大，另一种是偏小。
这两种情况均表明菌群发育成熟偏离了实际生长发育，我们均认为其代表菌群状况不太好，存在菌群异常或不健康状况。
如果偏小，即肠道年龄远小于生理学年龄，一般菌群发育滞后或者偏幼龄，菌群构成简单，代谢以及免疫功能不完善。
如果偏大，即肠道年龄远大于生理学年龄，一般菌群多样性下降，变形菌、肠杆菌等致病菌增多，核心菌属构成比例低等。
而在正常范围内，肠道预测年龄小于生理学年龄，那么表示菌群发育正常，菌群构成和代谢偏向于更年轻，比较好。那么什么是正常范围呢？
谷禾肠道年龄预测如下范围内表示正常：
0~2岁：偏差小于3个月
3~5岁：偏差在6个月以内
6~15岁：偏差在1岁左右
16~50岁：偏差在3岁以内
50岁以上：偏差在5岁以内
真实年龄与肠道预测年龄在范围内的差异可以反映其肠道菌群的发育和衰老状况。以下情况可能会导致肠道预测年龄完全偏离真实年龄，包括：
▪ 肠道菌群紊乱
▪ 菌群结构过于单一
▪ 近期服用可能严重干扰菌群的药物（如抗生素）
▪ 病原菌感染或者处于疾病状态
▪ 长期补充益生菌
由于肠道年龄考虑了整体的肠道菌群结构，如果肠道年龄严重偏离真实年龄，通过干预调整或去除上述干扰因素肠道年龄是能够恢复正常范围，但该干预周期一般需要1个月以上。
有益菌
有益菌包括益生菌，益生菌主要来自两个菌属：
分别是双歧杆菌属和乳杆菌属，目前已获得批准的有效益生菌菌株均来自这两个细菌属。
其中双歧杆菌可有效改善肠道状况，而特定的乳杆菌菌株可以改善精神健康，包括焦虑和情绪，也能改善肠道健康。双歧杆菌和乳杆菌也是人体肠道菌群中常见的菌。
虽然说是常见菌，却不见得它们数量多。在成年人肠道菌群中，双歧杆菌的比例较低，在1%左右，乳杆菌更是低于1%，甚至很多人（20~40%）的肠道菌群中比例低至万分之一。
下表是谷禾检测的益生菌列表，列出了主要的常见益生菌。
除了上述益生菌，有益菌还包括下列种属，这些菌属是构建肠道菌群的核心菌属，在评估有益菌水平时根据菌属对肠道菌群结构的重要性会给予不同的权重。
Faecalibacterium、Ruminococcus、Roseburia
Phascolarctobacterium、Prevotella、Parabacteroides
Oscillospira、Megamonas、Lachnospira
Lachnoclostridium、Gemmiger、Eubacterium
Coprococcus、Dorea、Dialister
Clostridium、Blautia、Bacteroides
Akkermansia、Alistipes、Agathobacter
通常益生菌的检出率比较低，一般在益生菌补充一周左右在报告中可以体现。从大数据来看，益生菌检出的同时，菌群的相关指标也会有所提升，比如说有害菌降低，改善菌群平衡状况。
有害菌
有害菌和肠道内的其他共生菌共同构成菌群微生态，也是大部分人群肠道内常见的菌群。
有害菌是相对而言的，正常肠道菌群也包含许多这些菌属的菌，但有害菌比例或个别菌属丰度超标可能预示着肠道菌群的健康状况受到破坏。这些菌过多会影响肠道内环境，如pH值，含氧量以及肠道内毒素等，可能会导致出现一些机会感染和机会致病菌入侵，进而诱发炎症和疾病。
我们报告中的有害菌包含了致病菌和条件致病菌，以及属内主要菌种为致病菌的属。为便于统计，我们在计算的时候统一按照属层级进行计算比例。
报告中的有害菌包括了以下的菌属：韦荣氏球菌属、葡萄球菌科、变形菌属、弓形菌属、弯曲菌属、螺杆菌属、厌氧螺菌属以及弧菌属等。
在肠道菌群检测报告中会有对有益菌，有害菌的整体评估。
如果有害菌过多，通常建议服用益生菌或益生元的方式首先增加有益菌的比例，相应的有害菌比例就会降低。想要持久的改善菌群结构降低有害菌水平就需要改善生活方式，适当增加抗性淀粉等膳食纤维并规律饮食和睡眠，增加运动等。
整个生态系统平衡对于地球而言十分重要，同理，肠道菌群平衡对于我们人体健康也很重要。健康的肠道菌群丰富且多样性高。
菌群失调是指体内微生物群不平衡，这可以表现为某些细菌的出现率较高，细菌的出现率较低，细菌的多样性不足，有害菌，有益菌比例失调等。
通常临床上采用大便常规检查，通过显微镜下观察统计染色细菌中杆菌和球菌以及革兰氏阴性和阳性菌的比值是否超标来判别的。
其中致病菌多为球菌和革兰氏阴性菌，而肠道有益菌多为杆菌和阳性菌，因而在传统临床上简单比较两者的比值评估是否菌群紊乱，是相对比较粗放的。
谷禾菌群检测报告中的菌群失调：
基于高通量测序可以精准的检测低至万分之一水平的菌，甚至可以分类到种水平，因此可以更加精细化评估菌群是否出现紊乱和异常。
基于谷禾超过30万人群的菌群数据库分析结果，我们将在90%的人群都有检出，且人群平均丰度1%以上的菌属做为核心菌属。这些核心菌属通过长期与人类共生，在帮助消化复杂碳水化合物和产生短链脂肪酸外还影响整个肠道环境，抑制病原微生物的定植生长。因此当这些核心菌属占总肠道菌群比例低于60%时，肠道菌群很可能处于紊乱状态。
【谷禾健康菌群数据库】
如果出现菌群严重失衡，例如致病菌占了相当大比例，那么首先应考虑针对致病菌使用相应的抗生素治疗，然后再通过益生菌补充及饮食、生活方式的改变进行调理，直到菌群恢复平衡。
多样性包含两个维度。
一个是肠道菌群种类，人群中肠道菌群的种类参考范围在100~2000种，种类数量越多多样性越高。
另一个维度是均匀性，即各个菌种的含量丰度较为均一没有出现单一菌种占据绝大部分的情况。
多样性的评估一般通过一个叫做香农-维纳多样性指数的指标来进行评估，计算公式为：
H=－∑（Pi）（log2Pi）
其中Pi为每个菌的占比例，值越大代表物种种类越多，均匀性也更好相应的多样性也越高。正常人群中香浓指数在2~9之间，一般大于3以上表明具有一定多样性。
换句话说，肠道菌群多样性表现在：微生态系统的稳定性，以及面对外界致病菌等入侵的抵御能力。
在一定范围内，更高的多样性通常代表饮食更加丰富多样，同时也意味着更健康的身体状况。
菌群多样性高可能与下列情况有关：
环境，农村儿童比城市儿童菌群多样性高；
饮食，低脂饮食与菌群多样性较高有关；
年龄，长寿老人的菌群多样性较高；
……
多样性低不代表一定有疾病，但是更容易受到饮食，环境或疾病的影响，包括更易发生水土不服或更容易因饮食不洁导致腹泻等。
多样性低可能与下列情况有关：
分娩方式，剖腹产宝宝菌群多样性较低；
饮食营养，营养不良的孩子菌群多样性会下降；
药物，抗生素的使用会大幅降低菌群多样性，并且需要一段时间才能恢复。其他药物也会降低菌群多样性，如治疗胃溃疡和反酸的质子泵类药物也会导致菌群多样性降低；
环境，医院的ICU病房、更衣室等消毒严格，可能导致环境菌群多样性下降。
