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国家认可委 CNAS L23010 认可项目：微生物宏基因组 | 16S rRNA扩增子
二级病原微生物安全实验室
国家高新企业 | ISO9001认证 | 肠道健康精准检测高新技术研发中心 | 专精特新企业- 联系电话：+13336028502
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二级病原微生物安全实验室 国家高新企业 | ISO9001认证 | 肠道健康精准检测高新技术研发中心 | 专精特新企业
谷禾健康
你有没有想过，亲吻一个人之后，你们交换的并不只是唾液、体温、情绪和暧昧，还有微生物。
微生物借着一次拥抱、一次深吻、一次共餐，在两个身体之间悄悄迁徙。它们不写情书，不发消息，不留下聊天记录，却可能比你更诚实地记得：你曾经和谁靠近过。
我们通常以为，身体是属于自己的。皮肤像一道边界，把我和世界分开。皮肤里面是我，皮肤外面是别人，是房间，是城市，是社会。
但微生物组研究正在告诉我们：这道边界可能没有想象中那么坚硬。
在我们的肠道、皮肤、口腔和呼吸道里，生活着庞大的微生物群。它们参与消化，调节免疫，影响营养吸收，也可能通过肠-脑轴影响情绪、压力反应和心理健康。更重要的是，这些微生物在某种意义上，“活”在我们的关系里、家庭里、城市里、制度里、时代里。
也就是说，身体并不是一个静止的内部世界，而是一场持续发生的交换。这种关于生命的理解，其实并不陌生。
《道德经》里讲：“万物负阴而抱阳，冲气以为和”，生命从来不是孤立的，而是在对立、流动、交换与平衡之中暂时成形。
现代科学正在从另一个角度靠近这个古老判断：食物、水、空气、家庭、伴侣、宠物、办公室、饮食、压力、城市环境、污染、孤独，甚至社会阶层，都可能参与塑造身体里的微生态。
本文借助微生物组这个窗口，重新理解身体与社会之间隐秘而深刻的连接：我们如何被关系塑造，如何被压力改变，如何被城市驯化，又如何把社会处境慢慢写进身体，在时代的洪流里，集体性的焦虑、速度、孤独与失衡，最终如何落实为一个人身体里的压力反应、免疫波动和微生态改变。
本文目录
01｜家庭：血缘之外的继承
出生：身体不是一张白纸
家庭：一个微生物共同体
情绪：身体会记住家的温度
生活方式：餐桌、清洁与身体节律
宠物：家里的另一种微生物入口
02｜亲密关系：身体记得谁靠近过
接吻：亲密是一场微生物迁徙
同居：菌株共享比血缘更有力量？
关系变化：结婚、分开与微生态重组
关系质量：安全感不抽象，它有身体回声
03｜社交网络：微生物如何在人群中流动
接触：握手、拥抱与共享空间
社交位置不同，微生物暴露也不同
疫情改变的不只是病毒传播
04｜孤独与压力
支持性互动 vs 压力性互动
社会支持：不只是安慰，也是一种生理缓冲
慢性压力：如何从关系进入肠道
从乳杆菌到犬尿氨酸：压力的代谢痕迹
肠道菌群反过来影响行为
05｜城市：现代生活如何改变微生物暴露
城市是身体的外部生态
室内化生活，离土壤越来越远
绿地：城市里的微生物入口
06｜健康选择，也需要现实条件的支持
不同生活条件，会进入菌群结构
健康建议，也要落到现实里
公共条件，也在塑造身体微生态
文化也会塑造身体边界
07｜结语：健康不是控制身体，而是重建共生
从微生物组的角度看，一个人出生的那一刻，已经进入了一张看不见的交换网络。
母亲的身体、分娩方式、喂养方式、家庭成员的触摸、房间里的空气、餐桌上的食物，都会参与塑造一个婴儿最早的身体生态。
出生：身体不是一张白纸
我们最早继承的，除了基因、姓氏、长相、血缘，也包括一套看不见的微生物命运。
新生儿与母亲之间存在明显的肠道微生物相似性，这可能与分娩过程和母乳喂养中的微生物传递有关。顺产婴儿更容易获得类似母体阴道菌群的微生物，而剖宫产婴儿则更容易呈现类似皮肤来源的微生物特征；喂养方式同样会影响婴儿早期肠道微生物的建立。
3个月大时，剖宫产婴儿的双歧杆菌和拟杆菌（均为p < 0.05）较低，潜在病原体更多，且成分差异持续至12个月，可能增加疾病风险。
注：这个还是要根据每位妊娠期女性相应的身体状况自行选择，没有一种出生方式能够被简单地道德化，也没有一种喂养方式应该被贴上优劣标签。
这让我们看见一个更深的事实：所谓“我”，从一开始就与另一个身体、一个家庭发生着密切关系。
家庭：一个微生物共同体
共同生活的人，会共享空间、食物、空气、物品、作息、卫生习惯、身体接触。一个家庭有自己的餐桌，有自己的味道，有自己的清洁方式，有自己的睡眠节奏。久而久之，这些东西都会参与塑造家庭成员的身体生态。
我们常说，一个人身上有家里的影子。
过去，这句话多半是在说性格、口音、饮食偏好，或者处理亲密关系的方式。但现在，我们或许可以把它理解得更具体一点：一个人身上，也可能带着家庭的微生物痕迹。
兄弟姐妹之间也会表现出更高的微生物相似性，这可能与共同生活环境、相似的生活方式和遗传因素有关。也就是说，一个家庭内部可能逐渐形成某种独特的家族微生物谱系——不只是血缘上的家族，也是微生物意义上的家族。家庭成员，包括母亲之外的其他人，也可能把某些细菌传递给孩子，参与儿童微生物组的形成。
这也是我们在检测实践中发现，家庭成员之间的肠道微生态相似度比较高。
一个人从小吃惯的饭菜，家里是否经常开窗，父母是否爱干净到近乎焦虑，家中有没有宠物，家庭成员之间是亲密、松弛，还是长期充满争吵、沉默和压抑，这些都不只是记忆的一部分。它们可能通过饮食、压力、免疫、接触、日常行为，慢慢进入身体，成为一个人最早的生态底色。
情绪：身体会记住家的温度
家里的气氛，不只影响一个孩子的性格，也会影响他的身体节律。
长期被回应、被安抚、被稳定照料的孩子，身体更容易建立一种基本的安全感，更少的慢性压力，也更容易形成健康行为。而长期冲突、忽视和不可预测，则会让身体更早进入警觉状态。
这种警觉不止停留在性格里，它会通过应激系统进入身体，HPA 轴、皮质醇、免疫炎症反应，都可能改变肠道微环境，进而影响微生物组。
所以，家的温度不只停留在记忆里。
心理学常说，早年关系会塑造一个人的依恋模式；微生物组研究则让这个判断多了一层身体维度。家庭并不只是塑造一个人如何理解关系，也可能参与塑造他身体内部的生态环境。微生物组，或许正是身体保存早年情绪的隐秘方式之一。