此外，神经系统、代谢、免疫等慢性疾病也与多样性下降有关。
你可以通过在饮食中增加纤维素，从高脂饮食逐渐转为低脂饮食来提高菌群多样性，另外规律运动也可增加多样性。
另外，我们在实际检测中会发现有这样一种情况：
多样性指标虽然很高，但是整体看起来健康总分并不理想。甚至还有很多慢性疾病风险，这是为什么呢？
这种情况可能是核心菌群丰度不够，核心菌群在代谢、免疫等方面都发挥重要作用，一旦核心菌群丰度下降，则可能造成外源物质侵入。感染、旅行等可能会出现这种情况。
看过我们检测报告的可能会发现，报告里有包括肠道致病菌和病原菌，分别代表什么？
<篇幅关系，此处仅展示部分>
肠道致病菌列出了最主要和常见的感染类肠道致病菌。（注意这里重点是肠道）
病原菌中给出的包括几十种人体的致病菌，不仅仅是肠道的。<如果没有检出就没有列出>
病原菌和条件致病菌的区别是什么？
病原菌一般极少存在于健康人的肠道菌群，正常范围很小，条件致病菌一般会在正常人群的肠道内存在，丰度较高或菌群结构单一到一定程度会引发疾病。如大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌正常人群中都会有检出，但当丰度较高是就会导致肠道菌群紊乱或疾病。
报告中如果出现病原菌超标的情况，不一定直接认为有病，需要结合症状。
如果出现相应的腹泻等症状，需要考虑是不是因为这些病原菌导致的。单纯超标如果没有症状只是表面有病原菌摄入，注意一下饮食和生活卫生，无须过于担心。
★ 幽门螺杆菌
为什么在医院检查出幽门螺杆菌感染，而报告中并未显示？
注意：本检测未检出并不代表完全不存在该致病菌感染，可能由于比例或其他因素未能达到检测丰度或未检出。
如果肠道菌群检测报告中检出幽门螺杆菌，是否需要去医院进行幽门螺杆菌呼气检测？
如果肠道菌群检测报告显示该项为超标，且同时存在胃部不适或其他胃酸、胃胀等症状，建议前往医院进行幽门螺旋杆菌检测，及早发现治疗。
★ 沙门氏菌
在食物中毒案例中，通常伴随着沙门氏菌，沙门氏菌粘附到肠上皮表面是发病机制中重要的第一步，并且是其在肠道定植的核心。
关于沙门氏菌的治疗及预防详见：食物中毒一文
扩展阅读：细菌大盘点（二） | 葡萄球菌、沙门氏菌、弯曲杆菌
通过以上部分，我们大概了解了菌群的构成及其扮演的角色，那么我们能利用检测到的这些菌的信息，给我们的健康带来什么帮助呢？
很重要的几个点：
第一，也就是前面所述的，菌群的构成本身就可以反映你的肠道内的环境是不是健康菌群，如果紊乱，它会带来很多的问题，比如说儿童菌群紊乱，可能会营养不良，因为菌群紊乱本身会影响营养吸收。
第二，对病原物的抵抗，也就是说身体是不是比较容易出一些状况，比如说腹泻，感染等问题。
第三，它还会诱发一些长期的慢性疾病，比如说糖尿病，实际上当然饮食是一个问题，但是有一些炎症相关的菌群，会诱发慢性的持续的炎症，从而导致慢性疾病的发展。
这就是我们接来下要讲的，疾病风险这块内容。
目前我们疾病风险检测部分包括16类主要疾病，根据疾病检测准确度和稳定性，我们将检测疾病的水平分为三个等级：低风险、中风险和高风险。
根据每种病的分值，0~0.3归为低风险，0.3~0.5评估为注意，0.5~0.7为中等风险，超过0.7为高风险。
目前报告中提供的疾病均经过大量病例样本检验并且准确率超过90%，虽然不作为疾病的诊断依据，但是其分值的高低仍然具有很强的指示作用。
0-0.3
如果某种疾病的风险值低于0.3以下表明菌群状态提示疾病风险较低，不同身体条件和生活方式下会有0.05的波动。
0.3-0.5
如果某种疾病的风险值位于0.3~0.5之间我们认为属于疾病前期阶段，通过饮食调理和相应的注意就可以降低风险。
0.5-0.7
如果某种疾病的风险值位于0.5~0.7之间表明可能患有该疾病或处于疾病风险阶段，这时候我们建议最好前往医院相关科室进行检查，如果不便前往医院也可根据建议先进行饮食调理和相应的注意，一般一个月后再进行一次检测查看疾病风险是否下降到正常范围，如果仍然较高甚至升高建议最好前往医院复查。
0.7- 1
如果某种疾病的风险值超过0.7表明有很大可能已患有该疾病，且分值越高表明风险越高。因此我们强烈建议去医院进行相应检查并听从医生建议。
注意：本检测目前尚不属于医疗诊断，疾病分值作为提示，低分值不代表完全没有疾病，只表示风险较低，也可能存在一定的未检出。高分值只表示存在很大疾病风险，疾病的确诊和精确诊断需要通过进一步的医疗检查确认。
说到这里，可能有人对以上这个0.3,0.5…这些风险值有所不解，风险值是你们自己确定的吗？如何计算得出这个值的呢？有参考依据吗？
这里我们来了解一下风险值的计算。
通过模型的构建和大规模人群队列的测试和学习，现在大概已经有几十种病，我们可以比较好的通过菌的构成，来预测到底有没有这个疾病。虽然现在它还做不到直接确诊，但它可以起到一个很好的提示作用，以及对病程进展的评估。
那么，具体哪些方面的疾病跟菌群有重要的关系，并且能够用菌群来预测和评估呢？
消化系统疾病
首先当然是消化道疾病，这很好理解，因为菌群本身就在消化道环境内。像肠炎，就包括克罗恩病，溃疡性结肠炎之类的，还有消化性的腹痛、腹胀这些问题，可能是由于菌群的特征变化造成。
炎症性肠病中的菌群失调
详见：炎症性肠病一文
还有过敏性腹泻，有人可能对一些食物过敏，吃完之后会导致一些腹泻，菌群特征变化很明显，包括甚至一些肠道病毒的感染，比如说诺如病毒、轮状病毒的感染。它也会体现出非常特定的菌群变化特征。
在肠道菌群检测报告中，这类疾病风险呈现如下：
上图样本可以看到胃病有中等发现，其备注信息里有填：胃痛，可能要开始注意这方面的疾病隐患，通过饮食等调理一段时间，或前往医院就诊。
★ 胃癌
胃部更严重一点的疾病就是胃癌，胃癌与肠道菌群之间也有很大关系，最近，在“谷禾开放基金项目”中，也有相关论文也已发表。
肠道菌群在区分胃癌患者和健康人方面具有高度的敏感性和特异性，表明肠道微生物群是胃癌诊断的潜在无创工具。
胃炎与胃癌具有某些微生物群特征，化疗降低了胃癌患者的微生物丰度和多样性。乳酸杆菌Lactobacillus和巨球菌Megasphaera，是胃癌的预测标志物。
★ 结直肠癌
现在已经有多项研究表明，通过菌群可以做一个很好的标志物。虽然做不到所有的结直肠癌患者都能够被检出，但是最终的准确率相对来说还是挺高的，甚至比一些，包括肿瘤标注可能还要更高一些。
我们现在大概能做到70%多的肿瘤患者是能被筛查出来。并且准确度其实能够到90%，作为普筛或者健康评估来说，已经是一个比较有效的标志物了。
化疗与手术会大幅降低风险分值，但仍比健康人高。
此外，结直肠癌会经历从息肉到腺瘤到癌症多个阶段，应结合年龄和家族史判断息肉和结直肠癌。
肝胆类疾病
肝脏类疾病，比如说非酒精性脂肪肝跟肠道菌群有相当大的关系。
不同肝病有不同的菌群特征，尤其是脂肪肝的严重程度，肝功能异常的严重程度。
扩展阅读：深度解析 | 肠道菌群与慢性肝病，肝癌
因为菌群会产生大量的刺激代谢物，这些代谢物本身可能会加重肝脏的负担，并且诱发一些肝脏的疾病，但反过来肝脏的代谢能力的减弱和一些慢性肝脏疾病进展又会反映在菌群的构成上，所以它们是相互的。当然也可以用菌群的构成来反映具体肝病的特征。
由于不同阶段肝功能异常，脂肪肝等情况都统一归类在肝病这个大类，因此目前还无法判断确切的疾病分类，后续如果有更多细分疾病的样本用于建模，报告也会随之迭代更新。
代谢类疾病
代谢类疾病，比如糖尿病，肥胖等，都与肠道菌群有密切关联。
★ 2型糖尿病
2型糖尿病的发病率越来越高，也有更多人开始关注菌群与2型糖尿病的关系。很多文献都有报道它们之间的关联性。
2型糖尿病人群中个体微生物群的差异
Cunningham A L et al., Gut Pathog, 2021
在2型糖尿病患者普遍具有相对高丰度的特定属：Blautia、Coprococcus、Sporobacter、Abiotrophia、Peptostreptococcus、Parasutterella、Collinsella。
2型糖尿病患者中，产生丁酸菌特别缺乏，特别是梭菌目，包括：
Ruminococcus、Subdoligranulum，Eubacterium rectale、Faecali prausnitzii、Roseburia intestinalis 、
Roseburia inulinivorans
通过肠道菌群检测，一方面健康人群可以查看是否有患病风险，另一方面如果已经患病人群，也可以查看菌群是否异常，推测是否是因菌群显著变化导致的，从而能进行更有针对性的干预。
肠道菌群检测报告中疾病风险预测如下：
2型糖尿病的检出率相对较高，可以达到95%以上，准确的也较高，可以预测早期糖尿病风险。
★ 肥胖
目前已有很多关于肠道菌群和肥胖之间关系的研究。
人体摄入大量营养素、肠道菌群与肥胖的关系
↑, 增加；↓,减少；NA，不可用；第三列：营养物质和/或饮食基质与肠道微生物群之间的关系
有人说，为什么我们的肠道菌群报告没有判别测试者是否肥胖？
首先，肥胖不肥胖这个症状是肉眼可见的，也就是说测试者自身已经了解，这种情况下用模型来判别没有意义。
而我们更希望通过肠道菌群检测来可以告诉你，可能是什么因素造成的肥胖，饮食结构的，还是某些菌属代谢问题。
通过菌群知道营养构成，以及是否存在一些特定代谢菌的异常，比如说Akk菌，它是一种在一定程度上帮助减肥的菌群。
如果在你的肠道内该菌特别少，那么可能同样减肥，控制饮食，别人一个月假设瘦十斤，你就不一定能达到这个效果。这些都是菌群可以提供的一些信息。
在肠道菌群检测报告中，会列出肥胖正负相关菌群，及其是否超标。
同理，其他各类肉眼可见的症状（包括腹泻、便秘、腹胀、过敏、皮肤状况等）正负相关菌群都会在报告中呈现，此处就不一一列举。
神经系统疾病
听起来神经系统好像没什么关系，但实际上很多肠道菌群能代谢产生大量神经递质及其他代谢产物。
肠道菌群会影响HPA轴的发育，该轴调节压力反应并参与皮质醇的释放。在抑郁和长期处于压力下的人中，HPA轴可能失调，导致过量的皮质醇（一种压力激素）被循环。
肠道菌群的部分代谢物质也会通过免疫系统影响神经系统。促炎性细胞因子的失衡可导致慢性炎症和自身免疫性疾病，通常与抑郁症同时发生。
通过肠道菌群检测，可以了解体内血清素水平及激素水平，同时也可以了解神经系统相关疾病风险，包括自闭症，抑郁症，阿尔兹海默症等。
肺部疾病
宿主，微生物组和环境之间的三重相互作用在健康功能中维持了肺稳态。
Liu NN, et al., NPJ Precis Oncol. 2020
在大量的临床样本数据当中可以发现，肺部感染，包括社区性肺炎，慢性阻塞性肺疾病，通过血氧浓度和全身的免疫反应，一定程度上是可以反映在肠道菌群上。
另外像肺部的感染，比如说在肺炎链球菌之类的感染中，肺部的病原菌可以通过痰或者是呼吸进入到肠道，所以我们在肠道当中是能检测到这些肺部的感染菌，并且随着其严重程度和感染进程，菌群的丰度会越来越高。
肠道菌群检测报告中也有对肺部相关疾病风险提示。
免疫疾病
肺部感染会出现咳嗽等症状，但咳嗽不一定仅是肺部感染，也可能是哮喘。
★ 哮喘
在哮喘中，微生物群是导致肺和肠道之间相互作用的重要因素。肠道微生物可以影响肺部的免疫反应，而肺部刺激可以导致肠道反应。
在一项研究中，来自加拿大的三个月大婴儿哮喘高风险的粪便样本中观察到 Lachnospira, Veillonella, Faecalibacterium, Rothia显著下降。这种菌群特征在1岁时不再明显，同时伴随着粪便乙酸的减少和肝肠代谢物失调。
肠道微生物对哮喘的影响部分是由细菌代谢物介导的，1岁时粪便中含有大量丁酸和丙酸的儿童，其特应性敏感性明显降低，3至6岁之间哮喘的可能性较小。此外，哮喘患者的粪便中Akkermansia muciniphila 菌水平均有所降低。
★ 过敏
已知的婴儿期与过敏性疾病相关的微生物群改变如下：
Diego G. Peroni et al, Front.Immunol. 2020
肠道菌群检测报告中有列出与过敏正负相关菌群，及是否超标。
< 篇幅关系，此处仅展示部分 >
菌群生长需要养分，它的食物来源取决于你的肠道，有句话叫：you are what you eat （在我们这篇文章中有详细解释它们之间的关系 深度解读 | 饮食、肠道菌群与健康）。
也就是说，你吃的食物会帮助构建你的专属菌群。有的菌擅长代谢碳水化合物，有些菌擅长代谢脂肪，所以饮食结构不同，也就是食物来源比例不同，最后会塑造不同的菌。
那反过来，如果知道你的菌群的构成，就可以相对数量化的去了解你的饮食构成，包括营养摄入具体是什么样子，所以菌群很大的另外一个作用就可以反映你的营养饮食摄入状况。
这部分内容在我们报告中的呈现如下：
那么这里可能又会有疑惑，以上这些数值是什么意思，如何计算的呢？
不同的细菌有不同的代谢能力，需要不同的营养物质进行繁殖。通过评估特定营养供给下的偏好菌群的比例，即可反映不同营养物质的摄入比例。所以报告中的主要营养代谢分值评估的是主要营养物质摄入的比例在人群中的分布水平。
因此不会出现所有主要营养物质均高或均低的情况，也因此主要营养指标的最佳分值在70，且更关注不同营养物质的均衡性。
单项营养物质的分值低于5，表明摄入比例在人群中属于最低的5%，评估为缺乏，低于15评估为偏低。
而如果某项指标达到或超过95，则表明该项可能摄入比例偏高，通常对应会有其他营养成分较低。只需要针对性的增加缺乏或偏低的营养成分摄入，维持不同营养成分相对一致即达到营养均衡的目标。