生活方式：餐桌、清洁与身体节律
如果说家庭的情绪影响身体如何应对世界，那么日常生活方式，则更直接地塑造着微生物组。
其中最重要的入口，是餐桌。
餐桌不只是提供热量，也在给肠道微生物提供不同的生态条件。饮食偏好对肠道微生物组的形成尤其有影响。长期摄入营养结构更合理的食物，与更高的微生物α 多样性和代谢通路有关，也会改变某些与人体营养和健康相关的共生功能。
一个家庭长期吃高纤维、多样化、富含天然食材的食物，和长期依赖高糖、高脂、高盐、低纤维的加工食品，肠道里的微生物会面对不同的资源环境。它们的组成、功能和代谢方向，也会随之改变。
但家庭生活方式并不只包括餐桌。
家庭成员往往会共享相似的卫生习惯，并使用相同或类似的卫生产品。这些习惯可能影响皮肤微生物群，进而影响皮肤健康。
洗澡频率、沐浴露、洗发水、肥皂、洗衣液的选择、清洁剂的使用、衣物清洗方式、居住空间的通风与湿度，都可能改变皮肤表面的微生物环境。
运动也是重要变量。
运动可能增加肠道菌群多样性，并改善拟杆菌门/厚壁菌门比例。这一比例常被用于观察肠道菌群结构与体重、肥胖相关病理状态和胃肠健康之间的关系。运动还可能促进某些有益微生物的生长，增强黏膜免疫，并支持产生对胃肠道具有保护作用的代谢产物。
吸烟、饮酒、药物使用等成瘾性行为，也可能影响微生物组。
宠物：家里的另一种微生物入口
养宠物的家庭，往往会与宠物发生更多微生物共享。
尤其是在有婴幼儿的家庭中，宠物暴露可能增加某些与儿童肥胖和过敏性疾病呈负相关的细菌丰度；孕期和生命早期接触宠物，也与婴儿肠道微生物组的某些有益变化有关。
宠物暴露还具有双重效应
它可能增加微生物多样性，给家庭成员带来更丰富的微生物接触。
一只狗每天出门，接触草地、泥土、空气、其他动物和城市角落；它回到家里时，带回来的不只是气味和脚印，也包括一部分外部环境中的微生物。对一个越来越封闭、越来越清洁、越来越室内化的现代家庭来说，宠物有时像一个小型的自然入口。
另一方面，它也可能引入潜在病原体，增加某些健康风险。
有研究报告称，与宠物狗共同生活的女性，其样本中与尿路感染相关的致病性大肠杆菌的水平可能更高。
还有研究表明，母亲孕期接触狗，与男性后代 ADHD 风险之间存在正相关，这一现象仍需要进一步研究解释。
这正是微生物组研究有意思的地方：它很少给出简单的道德结论。
家庭从来不是一个封闭系统。人、动物、食物、空气、地板、沙发、床、户外环境，共同构成了一个流动的微生态网络。在这个网络里，宠物是一种特殊的参与者。它们把外面的世界带进家里，也把家庭成员暴露在一种更复杂的微生物交换之中。
家庭不是命运的全部，却是身体最早的生态现场。在这里，微生物被传递，菌群在共同生活中趋近；饮食、清洁、睡眠、运动、情绪被一遍遍重复，成为身体最初的秩序。一个人带着这些看不见的微生物印记，走向后来更复杂的亲密关系、城市生活与社会世界。
长大之后，我们会进入新的关系，和新的身体靠近，和新的生活空间重叠。从微生物组的角度看，它们也是身体的微生态事件。
接吻：亲密是一场微生物迁徙
亲密关系最直观的微生物入口，是身体接触。
拥抱、握手、亲吻、共餐、共用杯子、共享床铺和浴室，都会让两个身体之间发生微生物交换。深吻这样的亲密行为会带来明显的口腔微生物群趋同，而且接触时间越长，这种趋同可能越明显。
这并不意味着亲吻是危险的，更准确地说，亲密关系让身体的边界变得更开放。两个原本独立的微生态系统，因为接触、共处和重复生活，开始发生某种程度的重叠。
亲密关系不只是心理上的靠近，也是一种生物学意义上的靠近。
同居：菌株共享比血缘更有力量？
如果说接吻是瞬间的微生物迁徙，那么同居就是长期的微生态共处。
研究表明，同居夫妻或情侣，尤其是关系深厚的同居者，其微生物组比单身人士更为多样化。
同居对菌株共享的影响，可能比遗传或年龄更强。也就是说，两个没有血缘关系的人，只要长期生活在同一个空间里，也可能在微生物菌株层面变得更加相似。
编辑
883名同居者中，多数家庭内菌株共享率显著高于非同居者。家庭内共享率达11%–71%。
一个人做饭，另一个人吃；一个人养成夜宵习惯，另一个人也被带进去；一个人爱开窗，另一个人随之暴露在相同的室内外微生物环境中。久而久之，两个人的身体不只是适应彼此的脾气，也适应彼此的微生态。
关系变化：结婚、分开与微生态重组
亲密关系并不是静止的。结婚、同居、搬家、生育、分手、离婚，都会改变一个人的日常环境和微生物暴露。
编辑
婚姻或与伴侣同住可能因为共享生活空间和同步生活方式，增加微生物共享；
而一段关系的结束，则可能减少这种共享。
两个人分开之后，共同建立的一套生态会被拆散。一个人重新独居，重新安排饮食、睡眠和空间，也重新面对压力。
压力与微生物多样性下降有关；
抑郁与肠道微生物丰富度降低之间也存在相关。
关系破裂通常伴随独居、压力和抑郁情绪，因此可能进一步影响微生物组。
失去一个亲密的人，失去的不只是陪伴，也可能是共同餐桌、共同作息、共同空间和共同微生物暴露。身体需要重新适应一个人的生活，重新建立自己的节律。这就是为什么有些关系结束后，人会明显感到身体也变了。
微生物组提供了一个重要视角：关系变化会通过压力、饮食、睡眠和环境接触，进入身体内部。
关系质量：安全感不抽象，它有身体回声
一段支持性的关系，可能降低压力，帮助人维持更稳定的生活方式；一段长期冲突、冷漠、控制或不可预测的关系，则可能让身体长期处于应激状态。
编辑
社会连接可以增强肠道微生物多样性，并稳定其组成；动物研究还发现，社会连接与肠道微生物多样性之间可能存在双向调节关系。
某些特定细菌，例如 粪肠球菌(Enterococcus faecalis)，可能通过抑制 HPA 轴过度激活，影响相关脑区神经活动，从而参与社会行为调节。
关系影响压力，压力改变肠道环境，肠道微生物又可能通过免疫、代谢和神经信号影响情绪和行为。
好的关系可能让身体更容易放松，让压力轴不过度紧绷，让饮食和睡眠更稳定，也让微生物组拥有更稳定的内部环境。
关系不是固定不变的。它始终是流动的、需要辨认和调整的。
这是一种对身体和生活秩序的保护。
和谁靠近、同住、共餐、接吻，会改变我们交换微生物的方式；一段关系是支持还是消耗，也会通过压力、睡眠、饮食和免疫反应，改变身体内部环境。
但亲密关系只是社会生活中最贴近身体的一层。再往外看，朋友、同事、邻居、办公室、学校和社区，同样构成了微生物交换的网络。