为什么会出现所有的营养指标都很低？
这可能是菌群失调引起的。营养指标的评估是基于菌群构成特征和菌群代谢生成特定营养素的途径来评估的，如果菌群结构异常，将导致后续的预测失常，例如大量氨基酸都评估缺乏的情况。
这时候需要先调节菌群，等菌群指标恢复到一定水平后再次检测，评估营养指标。
我们日常摄入的除了上一小节提到的宏量营养素之外，还包括微量元素和维生素等。有些维生素比如说B族维生素中有相当一部分，甚至百分之六七十需要通过肠道菌群对初始原料进行代谢之后才会产生，也就是说有些细菌会代谢我们食物中的一些成分，转换成B族维生素。
而你的菌群构成和代谢B族维生素的能力，会直接决定是否缺乏该类维生素。当然也有部分受基因影响，因此肠道菌群相应的基因和代谢途径的丰度水平也会直接反映这些维生素的摄入水平。
总的来说，菌群在这其中起重要作用。在我们报告中呈现如下：
微量营养元素和维生素的评估分值与主要营养物质不同，是通过调查人群的单项营养成分水平，然后寻找与该项成分异常相关的菌群，并基于这些菌群和代谢途径计算丰度并转换为人群分布后的值。
简单来说，报告中的微量营养元素的分值即代表该营养元素的摄入水平。
菌群检测营养状况与血液检测有什么区别吗？
通过肠道菌群评估的维生素一般反映一段周期内的维生素状况，因为肠道菌群在没有突发疾病的情况下相对稳定，受一段周期的饮食影响为主，一般是2周。B族维生素是水溶性维生素，每日摄入后会通过尿液代谢排出，通过血液检测，不同时间检测波动较大。
菌群评估营养和血液检测营养趋势是一样的，在极端缺乏和极端过量是吻合的，中间档可能在数值上不是完全吻合，血液反映的营养水平比较及时。
★
当了解了体内的营养素和维生素是否缺乏，以及哪方面的缺乏，就可以进行有针对性地补充。菌群也是需要营养物质的，这就离不开我们的日常饮食，那么该如何补充呢？
我们的肠道菌群检测报告中有个体化饮食推荐表。
<篇幅关系，此处仅展示部分>
以上食物推荐表是怎么来的？
这是经过综合考虑疾病风险和营养缺乏状况计算得到的。主要是计算每种食物的营养构成与目前营养状况的匹配度，以及特定疾病需要避免的食物。
该表推荐的食物分数从-100~100，排序为不推荐到强烈推荐，日常饮食可以参考这个推荐表。推荐分值，表示基于目前的菌群和营养状况对食物的推荐指数，正数分值越大，建议优先选择，同时也是对改善最有帮助；负数分值越大，并不表示不能吃，而是目前状况下不优先推荐或尽量少吃。
p.s. 如果有特殊疾病需要忌口的，优先遵医嘱。
该表包括几百种日常食物，如下图。
<个体化饮食推荐，建议用电脑查看，目前手机端展示不太美观>
对于长期调理菌群而言，饮食无疑是最主要的驱动因素之一。
下一步我们将利用更全和详细的菌群结构，食物营养，人群膳食构成以及营养数据库推出个性化膳食营养升级方案，特别会针对个别菌属的异常和失衡状况以及营养元素异常和缺乏问题。
前面章节我们知道，通过菌群可以反映你的饮食状况，那么反过来，如果你吃了一个东西，会对菌群检测造成影响吗？是不是菌群就变了，那检测就不准了？
这也是比较重要的一部分，也就是肠道菌群检测的准确性，它能允许多大范围内的变化？什么因素会影响？
其实，菌群变化算快，也不算快。饮食对菌群是有一定影响没错，但这种影响呢，一般来说是前一天的饮食会影响第二天的菌群结构的百分之十几，也就是说，假设你昨天吃大餐，大量吃肉，蛋白摄入非常高，而你之前是以碳水化合物为主的，那么第二天饮食当中，你的蛋白质相关的这部分菌的比例可能会有15%，最高到20%可能会有，但一般来说是在15%以内，会有一个波动。
然而，总体的核心菌群构成，不会因为你今天一顿大餐，就直接从素食的变成肉食的菌群结构，核心菌是相对稳定的，那么多久会发生变化呢？
一般来说坚持两周，饮食结构的变化，核心菌群就会发生一个迁移改变。但两周只是一个短暂的周期，如果你两周后又换回先前的那种饮食方式，菌群也会随之改变到之前的状态。那要怎么样才能持久改变菌群呢？
这个时间线可能要拉长到两个月。
这是在我们的菌群干预中，很多人会遇到的一个周期性的问题。也就是如果你想有效改善菌群，至少需要两周会见到相对明显的菌群结构变化，那如果把干预延伸到持续两个月的周期，甚至是持续干预周期更长，那效果会更好。
取样前饮食会不会造成影响？
前面我们知道，菌群会受检测前一天饮食的影响，造成15~30%的菌群改变，同样也会反映在营养状况的评估上，因此建议检测前一天尽量保持近期正常饮食，这样能更好的反映真实的营养饮食状态。
此外，如果你是在调理一段时间后再次检测，想要和上次比较的话，最好在检测前保持饮食大体相似（意思是不要突然吃和平时不一样的食物或者吃完大餐后取样）。
取样过少会怎么样？
取样不能太少，如果太少的话，可能会影响DNA提取，另外会导致一些低丰度的菌检测不到。
取样过多会怎么样？
如果说取样太少导致样本不合格可以理解，那么取样过多为什么也会有问题呢？
我们的采样管中有保存液，可以将菌群固定在采样的瞬间，但是如果取样过多的话，可能导致部分粪便无法完全溶解于粪便，这部分样不能正常保存可能会使其中的大肠杆菌等兼性厌氧菌开始在管内繁殖。
正确合格取样量（黄豆大小，约200mg，如果是稀便，反复沾取）
只需棉签沾取少量，混匀于保存液，固体粪便取样不能超过管子1/5体积（右图刻度线）。且保存液带有粪便颜色即可。（右图所示）
详见：肠道菌群取样方法
注 意 事 项
如3天内使用过抗生素类、质子泵类胃药、阿片类精神药物请停药3天后进行检测（如果长期服用某种药物，如降压、降血糖药等，不建议停药，检测反映的是用药控制的菌群和身体状况）。
感冒、腹泻或其他症状期间不影响取样，拉稀或稀便可以用棉签反复沾取粪便至取样管。
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总的来说，取样虽然很重要，但也只是其中一个环节。每一个样本的结果呈现都凝聚了我们与你共同的努力。那么，从取样到结果报告呈现的那一刻，中间经历了什么？
在你取完样之后，把样本用快递寄到我们这里之后，它会经历提取->测序->分析->报告到你手上。下图绿色标注部分是你需要完成的。
近年来，我国将全面健康和预防作为国家重点领域。我们致力于将信息技术（IT）与生物技术（BT）相融合，发展推动肠道菌群基因检测进入成为精准和预防医学时代下的“生命健康新基建”，尽管目前的菌群检测，包括疾病关系，算法，数据库，后端干预均在成长积累阶段，但是菌群检测正在进入大数据时代，菌群基因中蕴藏海量对人体生命和健康的重要数据，我们致力于将这些数据和实际应用相结合，最终转化为疾病预防、改善健康的有效方案。