握手、拥抱、共餐、聊天，使用同一张会议桌，触碰同一个门把手，在同一间办公室里呼吸…
从微生物组角度看，这也是一张看不见的交换网络。人群传播的不只是信息、情绪和观念，也可能传播微生物。
接触：握手、拥抱与共享空间
社交网络影响微生物组，最直接的方式，是身体接触和空间共享。
拥抱、握手，都可以成为微生物传递的通道。除此之外，共用餐具、办公桌、设备、门把手、公共空间，也可能促进不同个体之间的微生物共享。尤其是办公室这样的室内环境，人和空间之间的微生物转移会受到多种因素影响。
一次握手，是礼貌，也是一种微生物接触；
一次拥抱，是安慰，也是一种皮肤微生态的短暂重叠；
…
编辑
在真实生活里，边界一直在被打开：通过皮肤，通过空气，通过物品表面，也通过我们反复进入的空间。
社交位置不同，微生物暴露也不同
社交网络的密度、布局和关系距离，都会影响微生物交换。
更密集的网络，往往意味着更频繁的人际接触，因此可能带来更显著的微生物共享。在某些中心化网络中，处在核心位置的人，也可能因为连接更多人、参与更多互动，而经历更多微生物交换。
在社会传播中，中心人物可能传播消息、观点、情绪和流行趋势。
而在微生物组中，他也可能是一个微生物交通枢纽。
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老师、医生、服务员、销售人员、管理者，或者一个社交极其活跃的人，每天接触的人更多，进入的空间更多，触碰的物品更多。他们不仅处在人际网络的中心，也可能处在微生物交换的高流量位置。
初步研究显示，社交活跃、社会互动更多、社交焦虑较低的人，可能拥有更高的皮肤微生物群多样性。这可能与他们通过人际接触获得更多新的微生物种类有关。
这并不是说社交越多，菌群就一定越好。微生物交换具有双重性：它可能增加多样性，也可能增加潜在病原体暴露。
微生物组研究让我们看到，身体并不只是生活在个人习惯里，也生活在人群结构里。
你站在什么样的社交位置，和多少人接触，进入多少空间，拥有怎样的互动频率，都会改变身体与微生物世界相遇的方式。
疫情改变的不只是病毒传播
社交网络既然会影响微生物传播，那么改变社交网络，也会改变微生物暴露。
公共卫生干预可以通过改变社交网络动力学，影响病原体传播。比如在疫情期间，口罩、远程办公、线上聚会等措施，有效减少了病毒传播。
从更广的微生物组视角看，它也改变了人们的握手、拥抱、共餐、通勤、办公室互动、学校生活和公共空间使用。许多人从高频线下社交，转向屏幕中的低接触生活；从办公室里的共享空间，转向家庭内部的封闭环境。
这种改变有公共卫生意义，也有微生态意义。当这套系统被改变，微生物的流动路径也会随之改变。
当然，疫情期间减少病原体传播是必要的。而长期隔离、过度消毒和极端回避接触，也可能让人失去某些正常的微生物暴露和社会支持。
公共卫生困难的地方在于，在风险控制、社会连接和微生态多样性之间，寻找更合理的平衡。
社交网络让我们看见，微生物组并不只属于个人身体。我们在人群中交换语言，也交换菌群；传播情绪，也传播微生物；建立关系，也建立一张看不见的生态网络。
但社交网络的另一面，是孤独。接下来要看的，是微生物组与现代人最熟悉的一种处境：孤独与压力。
我们的通讯录里有很多名字，群聊里有很多消息，朋友圈里有很多动态，每天都在回复、协作、点赞、开会、闲聊… 似乎从未真正离开人群。
但很多人依然觉得缺少稳定的支持、可依赖的关系、真实的回应、身体放松的安全感。
从微生物组的角度看，孤独、压力、社会支持通过神经内分泌、免疫炎症、饮食行为、睡眠节律和肠-脑轴，改变肠道微生物赖以生存的环境。
支持性互动 vs 压力性互动
在讨论孤独之前，我们先来看两种关系。
有些关系让人放松，让人觉得世界可以被信任；有些关系则让人长期警觉，让身体不断准备防御。前者可能成为压力的缓冲，后者则可能成为压力本身。
这也是为什么，孤独的反面不是热闹，而是支持。不是身边有多少人，而是有没有关系能让身体放松下来。
社会支持：不只是安慰，也是一种生理缓冲
人为什么需要关系？
一个常见答案是：因为人需要陪伴，需要被理解，需要情感支持。
但从身体角度看，社会支持不只是心理安慰，也会影响压力系统、免疫状态、饮食行为和微生物组。
研究指出，强社会网络和支持性关系可以改善心理健康，进而影响个体的生活方式选择。处在支持性社会环境中的人，更可能采取健康行为，包括均衡饮食和良好卫生习惯，而这些行为都可能有利于微生物生态。
情感支持和社会网络支持，也与更好的地中海饮食依从性相关；而这种饮食模式中的充足营养，有助于维持肠上皮屏障、支持黏膜免疫，并为微生物代谢提供营养来源，从而帮助维持肠道微生物组稳态。
换句话说，社会支持可能先影响一个人如何吃饭、如何照顾自己、如何应对压力，再进一步改变肠道微生物所处的生态条件。
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慢性压力：如何从关系进入肠道
社会互动还可以通过影响免疫系统，间接影响微生物组成。
社会关系的质量，例如友谊或冲突，与C 反应蛋白（CRP）等系统性免疫生物标志物水平显著相关。
在压力状态下，大脑还会通过直接的激素和神经信号，进一步调节外周免疫介质的合成，例如 IL-18。这些炎症因子的波动可以改变肠道微环境，从而对人体微生物组产生实质性影响。
也就是说，关系中的冲突和压力，并不是抽象地让人难受。它可能通过免疫系统进入身体，再通过炎症信号改变肠道微生物生活的环境。
研究表明，强社会支持可以减弱与社会痛苦相关脑区的过度激活，包括背侧前扣带皮层（dACC）和布罗德曼 8 区（BA 8）。同时，它也有助于降低个体面对社会压力源时的皮质醇水平。
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当社会压力被大脑识别，身体会启动下丘脑-垂体-肾上腺轴。HPA 轴被反复激活后，皮质醇、免疫反应和炎症状态都可能随之改变。而这些变化，最终会影响肠道环境和肠道微生物群的平衡。
从乳杆菌到犬尿氨酸：压力的代谢痕迹
压力会扰乱肠道微生物平衡，这一过程可能由肠-脑轴介导。慢性压力可以减少有益菌，例如乳杆菌，同时升高循环中的神经活性代谢物，例如犬尿氨酸；这些变化与后续行为改变有关。