前沿技术正在不断创新发展，报告也在迭代更新中，谷禾肠道菌群健康检测在辅助判别慢病风险、精准营养、亚健康管理、临床治疗干预中显示出其广泛的社会需求和指导价值。
你问我答
不同部位间的样本（如前段/中段/后段），检测结果差异性有多大？
答：会有不同的，不过主要反映在具体的菌种丰度上，有无这种菌的差异不大。另外慢病的评估也影响不大慢病模型中使用了高维特征，丰度的变化波动对结果的影响没那么大。营养和代谢部分受菌群丰度影响相对大一些，同一个人的前后两天的取样最大可能有15%左右的差异。
肠道菌群在肠道内不同部位以及粪便的不同部分其实都存在差异，含水量、连续几餐的饮食构成和排便周期的长度都会对菌群各个菌种的丰度造成影响。单纯从绝对丰度上来看是一个动态变化的过程，各个菌属在继承之前的构成比例的情况下因各种因素的变化增长或降低。因此并不存在一个绝对的菌群构成以及完全准确的单一指标。肠道菌群检测获取的丰度含量本身信息量很大，但是稳定性和一致性并不很高。
更高层级的菌群相对比例顺序则相对稳定一些，之后具体包含的菌种也相对稳定。目前我们使用的疾病预测模型主要通过高维的菌群结构特征，并不单纯依靠每个菌的绝对丰度来评估，稳定性很高。针对一些特定的病原菌或问题菌，需要通过与人群范围比较，在正常范围内并无问题。
日常多添加有益菌或益生菌的酸奶，可以改善肠道菌群状况吗？
答： 大范围人群调查显示添加益生菌的酸奶可以改善肠道健康，但效应因人和状态而定。总体而言我们支持服用益生菌酸奶有益，但需要注意酸奶饮料可能包含果糖，游离糖等，其作用仍然非常有限。
同一份样本，不同批次的实验环节如上机测序，差异有多大？这种差异率是否有一个范围呢？
答：不同批次上机影响很小，菌群数据相关性不低于98%。我们会在每轮设置一个阳性对照，一个上轮检测样本对照，一个阴性对照。评估污染，轮次比对。理论上不同的实验室，扩增引物，方法都会带来对不同菌丰度的系统误差，我们尽力保证本实验体系下各个轮次之间最小化的实验误差。另外使用的引物是经过大量验证的标准化引物。
实际患者建不建议送检，我们这个产品主要针对健康体检，还是也可以辅助诊断和预后治疗呢？
答：产品主要针对健康体检，如果临床诊断判断可能菌群异常或疾病症状与菌群相关，产品可以通过菌群检测提供临床参考，用于辅助诊断和治疗方案的评估。产品关于疾病和菌群相关指标的评估仅限于菌群相关方面，以临床诊断为准，不适用于单独使用产品进行疾病诊断。
抗生素是如何影响菌群的，菌群的敏感性和抗性基因是什么？
答：广谱抗生素会杀死细菌，但是部分细菌在抗生素选择或滥用的情况下会在抗生素靶点基因产生突变或携带耐药基因，从而对特定抗生素产生耐药。不同菌目前的耐药菌比例以及携带的耐药基因水平不同，对应的抗生素耐药水平和种类也有不同。
有在吃富含某种事物或者相关营养素，为什么报告显示缺乏？
答：营养指标的评估是基于菌群构成特征和菌群代谢生成特定营养素的途径来评估的，直接的营养素补充会反映在相关菌群构成上，但部分营养素因为吸收部位不同以及菌群代谢途径上下游的影响，预测可能有一定差异。另外菌群构成异常的情况也会导致营养指标预测失常，如大量氨基酸都评估缺乏的情况。
有人说长期服用益生菌，会让肠道自己产生的益生菌的能力减弱或者可以说是肠道自主平衡的能力减弱，不能长期服用。这种说法是否有依据？长期服用一种益生菌，也容易产生耐药性，那么是否建议定期更换或者调整益生菌的菌种和数量呢？
答：持续服用单一或特定组合的益生菌确实会存在效力减退的情况，主要是菌群具有适应性，如果不配合生活方式和饮食结构的改变，会较快失效。可以根据菌群检测结果来调整益生菌的方案。
样品的稳定性对于那些数据的影响是比较大的哪些是影响比较小的？
答：越是直接和具体菌相关的指标变化越快越大，和菌群结构相关的指标，比如一些慢病风险还有总体饮食结构一类的变化较稳定。
从波动性排序来看，具体菌丰度>多样性>微量营养（锌 铁 氨基酸 维生素）>消化道疾病风险评估 （受当前状态影响较大）>肠龄>宏量营养素（碳水 蛋白 脂肪 纤维素 乳制品）>抗生素水平 >菌属是否出现>其他慢病风险
中大龄儿童小孩检测到自闭症风险高，如何解读?
答：肠道菌群在1-3岁期间主要是菌群发育滞后会影响神经发育和营养，3~6岁左右菌群参与的神经递质代谢异常会加剧自闭症的程度，但这个年龄段已有的神经发育滞后不光靠菌群改善就能解决了。
所以如果是0~2岁的如果这个风险值较高，不管有没有症状都建议改善菌群。如果是3~6岁甚至6岁以上，如果就风险值高没有相应的神经或行为异常，就问题不大，可能是菌群代谢构成不太好，不会导致自闭症的。如果有症状那改善菌群有助于改善症状。
肠道菌群平衡，为何多样性指数是低的？
答：菌群平衡和多样性指数是2个不同指标；
多样性仅仅评估肠道菌群的种类数量和丰度分布，与具体是有益和有害无关。多样性主要与饮食摄入，药物如抗生素类以及疾病状态有关。
菌群平衡对应的异常称为肠道菌群失调，临床上有I度失调和更严重的II度失调。大便常规检查是通过显微镜下观察统计染色细菌中杆菌和球菌以及革兰氏阴性和阳性菌的比值是否超标来判别的。本报告同时提供了另一评估算法，通过有益菌/有害菌的总体情况来评估菌群平衡状态，低于2为重度失衡，低于5为失衡，同时分值也提示菌群平衡水平，越高越正常。
菌群失衡如何调整？
从菌群失衡的评估角度来看，首先就是快速增加有益菌特别是双歧杆菌的丰度可有效改善该项指标。因此临床上通常提供多联的益生菌制剂来快速补充益生菌，可以短期有效改善菌群平衡比例。
菌群平衡和多样性分值都高的，但是肠道年龄预测比实际大，年龄预测模型是不参考多样性和平衡性参数的？
答：肠道年龄是靠机器学习和人群大队列做的，不是只根据菌群平衡和多样性，每个年龄段都有核心和标致的菌群特征，比如婴儿的双歧杆菌，老年人瘤胃球菌等，这几个指标都是表征菌群的状态和健康的。
END
声明
谷禾专注于提供肠道菌群基因检测和基于此的健康评估咨询，肠道菌群对人体健康的影响和关联性已被广泛研究和认可，但基于对健康的慎重和法规，谷禾重申其提供的肠道菌群基因检测目前不用于临床疾病诊断，仅作为菌群状况构成检测和健康评估以及基于菌群的科研。分析报告中疾病风险和健康相关评估来自于公开研究数据和谷禾构建的大人群队列数据分析的预测评估结果，涉及临床诊断和医疗建议请遵照临床诊断和医生的医嘱。由于技术进步和样本数据不断积累，报告中可能存在尚未完全涵盖的因素或状况，不可避免的存在一定概率部分风险未被完全检出的情况。
谷禾健康
宝宝如果出现以下症状，家长要注意了，有可能是发育迟缓！
发育迟缓并不仅仅指身高体重不达标，还包括许多方面，比如说，智力发育迟缓，语言障碍，运动发育迟缓，心理发育迟缓等。