恢复乳杆菌丰度，并纠正相关代谢通路的干预，可以逆转这些效应。
编辑
当然，这并不意味着所有压力问题都能被简化成补充乳杆菌就能解决，人的情绪、行为和社会处境远比单一菌群变化复杂。这里提供了一个重要窗口。
心理压力可能会被身体翻译成菌群和代谢变化；而这些变化，又可能进一步参与行为和情绪反应。
肠道菌群反过来影响行为
微生物组也可能反过来影响行为、情绪和社会互动。
研究显示，社会连接可以增强肠道微生物群多样性，并稳定其组成；这种变化还可能进一步反馈调节社会行为。原文特别提到，这种双向调节可能由某些特定细菌物种介导，例如粪肠球菌（Enterococcus faecalis）。
粪肠球菌可能通过抑制 HPA 轴的过度激活，下调相关脑区的神经活动，从而参与社会行为调节。
也就是说，社会行为、压力系统和微生物组之间，可能不是单向关系，而是一个相互调节的回路。
编辑
微生物组研究并不是在鼓励人盲目社交，也不是说越多人际接触越好。它提醒我们的是：人类需要链接，但这种链接最好有质量。
这里需要区分孤独和独处。
一个人可以独处而安定，也可以在人群里感到孤独。
孤独危险的地方在于当这种状态持续太久，孤独就会从心理经验，变成生理环境。它进入压力轴，免疫反应，肠道微生态，也进入一个人对世界的基本感受。
孤独和压力让我们看到，微生物组受到的不只是饮食影响，也受到社会关系的塑造。但关系并不是现代人压力的全部来源。通勤、办公环境、绿地缺失、加工食品、污染、噪音，以及城市生活持续的速度与竞争，同样在重塑我们的身体。当视角从人际关系进一步扩展到城市环境，一个新的问题出现了：城市，正在怎样重塑我们的微生物组？
如果说家庭和亲密关系改变的是人与人之间的微生物交换，那么城市改变的，则是人与环境之间的微生物关系。
城市是身体的外部生态
我们通常把城市理解为生活背景。它是房子、街道、地铁、写字楼、商场、学校、医院和便利店；是通勤路线，是外卖半径，是空气质量，是噪音，是绿化面积，也是一个人每天被迫适应的生活节奏。
编辑
从微生物组角度看，是一套外部生态系统。
城市化与微生物多样性下降有关，可能与加工食品摄入增加、污染物暴露、抗生素使用和久坐生活方式有关。工业化则进一步加剧这种趋势，因为农业实践中常使用抗生素和农药，而这些因素可能扰乱微生物生态。
城市，可能通过我们吃什么、吸入什么、接触什么、缺少什么，来改变身体里的微生物环境。
一个长期生活在城市中的人，接触最多的可能不是土壤、植物、动物和开放空气，而是建筑材料、空调系统、办公桌面、地铁扶手、消毒剂、塑料包装食品、汽车尾气、噪音、屏幕。
现代生活的微生物暴露，换了一种结构。我们并不是不接触微生物，而是更少接触自然环境中复杂、多样、共同演化的微生物。
室内化生活，离土壤越来越远
城市生活最明显的特征之一，是人的生活越来越室内化。
我们接触的是空调过滤后的空气、人工清洁过的地面、被消毒剂反复处理的桌面、长期封闭的房间和高度重复的人群流动。这样的环境当然减少了许多病原风险，但也可能减少了来自土壤、植物和自然空气的微生物多样性输入。
编辑
城市化与人体共生微生物多样性下降有关；尤其在生命早期，分枝杆菌（Mycobacteria）、乳杆菌等微生物暴露可能减少。这些变化可能影响免疫调节回路的正常发育，削弱调节性T细胞和调节性巨噬细胞的活性与功能，最终导致免疫失调。
这不是说这些微生物或生物暴露越多越好，也不是要回到低卫生水平的过去。
现代城市带来了清洁饮水、污水处理、医疗系统、疫苗、抗生素、食品供应和公共卫生，这是人类寿命延长的重要基础。城市让我们更安全，也让我们更单一。
早期生命需要与外部环境进行某种免疫训练。自然暴露减少，可能意味着身体少了一部分与世界共同训练免疫系统的机会。最好是在病原控制和生态多样性之间找到新的平衡。
“玩泥巴”也有利于健康？接触环境微生物群可能调节肠道菌群和免疫系统
绿地：城市里的微生物入口
在城市里，自然暴露并没有完全消失。公园、绿地、树木、草地、土壤、社区花园、河岸、户外活动等，仍然是城市居民接触环境微生物的重要入口。
研究显示，农村人群通常有更高的微生物多样性，这可能与传统饮食和更接近自然环境的互动有关。
“生物遗传学”假说表明，在自然环境中定期、间歇性接触空气中的生物化合物混合物，会抑制高度互联的PI3K/Akt/mTORC1信号通路。这抑制了相关的病理途径，有益于身心健康。
城市绿地并不等同于乡村自然。但它至少提供了一种补偿：在高度室内化、人工化、消毒化的城市生活中，绿地让身体重新接触到一部分外部生态复杂性。
编辑
从微生物组视角看，绿地的存在，也是城市居民接触环境微生物的重要界面。
环境污染物通过肠脑轴影响心理健康，精神益生菌或将发挥重要作用
城市不是微生物组问题的终点。
同一座城市里，有人靠近公园、绿地和新鲜食物；也有人长期暴露于高架桥、噪音、污染、加工食品、通勤和高压工作。
城市暴露从来不是平均分配的。于是，问题从城市如何塑造身体，进一步到了：不同阶层的人，究竟生活在怎样不同的微生物世界里？
微生物组不是只属于个人身体，不只关乎个人如何生活，它也关乎一个社会如何安排生活。
不同生活条件，会进入菌群结构
微生物组研究提醒我们，阶层也可能以更隐蔽的方式进入身体。
收入、教育和医疗可及性的差异，会影响微生物健康；尤其是童年时期的社会经济地位，可能对成年后的肠道微生物组成产生长期影响。研究显示，较低的父母教育水平和较低的当前社会经济地位，与拟杆菌属丰度降低有关。
拟杆菌属是人体肠道中非常重要的一类菌属，参与代谢、免疫和肠道屏障功能调节。它与克罗恩病和酒精性肝病等疾病存在密切关联。
吃什么，住哪里，睡多久，压力有多大，看病是否方便，是否有时间运动，是否有机会接触自然，是否从小就拥有稳定、安全、营养充足的生活环境。这些东西最终都可能在身体内部留下痕迹。
健康建议，也要落到现实里
我们常听到，要少吃糖，少吃油，多吃蔬菜，多吃全谷物，多运动，少熬夜，保持自律…这些建议本身没有错。
问题在于，它们默认每个人都拥有同等质量的选择条件。
事实上，不是每个家庭都有时间计划饮食、做饭、储存食材、研究营养搭配等。
这也是为什么把健康完全解释为个人自律，是不够完整的。
个人选择很重要，但选择本身也需要条件。一个人能否长期吃得更好、睡得更稳、动得更多、少滥用抗生素、及时获得医疗帮助，并不只取决于意志力，也取决于他所处的生活结构。