儿童发育迟缓会带来许多不良后果，然而很容易在早期被忽视。说话比同龄孩子明显晚几个月，一直不怎么会走路的情况出现，一部分家长还认为，等孩子长大慢慢就好了，这有可能会错过孩子的最佳干预期而遗憾终生。
《中国0-6岁儿童营养发展报告》指出：儿童早期特别是从胎儿期到出生后2岁（生命早期1000天），是决定其一生营养与健康状况最关键时期。
因此在发育迟缓的信号出现时，最好能抓住这段时间及时进行合理干预。
那么问题来了，如何进行干预？
不会走路就强加训练？
不会说话就多沟通练习？
……
很多类似的干预手段花费很多时间精力，可能会有一些效果，但也可能效果并不理想。
我们之前有讲到过发育迟缓的原因有很多，可能是神经内分泌和激素因素、儿童早期腹泻和其他感染频繁、环境肠道功能障碍、环境毒素和遗传因素等。
可以发现这些原因更多的是生理性病因，比如说肠道感染，而在这种情况下，干预如果只是从行为上施加外力进行纠正，可想而知，收效甚微。
临床上，很多寻求治疗的发育迟缓患儿同时伴有类似腹泻，便秘等肠道问题，这其中有着许多关联。
多项研究表明，一个不成熟的肠道菌群可能导致生长迟缓。尤其是，肠杆菌科的异常高患病率持续超过6个月的似乎与生长迟缓有关。肠杆菌科以外的细菌，如链球菌，也可能直接造成有害影响。
也就是说，发育迟缓和肠道菌群的变化有关联。
通过肠道菌群健康检测，可以去寻找可能与发育迟缓相关的因素，从而从根本上去解决问题。
来看两个关于利用谷禾肠道菌群健康检测进行发育迟缓干预的案例。
年龄：9月龄 性别：女
临床主诉
2020年10月起，间断睡眠不安，入睡后上半夜哭闹；
2021年3月初，下半夜也偶尔哭闹。白天睡眠质量一般，有时容易醒，抱睡。
2020年11月底添加辅食，大便两天一次，一个月后，因辅食渐变粘稠，大便3～4天一次（临床判断为便秘），现在，4天一次，有过2次5天一次，辅助开塞露。
Gesell评估表明存在应物能、言语能存在明显落后。
*格塞尔婴幼儿发展量表（Gesell Developmental Schedules）由美国耶鲁大学的A.格塞尔及其同事制定的婴幼儿发展测量工具，是心理学界、医学界、教育界公认的经典量表。主要诊断4个方面的能力：动作能、应物能、言语能、应人能。
临床上考虑到可能肠道菌群存在问题，进行肠道菌群检测，结果如下：
患儿肠道菌群存在明显失衡，以革兰氏阳性细菌比例过高、潜在致病性高为主要特征。
进一步分析发现，该患儿存在大肠埃希氏菌感染、酵母菌感染、宋内氏志贺菌超标及产气荚膜芽孢杆菌为主的菌群感染问题。
关于真菌感染可以详见这篇文章：最新研究速递 | 肠道真菌与健康和疾病有关
大肠埃希氏菌（Escherichia coli）
大肠杆菌是短杆菌，两端呈钝圆形，属革兰氏阴性菌。
大肠杆菌的生化代谢非常活跃。大肠杆菌可以发酵葡萄糖产酸、产气，个别菌株不产气，大肠杆菌还能发酵多种碳水化合物，也可以利用多种有机酸盐。
大肠杆菌具有三种硝酸盐还原酶和三种一氧化氮还原酶。因此，大肠杆菌菌株能够将不可发酵的营养物/硝酸盐转化为可发酵的硝酸盐。
更多关于大肠埃希氏菌的介绍详见：细菌大盘点 | 大肠埃希氏菌、血链球菌、李斯特菌
宋内氏志贺菌（Shigella sonnei）
宋内氏志贺菌是兼性厌氧革兰氏阴性细菌，是一种乳糖发酵细菌，可引起痢疾。
可以逃避人类免疫系统中的TLR-5（toll样受体）.
相关疾病症状：痢疾，包括直肠出血，腹泻，发烧等。
除了引起志贺氏菌病外，它还可以引起菌血症，尿路感染，外阴阴道炎，直肠脱垂，反应性关节炎和其他各种并发症。
Shigella sonnei 毒力决定因子
产气荚膜梭状芽胞杆菌（Clostridium perfringens）
革兰氏阳性细菌，是嗜温菌，最适生长温度为37℃，产生内生孢子的非运动性菌。通过无氧呼吸产生能量，使用硝酸盐作为其电子受体。是人类正常肠道菌群中的一种，条件致病菌，导致许多胃肠道疾病，严重程度从轻微的肠毒血症到致命的气性坏疽。
还具有进行糖酵解和糖原代谢所需的所有酶，利用各种糖酵解酶将糖化合物分解为更简单的形式。
相关疾病症状：
食源性疾病（食物中毒）的最常见原因之一。
大多数感染了产气荚膜梭菌的人在食用受污染的食物后6至24小时内会出现腹泻和胃痉挛。这种疾病通常突然发作，持续不到24小时。
这种感染通常不会引起发烧或呕吐。
再来看谷禾检测报告中关于疾病风险评估这块：
疾病风险分析也提示存在神经行为发育异常、炎症性肠病风险；
同时存在B1、B12为主的B族维生素缺乏问题；膳食纤维、锌、其他多维生素缺乏等问题。
读完以上肠道菌群检测报告内容之后，医生给出临床治疗方案。
临床治疗
抗肠道感染治疗；
抗真菌感染治疗（备选方案）；
补充维生素B治疗；
益生菌补充；
治疗初步完成后：
临 床 反 馈
Gesell评估该患儿神经系统发育进步明显；
对人反应好，现有较好追视；
社交行为明显增多且改善；
大运动改善；
共患睡眠问题、便秘问题明显解决。
目前还在治疗期，等待复查中。
年 龄： 1岁6月龄 性 别： 男
临床主诉
临床诊断体格发育迟缓：LAZ= -2.87；
HAZ= -1.93；WAZ= -0.91；
骨密度对年龄Z分数= -0.47；
Gesell评估精神发育正常；
共患病：便秘腹泻交替；
存在严重食物不耐受情况。
* HAZ（LAZ）——身高 / 年龄 Z评分
WAZ——体重 / 年龄 Z评分
发育迟缓的儿童LAZ值从出生到18至24个月之间通常会下降到最低点。
临床上考虑到可能肠道菌群存在问题，进行肠道菌群检测，结果如下：
患儿肠道菌群存在明显失衡，以多样性极低为主要特征。
变形菌门扩张。
泛菌属病理性滋生。
泛菌属 pantoea
泛菌属 pantoea 是肠杆菌科中一种黄色杆状革兰氏阴性菌。从多种环境中分离出来，与植物、昆虫、人类和动物有关。泛菌通常被认为是一种植物致病菌，但最近的证据表明，泛菌经常从医院环境中分离出来，目前关于泛菌在人类疾病中的作用存在相当大的争议。
Alyssa M. Wet al，EMS Microbiology Reviews，2015
有研究认为，通过污染医疗器械和肠外（静脉）营养、吸入有机粉尘、接触有机物质的伤口或自然围产期，将细菌引入患者体内。泛菌被认为与一些疾病包括脓毒性关节炎、骨髓炎、菌血症和败血症，以及腹膜炎等有关。
然而，一些研究认为，这些和许多其他被标记为Pantoea菌株的临床分离株实际上被错误识别了，一项研究表明，临床和动物分离的Pantoea菌(最常见的是P. agglomerans)实际上属于其他Pantoea种，甚至其他属，如肠杆菌。
存在炎症性肠病为主的疾病风险，以及严重的肠道营养不良问题。
营养指标的评估是基于菌群构成特征和菌群代谢以及大队列人群膳食营养调查来评估的，严重的菌群失调构成异常会影响营养指标预测模型，比如大量氨基酸都评估缺乏的情况，这种情况建议优先调整好菌群再检测。
临床治疗
抗菌重建肠道菌群；
氨基酸奶粉；
益生菌补充；
特殊食疗（参考了2019年Jeffrey I Gordon课题组针对SAM问题的菌群靶向饮食，具体操作中选择了孩子不过敏但是营养价值较高的合适食物）
治疗初步完成后，复查结果如下：
患儿菌群构成、感染状态、营养状态均得到明显改善。
临 床 反 馈
临床诊断体格发育迟缓：
LAZ=-0.81；HAZ= -0.22；WAZ= 0.14；
骨密度对年龄Z分数= 0.07；
体格发育改善明显；
Gesell评估精神发育正常；
共患病：抗生素治疗后再未见腹泻，但偶见便秘。大便由绿转黄色条状，气味可。
仍然存在食物不耐受情况。
随着肠道健康产业的不断发展，市面上的益生菌种类越来越多，然而我们依然可以看到，很多人只是盲目补充，并不知道什么才是适合自己的益生菌，也不知道是否应该补充。简单粗暴的方式带来更多的是不确定性。
有大量文献研究数据支撑，我们将肠道菌群健康检测与临床案例相结合，将肠道菌群健康检测应用于发育迟缓儿童的干预，在上述案例中显现其应用价值。
在上述案例中我们可以看到，基于肠道菌群健康检测，其干预手段并不仅仅是益生菌的补充，也包括其他多种方式的配合，如维生素的补充，食疗等，因此肠道菌群健康检测并不局限于某种菌是否超标。通过多维数据模型分析，可以为临床干预带来更多角度的思考。
当然，在现有的基础上，也需要更大样本量和更多的临床积累。未来我们会加大投入力度，充分发挥其应用价值，同时也会为大家带来更多的案例参考。
温馨提醒
如果发现有发育迟缓的征兆，请及时就医并进行干预，等超过3岁之后，效果就可能不太理想哦~
最后，愿所有宝宝都能健康成长。
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谷禾健康
克罗恩病(CD)是一种慢性消化系统疾病，会引起消化道炎症和损害。
该疾病属于称为炎症性肠病（IBD）的一组病症，是一种慢性、免疫介导的肠道炎症疾病，其特征是反复发作的肠道炎症和不可逆的消化道损伤累积。
据Meta分析估计 ，中国克罗恩患病率为每10万人2.29例，发病率为每10万人0.848例，在美国约有780,000人患有克罗恩氏病近年来呈快速上升趋势。目前，在临床上，克罗恩病无法治愈，需要创新的治疗方法和药物控制疾病的进展，减少并发症，提高患者生活质量。
克罗恩氏病无法治愈，但有许多治疗方法可帮助治疗其症状，包括症状缓解和黏膜愈合。但是，很多患者对当前可用的治疗方案效果欠佳。克罗恩病的治疗仍存在巨大的未满足需求。
克罗恩病有几种不同类型，按受影响的消化道面积分类。
结肠结肠炎是克罗恩病最常见的形式，它影响小肠（回肠）和大肠（结肠）的末端。
回肠炎这种克罗恩病仅影响回肠。
克罗恩氏结肠炎又称肉芽肿性结肠炎，这种疾病仅影响结肠。
胃十二指肠克罗恩氏病这种形式的疾病会影响胃部和小肠的始端（十二指肠）。
空肠回肠炎这种克罗恩氏病涉及小肠（空肠）上半部分的炎症。
没有两个人会以完全相同的方式经历克罗恩病。
不同人的症状将取决于肠的哪些部位受到影响，疾病的进展程度以及治疗的效果如何。
大多数患有克罗恩氏病的人在小肠和大肠（结肠）都会发炎，这通常会引起腹泻，腹痛或绞痛。
其他常见的消化系统症状包括直肠出血，恶心或食欲不振，急需排便和便秘。
克罗恩氏病还可能导致体重减轻，疲劳和消化系统以外的症状，例如关节痛，眼睛发红或发痒，以及皮肤发红或起伏不定。
定义克罗恩病的持续炎症和肠壁损伤可导致许多并发症。这些并发症大多数会影响消化系统，但有些可能发生在身体的其他部位。
一种常见的消化系统并发症是肠梗阻，当炎症导致疤痕组织积聚并缩小肠道区域时，会发生肠梗阻。
其他消化系统并发症可能包括肛门撕裂，感染袋，营养不良，甚至结肠癌。
患有克罗恩病的人罹患某些轻度肝病的风险较高，包括脂肪肝疾病，肝炎和原发性硬化性胆管炎（PSC），这种疾病的特征是肝脏的胆管系统发炎。
不太常见的克罗恩氏病会引起身体其他部位的并发症，例如口腔，关节，皮肤和眼睛问题。它也可能在怀孕期间引起问题。
克罗恩氏病是肠易激症的一种形式，这是一个总括性术语，用于描述涉及消化道慢性炎症的疾病。IBD的另一种主要类型是溃疡性结肠炎，其特征在于慢性炎症和结肠和直肠内壁的溃疡。
同样重要的是不要将克罗恩氏病或溃疡性结肠炎等肠易激病与肠易激综合症（IBS）混淆。这两种情况听起来相似，甚至有一些相同的症状，但有很大的不同。
截止目前，克罗恩病的发病机制仍然不明。目前主流的观点认为，肠道上皮细胞，IgA以及肠道菌群为代表的 三大因素是导致克罗恩病发病的主要因素之一。例如中国科学院微生物研究所张福萍课题组发现，致病菌感染对该小鼠的影响要比野生型明显，其炎症性肠病（包括克罗恩病）的表现更加强烈，说明这一敏感基因的突变导致宿主中肠道菌群的平衡被破坏，肠道内环境的稳态发生改变。
诊断克罗恩氏病的第一步是完整的病史，体格检查以及一系列测试以诊断克罗恩氏病并排除可能引起类似症状的其他疾病。这些包括肠易激综合症（IBS），乳糖不耐症和溃疡性结肠炎。
在体格检查期间，医生还可能会检查您的腹部是否有腹胀，肿胀以及疼痛或触痛的斑点。
诊断克罗恩氏病通常需要进行其他检查，其中包括：血液检查，粪便检查，结肠镜检查，上消化道（胃肠道）内窥镜检查，无线胶囊内窥镜检查以及X射线和CT（计算机断层扫描）扫描等影像学检查。
粘膜愈合是治疗克罗恩病的主要目标，但有些病人无法进行整个小肠的内窥镜评估。目前越来越多的科学研究表明克罗恩病与肠道菌群密切相关，且肠道菌群或可用于预测克罗恩病患者的小肠粘膜愈合。
接下来我们分享一下谷禾肠健康道菌群检测在克罗恩病患者预测和治疗用药康复评估方面的案例：
男，46岁 ， 2020年确诊为克罗恩病
2003年怀疑克罗恩，未确诊，经治疗后得到改善，后持续肠镜检查未显示溃疡平时感觉良好，吃多了肚子容易不舒服。2020年因肠道出血住院，肠镜检查发现回盲瓣溃疡，病理检查确诊为克罗恩病，阿达木单抗治疗。治疗前后分别留取粪便进行肠道菌群检查。检测结果如下所示。
治疗前肠道菌群检测评估
治疗前肠道菌群健康总体状况：
总体健康评分：23分（总分100分），其中菌群，慢病和营养状况份值菌比较低
治疗前肠道菌群结果显示肠道菌群II度失调，菌种数量少，只检测124种，远低于这个年龄段人群的菌种数量（造成菌种数量少原因可能是饮食单一，用药或者长期的疾病状态），有益菌不足，有害菌过多，致病潜力高。此外多个菌群评估指标均显示欠佳。
多项病原菌超标，如：
大肠埃希氏菌Escherichia coli、血链球菌Streptococcus sanguinis和痢疾志贺氏菌Shigella dysenteriae超标。
接下来，我们逐一来看这些超标菌的作用。