公共条件，也在塑造身体微生态
卫生、住房和抗生素管理的政策，在塑造微生物生态系统中发挥作用。
例如，过度拥挤的住房增加了病原体传播风险，减少了接触多种环境微生物的次数，从而破坏微生物的稳态。更大的城市绿地促进了全年接触环境微生物群，这有利于健康。
抗生素过度使用通常在无节制获取或调控不佳的人群中更为常见，已被证明会减少有益微生物，并导致抗生素耐药菌株的出现。
此外，突发的经济危机还可能影响弱势群体的身心健康，从而激活慢性压力通路，并通过神经内分泌免疫轴对微生物稳态产生不利影响。
好的公共条件，可以让健康选择变得更容易。
这些都会在无形中改变一个人每天面对的选择质量。
文化也会塑造身体边界
文化看起来像观念、习俗和礼貌，但从微生物组角度看，它也是一套规定身体如何接触世界的规则：我们如何吃饭，是否共餐，是否共住，如何拥抱，是否握手，如何清洁，如何理解干净等。
编辑
围绕卫生、食物准备和身体接触的文化实践，会影响微生物共享和传播模式。在集体主义文化中，共同进餐和共享居住空间更常见，微生物交换可能高于更强调个体边界的社会。
这并不是说哪一种文化更好。
更多微生物交换，可能意味着更多样的暴露，也可能带来更高的病原传播风险；更强的个人边界，可能降低某些感染风险，也可能减少一部分日常微生物接触。
未来的微生物组研究和健康干预，也不能脱离文化语境。需要进行跨文化比较，研究不同文化规范如何影响微生物传播和多样性。
以上的讨论，并不是要否定个人努力，而是可以更友好地理解自己和他人：健康行为的形成，往往受到食物可及性、居住环境、工作时间、医疗资源、健康素养和社会支持等因素共同影响。
这并不意味着命运被环境决定。健康不是一场完美主义竞赛，不是责备一个人为什么没有立刻做到最好，而是帮助他找到在当下条件里最可行的一步。而微生物组，正是一个仍然可被调整、可被重新塑造的入口。
微生物组的意义，就在于它让我们同时看见这两件事：一方面，生活环境确实会进入身体；另一方面，身体仍然保留着被重新照顾、重新调整、重新建立平衡的可能。
健康不是控制身体，而是重建共生
写到最后，微生物组改变的，或许不止于我们对细菌这个维度的看法，而是我们对健康的理解。
过去，我们常把健康理解成一种控制能力：
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于是，健康很容易变成一场紧张的自我管理：吃得够不够干净，睡得够不够早，运动够不够多，菌群够不够好。但微生物组提醒我们，生命并不是靠绝对控制维持自身的。
一个健康的身体，不是没有压力、没有情绪波动、没有外界环境影响的身体。恰恰相反，它是一个能够与无数微生物、食物、关系、环境和变化不断协同，并在其中维持动态平衡的开放系统。
那么，什么是我们值得追求的？
也许不是把身体打造成一个精密控制的运作机器，而是让它成为一个更有韧性的生态系统。
照护身体，放下焦虑，不必把每一次饮食失控、熬夜都理解成失败；不再把身体当成敌人，不再把健康变成对自己的审判。
编辑
微生物组的可塑性告诉我们，它会被压力扰动，也能够被稳定的节律修复；会被加工食品影响，也能够被更好的饮食慢慢调整；会被孤独消耗，也能够在支持性的关系里重新获得缓冲。
从这个角度看，照护微生物组，并不是简单地执行某一套饮食法，它更接近一种生活方式的重建，让日常生活重新出现可以恢复生机的空间：吃得更丰富一点，睡得更稳定一点，找合适自己的补剂，多接触自然，给压力出口，也对长期内耗的关系按下暂停，让身体少一点无谓的防御。
一个更健康的社会，也应该让健康选择变得更容易发生：让新鲜食物更可及，人们拥有更多健康食物或营养补剂的选择，城市保留适当的绿化，科学的医疗和健康知识更容易抵达普通人，人们拥有被支持、被理解、被照护的现实条件。
观察菌群的变化，是在理解它的变化之后，建立一种更松弛的安全感：知道哪里可以调整，哪里需要等待，通过更稳定的节律、食物、理想的关系、友善的生活环境，慢慢把身体带回平衡。
最终，微生物组告诉我们的，也许不只是科学事实，而是一种更谦卑的生命智慧：人不是孤岛，身体也不是孤城。我们活在万物之中，也被万物塑造。
健康，更像是一门共处的艺术：与体内无数微小生命共处，与自己的脆弱和限制共处，与他人、城市、自然和时代共处。
健康，也是一种活得更有弹性，更有连接，更能在复杂的世界里保留恢复平衡的能力。
主要参考文献
Li J, Yang Y, Wang Y, et al. Society and the Microbiome: A Biopsychosocial Window Into Comprehensive Well‐Being: A Review[J]. Health Science Reports, 2026, 9(5): e72162.
Song Y, Maley A, Boyineni J, et al. Effects of co-housing and social isolation on the gut microbiota[J]. Physiology & Behavior, 2025, 299: 114980.
Marin, I., Goertz, J., Ren, T. et al. Microbiota alteration is associated with the development of stress-induced despair behavior. Sci Rep 7, 43859 (2017).
Wu, WL., Adame, M.D., Liou, CW. et al. Microbiota regulate social behaviour via stress response neurons in the brain. Nature 595, 409–414 (2021).
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Fan J, Zhou Y, Meng R, et al. Cross-talks between gut microbiota and tobacco smoking: a two-sample Mendelian randomization study[J]. BMC medicine, 2023, 21(1): 163.
谷禾健康
环境污染
环境污染已成为普遍的全球健康威胁，但其影响远远超出了直接的器官毒性。越来越多的证据表明，肠道微生物群是污染物诱发生理功能障碍的核心介导者。本文主要探讨和关注包括空气污染物、重金属、持久性有机污染物和新兴污染物如何扰动微生物组成、代谢活性及宿主-微生物信号传递的最新进展。
污染物暴露会改变微生物来源的代谢产物，如短链脂肪酸、胆汁酸和色氨酸衍生物，从而损害肠道屏障的完整性和免疫稳态。这些微生物群驱动的干扰会引发氧化应激、慢性炎症和神经内分泌失调，导致代谢紊乱、免疫失衡、神经毒性和致癌。
从众多的文献得出的机制上看，氧化还原失衡、TLR4/NF-κB和NLRP3通路的激活以及 AhR信号失调是连接环境暴露于疾病的关键交叉点。
本文整合170多篇发表的研究成果，包括流行病学调查、动物实验、体外研究和多组学研究。通过系统总结各种污染物如何影响微生物组成和代谢功能，以及微生物菌群失调如何影响宿主的新陈代谢、免疫和神经生理，构建一个机制框架，描述“环境暴露→微生物群破坏→宿主功能障碍→疾病发展”的级联反应。
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还讨论了这一新兴领域面临的关键挑战，包括对复杂污染物混合物进行更精确评估、因果关系的识别，以及微生物与宿主之间分子相互作用的阐明。
希望以深化对环境污染和肠道健康影响的理解，指导针对微生物群的疾病预防和环境风险缓解策略的发展。
▸ 肠道菌群
人类肠道中蕴藏着庞大且多样的微生物群落，随着个体的成长，饮食和环境等会因内部或外部干扰而波动。肠道微生物群承担四项对人体健康至关重要的基本功能：代谢调节、免疫调节、屏障保护和神经行为交流。
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doi.org/10.3389/fmicb.2026.1737229
▸ 污染物
在现代社会中，环境污染已成为对人类健康的隐蔽而普遍的威胁。环境中存在各种污染物，主要包括空气污染物、重金属、持久性有机污染物（POPs）和新兴污染物。
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doi.org/10.3389/fmicb.2026.1737229
▸ 主要环境污染物及其进入人体的途径
环境污染物种类繁多，来源复杂，可通过不同途径进入人体，并影响多个器官系统。
常见的环境污染包括空气污染、水污染、土壤污染，以及放射性污染、光污染和噪音污染等。其中，空气污染物、重金属、持久性有机污染物和新兴污染物与人体健康关系尤为密切。
★ 环境污染物既直接损伤器官，也能通过干扰肠道菌群影响健康
近年来，越来越多研究发现，这些污染物不仅会直接损伤肺、肝、肾、神经系统和胃肠道等器官，还可能通过改变肠道微生物群影响人体健康。
肠道微生物群参与营养代谢、免疫调节和肠道屏障维持，因此一旦菌群平衡被破坏，可能进一步引发炎症、代谢紊乱和多种系统性疾病。
㈠空气污染物
空气污染物包括多种气体和颗粒物，例如：
其中，PM2.5、臭氧和二氧化氮是最受关注的空气污染物。它们在全球分布并不均匀，通常在工业化程度高、人口密集、交通繁忙的地区浓度较高。其主要来源包括工业排放、汽车尾气和生物质燃烧。
空气污染物可以在大气中悬浮较长时间，并随气流进行远距离运输。人体接触空气污染物最主要的途径是吸入。污染物进入呼吸道和肺部后，可引起局部炎症和氧化应激；部分污染物或其诱导的炎症信号还可能通过血液循环影响全身器官，包括肝脏、胃肠道和肠道微生物群。
因此，空气污染的影响并不局限于肺部。它还可能通过肺—肠轴改变肠道微生态，破坏肠道屏障，并进一步影响免疫和代谢功能。
㈡重金属
重金属也是重要的环境污染物，常见类型包括铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）和砷（As）。
这些重金属广泛存在于土壤、水体和沉积物中，主要来源包括采矿、冶炼、工业生产、污水排放，以及农业中含金属化肥和农药的使用。由于重金属不能被自然降解，它们会长期残留在环境中，并通过食物链逐渐富集。
人类接触重金属的主要途径包括：
重金属进入人体后，可能损伤肝脏、肾脏、神经系统和免疫系统。同时，它们也可能改变肠道菌群组成，影响肠道屏障功能，并通过微生物代谢改变加重毒性效应。
㈢持久性有机污染物（POPs）
持久性有机污染物，简称 POPs，是一类难以降解、容易在脂肪组织中积累的有毒化学物质。常见POPs包括多氯联苯（PCBs）、二噁英和有机氯农药等。
这些化合物曾被广泛用于工业和农业生产。虽然许多 POPs 目前已经被禁止或限制使用，但由于它们化学性质稳定、脂溶性强，仍然可以长期存在于全球生态系统中。
POPs还具有远距离迁移能力。它们可以随着大气环流、水流和食物链传播到远离污染源的地区，因此具有全球性污染特征。
人体接触 POPs 的主要途径是饮食摄入，尤其是摄入脂肪含量较高的食物，如肉类、乳制品和部分水产品。此外，人体也可能通过吸入污染空气或皮肤接触而暴露于 POPs。
POPs 进入人体后，可影响内分泌、免疫、代谢和神经系统。近年来研究还发现，POPs 可能通过改变肠道微生物群，进一步影响胆汁酸代谢、炎症反应和能量代谢。
㈣新兴污染物
近年来，新兴污染物逐渐受到关注，典型代表包括微塑料和药品及个人护理用品污染物（PPCPs）。
微塑料主要来源于塑料垃圾的分解、工业生产过程以及日常塑料制品的磨损。它们已经广泛存在于海洋、河流、湖泊、土壤甚至饮用水中。
PPCPs 包括药物、化妆品、防晒剂、清洁用品和个人护理产品中的化学成分。这些物质主要通过生活污水、医院废水和工业排放进入环境。
人类可能通过以下途径接触这些新兴污染物：
与传统污染物相比，新兴污染物的使用历史相对较短，环境行为和健康效应仍在研究中。目前对其长期影响，特别是对肠道微生物群的影响，证据仍然有限。因此，新兴污染物的健康风险评估仍需要更多长期研究支持。
主要环境污染物类别、代表性来源及暴露途径
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doi.org/10.3389/fmicb.2026.1737229
★ 环境污染物暴露的共同特点