1. 大肠埃希氏菌
革兰氏阴性菌，于 1885 年首次被发现。
大肠杆菌是条件致病菌，在一定条件下可以引起多种疾病，如腹泻，肠炎，尿路感染，呼吸道感染、菌血症和其他临床感染（如新生儿脑膜炎）。
致病机制
克罗恩病中，粘附侵袭性大肠杆菌对宿主细胞的侵袭作用（下图）。回肠粘膜的异常定植是由粘附侵袭性大肠杆菌与肠上皮细胞相互作用引起的。
Mirsepasi-Lauridsen HC,et al., Clin Microbiol Rev.2019
溃疡性结肠炎中，弥散粘附性大肠杆菌感染（下图）。弥散粘附性大肠杆菌通过细菌识别衰变/加速因子（DAF），癌胚抗原相关细胞黏附分子CEACAM1或CEACAM6（通过Afa / Dr CEA粘附素）来启动其与完全分化的上皮细胞的相互作用。
Mirsepasi-Lauridsen HC, et al., Clin Microbiol Rev. 2019
2. 血链球菌
属革兰氏阳性，无孢子形成的兼性厌氧菌。像其他链球菌一样，血红链球菌的细胞分裂沿单个轴发生，从而形成链球或成对链球菌。血红链球菌是一种共生细菌，广泛分布在口腔中，主要是牙齿表面，口腔粘膜的表面和人唾液。
致病机制
血链球菌最初的附着是由它的毛和粘附素促成的，葡聚糖和eDNA的产生促进血链球菌生物膜的成熟。流行病学研究表明，血链球菌可能抑制龋齿的产生。体外研究表明血链球菌和变形链球菌之间存在竞争，变形链球菌是最常见的致龋物种。
Zhu B,et al., Future Microbiol. 2018
16S rRNA测序结果表明，血链球菌可能与牙周健康有关。与患病的龈下微生物组相比，健康人的血链球菌的丰度显著增加。
然而，体外研究表明，血链球菌也可能促进后续与牙周炎相关的病原体附着。血链球菌与牙周炎相关病原体的相互作用。
这里提示我们“病从口入，牙好身体好”，并不是空话，多数的慢病患者均有口腔或牙周病问题。
3.痢疾志贺氏菌
革兰氏阴性细菌，兼性厌氧，不运动。
痢疾志贺氏菌产生志贺毒素，引起细菌性痢疾或志贺氏痢疾。接触细菌后1至2天开始出现症状。志贺菌病的症状包括：
腹泻（有时带血），发热，肚子痛，粪便稀少，含有粘液，脓液和血液。即使排空也感觉需要排便。与患者描述的症状接近。
炎症性肠炎以及肠道病毒感染在内的多项疾病风险评估显示中高风险，炎症性肠炎分值为0.83
治疗方式
阿达木单抗治疗，同时结合肠道菌群检测结果补充益生菌，调整饮食结构和生活习惯。
|修美乐（阿达木单抗注射液）是目前中国首个可以用于治疗克罗恩病的全人源抗肿瘤坏死因子（TNFi）单克隆抗体。
治疗6个月后肠道菌群检测评估
健康总体评估和肠道年龄：
治疗后肠道菌群总体情况：
治疗后病原菌检测：
治疗6个月后患者无再次出血情况，感觉良好，肠道菌群结果显示肠道菌群基本恢复平衡，有益菌虽仍偏少，但较治疗前增加，有害菌数量较治疗前减少，原来超标的病原降低或者消失。
包括炎症性肠炎在内的多项疾病风险较之前显著下降，炎症性肠炎分值仅为0.38。
其中炎症相关指标显示（治疗后）：炎症指标，白介素6，钙卫蛋白和高敏C反应蛋白均恢复正常。
炎症相关指标前后对比
治疗前：
治疗后：
可以看到明显改善。
我们再看，这些炎症指标发挥什么作用。
白介素6
白介素6 ( IL-6) 是细胞因子网络中的重要成员，是一种功能广泛的多效性细胞因子，炎症反应发生后，IL-6率先生成，产生后诱导产生CRP和降钙素原（PCT）生成。如在发生感染、内外伤、外科手术、应激反应、脑死亡、肿瘤产生以及其他情况的急性炎症反应过程中会快速产生。IL-6参与许多疾病的发生和发展，其血液水平与炎症、病毒感染、自身免疫疾病密切相关，它的变化比高敏C反应蛋白更早。
IL-6分泌或基因表达异常往往可导致一系列疾病的发生，在病理状态下IL-6可大量分泌进入血液循环，检测IL-6对于了解病情、判断预后都有非常重要的意义。
钙卫蛋白
钙卫蛋白是钙卫蛋白是一种来自于中性粒细胞分泌的钙和锌结合蛋白，广泛分布于人体细胞、组织和体液中。
钙卫蛋白是一个相当稳定的蛋白，随着钙的出现而出现，在粪便中不易被酶降解，从而使其可能成为一个方便的肠道炎症监测指标。
目前越来越多的临床和研究认可将钙卫蛋白则体现了黏膜的病变程度，肯定其在炎症性肠病的治疗中具有重要的指导作用。
此外，粪钙卫蛋白目前已经越来越多地用于预测IBD维持治疗期间的疾病复发。内镜检查可以提供客观的黏膜炎症改善结果，但内镜是一种侵入性检查，频繁进行患者难以耐受。粪钙卫蛋白是一种可以准确反映肠道黏膜炎症病变的非侵入性生标志物。
但是注意对于腹泻患者而言，粪便钙卫蛋白正常不能排除药物性腹泻（例如，二甲双胍，质子泵抑制剂引起的腹泻）、胆盐吸收不良或其它腹腔疾病。轻微的结肠炎也可能使钙卫蛋白的检测值升高。
高敏C反应蛋白
阿达木单抗克罗恩病的获批是基于两项关键性临床研究的结果，其中包括一项2期、随机、双盲、多中心研究，评价两组阿达木单抗剂量方案在高敏C反应蛋白升高的中重度活动性克罗恩病中国受试者中的药代动力学、安全性和有效性。
有效性结果证实：与阿达木单抗80/40 mg治疗方案相比，存在中度至重度活动性克罗恩病和hs-CRP水平升高的中国受试者采用阿达木单抗160/80 mg治疗方案治疗后可更快获得临床缓解和临床应答，而且客观疾病指标（hs-CRP和粪便钙卫蛋白）的改善更快。
1. 克罗恩病的早期征兆是什么？
虽然没有两个人会以相同的方式经历克罗恩氏病，但大多数人会出现腹泻和腹痛或绞痛。其他常见症状包括直肠出血，恶心，食欲不振，急需使用洗手间和便秘。
体重减轻，疲劳，关节痛，眼睛发红或发痒以及皮肤发红或起伏也可能发生。
2. 哪些饮食变化帮助控制克罗恩病？
没有克罗恩氏病的单一饮食。但是，您可能要避免的常见诱因包括全谷类，坚果和种子，未加工的水果和蔬菜，辛辣食物，高脂或油腻食物以及含咖啡因和酒精的饮料。
在爆发期间，当症状最严重时，坚持温和，流食类的食物可能会有所帮助。
3. 如果不治疗，会发生什么？
克罗恩病伴发的持续炎症会导致许多并发症。一个常见的消化问题是肠道阻塞，当炎症导致疤痕组织积聚并缩小肠道区域时，就会发生肠道阻塞。其他并发症包括肛门撕裂，感染袋，营养不良和结肠癌。
Tips
不同克罗恩病患者之间的疾病表现和肠道微生物组均不同，治疗结果差异可能也很大，但是本案例让我们看到了菌群监测对于克罗恩病的辅助判别和治疗疗效潜在的应用价值。
肠道菌群真正应用于临床并造福病人需要扎实的临床数据和更多的临床积累。我们会积极探索和与更多临床科室合作，将谷禾多年的菌群检测与临床需求相结合，科学和精准的推进肠道微生态临床应用。
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