不同污染物的来源和进入人体的途径有所不同，但它们有一个共同特点：人体往往不是一次性接触单一污染物，而是长期、低剂量、同时接触多种污染物。
这种长期低剂量混合暴露更接近真实生活情境。例如，一个人可能同时通过空气吸入PM2.5，通过饮食摄入POPs或重金属，又通过饮用水接触微塑料和药物残留。多种污染物共同作用时，可能产生更复杂的健康影响。
▸ 肠道菌群在污染物健康效应中的作用
肠道微生物群被污染物扰乱后，可能通过以下方式影响健康：
因此，污染物对人体的影响并不一定只是“污染物直接损伤器官”这么简单。很多情况下，污染物可能先改变肠道微生态，再通过微生物代谢产物、免疫信号和炎症反应影响全身健康。
★ 肠道微生物群作为环境毒理学的新靶点
传统毒理学研究主要关注污染物对重要器官的直接损伤，例如肺、肝、肾和神经系统损害。但近年来，越来越多证据表明，肠道微生物群也是环境污染物作用的重要靶点。
这些发现重塑了环境毒理学的概念框架，表明肠道微生物群不仅是被动旁观者，更是污染物诱发生理变化的主动介导者。这一范式转变提出了一个关键的科学问题：环境污染物是否通过扰动肠道微生物群，诱发宿主生理功能障碍和疾病？
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doi.org/10.3389/fmicb.2026.1737229
为了明确污染物选择标准，我们重点关注了四大类：空气污染物、重金属、持久性有机污染物（POPs）和新兴污染物。这些基于其全球流行率、对肠道微生物群的充分记录影响，以及世界卫生组织（WHO）、美国环保署（USEPA）和国家环境机构等监管机构日益关注。
每个类别都包含具有大量肠道微生物群调节证据的代表性化合物，可以提供一个全面且聚焦的污染物-微生物群-宿主相互作用跨化学类别的概述。
代表性污染物对肠道微生物群的影响及相关健康结果
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▸ 空气污染物及其对肠道微生物群的影响
空气污染是全球重要的公共卫生问题。它的成分非常复杂，既包括空气中的颗粒物，也包括多种气体污染物。其中，最受关注的包括细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O₃）和氮氧化物（NOx）。
过去，人们更多关注空气污染对呼吸系统和心血管系统的危害。近年来，越来越多研究发现，空气污染还可能通过 “肺—肠轴” 影响肠道微生物群。也就是说，污染物被吸入肺部后，不仅会引起局部炎症，还可能通过血液循环、免疫反应和代谢改变影响肠道环境，最终导致肠道菌群失调，并增加多种系统性疾病的风险。
①细颗粒物（PM2.5）
PM2.5是指空气动力学直径小于或等于2.5微米的细小颗粒物。由于颗粒很小，它们可以被吸入肺部深处，甚至到达肺泡。PM2.5 还具有较大的表面积，容易吸附重金属、多环芳烃等有毒物质，因此可能携带多种有害成分进入人体。
吸入后，PM2.5 可能通过血液或淋巴系统进入身体其他部位，包括肠道，并改变肠道微生物的组成。流行病学研究和动物实验均显示，PM2.5 暴露与肠道菌群变化有关，而且这种影响可能与暴露浓度和暴露时间有关。
在人群研究中，长期暴露于高 PM2.5 环境的人群，尤其是居住在交通繁忙或工业区附近者，其肠道微生物α多样性显著下降。
注：α多样性反映菌群的丰富度和均衡性，其降低意味着物种减少、生态稳定性减弱。
PM2.5的影响亦可发生于生命早期。一项纳入168852名母亲的队列研究显示，孕期较高 PM2.5 暴露与早产风险增加相关，提示空气污染不仅危害孕妇健康，也可能影响胎儿发育及妊娠结局。
动物实验进一步支持上述发现。例如，小鼠长期暴露于约 70.9 ± 26.8 μg/m³ 的浓缩颗粒物后，出现肠道屏障受损及菌群结构改变，可能与 TLR2/5–MyD88–NLRP3 信号通路激活有关，该通路与免疫炎症反应密切相关。
另一研究中，小鼠暴露于 198.5 μg/m³ PM2.5 后，先出现短暂体重下降，随后发生代偿性增加，同时伴随肠道微环境及代谢通路显著变化，表明 PM2.5 可同时影响菌群与能量代谢。
此外，通过气溶胶浓缩系统对雄性 C57BL/6J 小鼠进行 PM2.5 暴露，并结合抗生素清除菌群及粪菌移植实验发现，PM2.5 引起的葡萄糖代谢异常与肠道菌群失衡密切相关。
进一步分析表明，短链脂肪酸（SCFAs），尤其是乙酸盐，是关键代谢环节。补充乙酸盐可部分缓解代谢异常，提示肠道菌群可能是 PM2.5 影响葡萄糖代谢的重要中介。
②臭氧（O₃）和氮氧化物（NOx）
臭氧（O₃）由三个氧原子组成，具有强氧化性。平流层臭氧可阻挡紫外线，而近地面臭氧则是重要空气污染物，近年来已成为中国及其他快速发展地区的突出环境问题。
臭氧对肠道微生物群的影响主要通过氧化应激和全身炎症间接实现。氧化应激指体内氧化物质过多，超出清除能力，从而引发细胞损伤和炎症。
研究显示，将健康大鼠及心血管疾病易感大鼠暴露于不同浓度臭氧4小时后，其肺和肾出现不同程度炎症反应。尽管未直接观察到肠道损伤，但全身炎症已被激活，提示臭氧可能通过免疫与氧化应激通路间接改变肠道微环境和菌群。
氮氧化物（NOx），主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO₂），是交通污染的重要来源。研究发现，交通相关空气污染与肠道菌群变化及空腹血糖升高有关。
具体而言，污染暴露与拟杆菌科（Bacteroidaceae）丰度下降、瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）丰度升高相关；前者减少、后者增加均与空腹血糖升高相关。
路径分析显示，这两类菌群变化可解释交通污染与空腹血糖升高约 24%–29% 的关联，表明空气污染可能部分通过改变肠道菌群影响宿主的葡萄糖代谢。
总体来看，空气污染不仅会损害肺部和心血管系统，也可能通过肺—肠轴影响肠道微生物群。PM2.5、臭氧和氮氧化物等污染物可以通过炎症反应、氧化应激、肠道屏障损伤和代谢通路改变，导致肠道菌群失衡。
这些菌群变化又可能进一步影响葡萄糖代谢、免疫状态和全身健康。因此，肠道微生物群可能是连接空气污染暴露与代谢性疾病、炎症性疾病等健康风险之间的重要桥梁。
▸ 重金属对肠道微生物群的影响
重金属是一类常见的环境污染物。它们有两个重要特点：不容易被降解，并且可能在生物体内不断积累。常见的重金属包括砷、镉、铅、汞等。人类接触重金属的主要途径包括食用受污染的食物、饮用受污染的水，以及职业或生活环境中的长期接触。
长期暴露可带来多种健康风险，如增加癌症发生、造成DNA损伤、干扰免疫功能，甚至引发不可逆的组织损害。
近年来研究表明，重金属除直接损伤器官外，还可通过影响肠道微生物群和肠道屏障危害健康。其在肠道内会对菌群产生选择压力，促使耐受菌增殖，并通过诱导氧化应激、改变基因表达，破坏肠道微生态平衡。
不同重金属的毒性机制各异，对肠道菌群及人体健康的影响也存在差别。
①砷：可改变肠道菌群，并影响全身代谢
砷可以以不同形式存在，主要包括无机砷和有机砷。其中，无机砷，如三价砷和五价砷，毒性通常更强。对人类来说，受污染的饮用水是砷暴露的重要来源。在一些地区，例如孟加拉国以及中国西部部分地区，地下水中的砷含量可能超过安全限值。
流行病学研究表明，高砷暴露与肠道菌群结构改变相关。例如，生活在砷污染地区的儿童肠道中变形菌门丰度升高，同时富集与毒力和抗生素耐药相关的功能基因。
注：变形菌门包含多种机会致病菌或病原菌，如大肠杆菌、幽门螺杆菌、克雷伯氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌、铜绿假单胞菌、霍乱弧菌和空肠弯曲菌等，其增多通常提示肠道微生态失衡。
此外，从这些儿童体内分离的大肠杆菌携带砷抗性基因且表达增强，表明长期砷暴露可促使肠道细菌获得或强化抗砷能力。
动物实验亦支持这一结论：小鼠经饮水长期暴露于不同浓度砷后，出现肝损伤及菌群失调；暴露数周的无机砷亦可显著改变肠道微生物结构。
代谢组学分析进一步发现，砷暴露会引起血液、肝脏和粪便中多种代谢物异常，其中多与肠道微生物相关，提示砷不仅改变菌群组成，还影响其代谢功能，并扰乱全身代谢平衡。
②镉：可能通过“肠—脑轴”影响认知功能
镉和铅是环境中较常见的重金属污染物。它们的肠道毒性机制有一定相似性：都可能诱发氧化应激，破坏肠道微生态平衡，并促进某些耐受重金属的细菌增殖。
镉主要通过饮食进入人体，尤其来源于受污染土壤中种植的农作物，如稻米等主食。
动物研究表明，长期摄入含镉饮水可导致肠道菌群失调并影响神经功能。例如，小鼠连续 9 周暴露于一定浓度镉后出现认知损伤；同时伴随肠道屏障受损、炎症因子变化、海马相关基因表达异常，以及肠源性神经活性代谢物紊乱。
这些结果提示，镉的神经毒性不仅源于对大脑的直接作用，也可能通过肠—脑轴间接实现，其中肠道菌群和屏障功能是关键中介。
此外，研究还发现镉暴露可抑制呼吸代谢和免疫反应，诱导氧化应激，并改变能量代谢相关基因表达，可能反映机体对长期镉胁迫的适应性反应。
③铅：可能促进耐重金属细菌增加
铅的暴露途径与镉相似，主要来自受污染的食物、水及环境或职业接触。
一项纳入696名参与者的研究发现，尿铅水平与肠道菌群多样性变化相关：尿铅较高者肠道中变形菌门及伯克氏菌目等细菌丰度增加。
这表明铅可能通过改变肠道微生态，促进耐重金属的机会性细菌生长，进而削弱菌群稳定性，并增加炎症或感染风险。
④汞：可能损伤肠道屏障，并通过食物链累积
汞可在环境中转化为毒性更强的甲基汞，并在食物链中逐级富集。人类主要通过食用鱼类，尤其是处于食物链高位的大型掠食性鱼类而暴露。
鱼类实验表明，膳食甲基汞未必导致急性死亡，但在体内累积至一定水平后，会显著影响其生长、繁殖和行为；野外研究亦提示，低剂量暴露也可能影响种群稳定。
在人类和哺乳动物中，无机汞和甲基汞均具有神经毒性和免疫毒性。相较之下，其对肠道上皮和菌群的直接影响研究较少。
细胞实验显示，肠上皮细胞暴露于无机汞或甲基汞后，氧化还原平衡被破坏，通透性增加，紧密连接受损，即肠道屏障变“更漏”。
因此，肠道屏障损伤可能是汞引发全身毒性的重要途径之一。
★ 肠道微生物也会“改造”重金属
重金属进入肠道后并非保持不变，肠道微生物可通过酶系统和氧化还原反应参与其转化。
例如，部分微生物可对砷和汞进行甲基化或去甲基化，改变其化学形态、毒性及吸收程度。硫酸盐还原菌可将无机汞转化为更易吸收且神经毒性更强的甲基汞；而其他微生物过程则可能将其转化为更难吸收或更易排出的形式，从而降低毒性。
此外，铬、硒等元素也可被微生物改变价态，不同价态对应不同毒性和健康风险。
这些转化受微生物基因调控，如编码金属还原酶、氧化酶和转运蛋白的基因；在长期暴露下，这些基因可能富集，使菌群逐步适应重金属压力。
因此，肠道微生物对重金属的转化具有“双刃剑”效应：既可能降低毒性，也可能生成更易吸收、危害更大的形式。
▸ 持久性有机污染物对肠道微生物群的影响
持久性有机污染物，简称 POPs，是一类很难在环境中降解的有毒化学物质。它们通常容易溶解在脂肪中，因此会在动物和人体内长期积累。POPs还可以随着空气、水流和食物链传播到很远的地方。
常见的 POPs 包括：
这些物质可以通过食物链不断富集。例如，小鱼摄入污染物后被大鱼吃掉，大鱼又被人类或其他动物食用，污染物浓度就会一级一级升高。因此，POPs 不仅会影响生态系统，也可能危害人体健康。
近年来，肠道微生物群逐渐受到关注。研究发现，肠道微生物并不只是被 POPs 影响的“受害者”，它们还可能参与污染物的代谢，并影响宿主对污染物的反应。也就是说，POPs 会改变肠道菌群，而肠道菌群的变化又可能进一步影响人体的代谢、免疫功能，甚至神经行为。
①PCBs和TCDD：通过 AhR 影响肠道和免疫
PCBs 和 TCDD 可激活芳基烃受体（AhR），这一细胞内“环境感应器”参与外源化学物代谢及免疫调控。
AhR 被激活后，宿主细胞与肠道微生物的基因表达均可能改变，打破菌群平衡，导致失调并损害肠道功能。
尽管PCBs已被管控多年，但因其高度稳定，仍广泛存在。动物研究发现，母体暴露于 PCB-126 会使成年后代肠道菌群的丰富度和多样性下降，并改变特定菌群组成，从而可能增加其晚年慢性疾病风险，这种影响并不完全依赖于饮食或运动。
机制上，PCB 通过激活 AhR 上调炎症因子（如 IL-6、TNF-α）表达，使肠道处于长期低度炎症状态，抑制有益菌生长并加剧菌群失衡。
②TCDD：影响胆汁酸代谢和肠道-肝轴
TCDD 是一类高毒性的二噁英，可持续激活 AhR，并影响肠道菌群及宿主代谢。
小鼠研究表明，TCDD 暴露会改变胆汁酸代谢，并可能诱发非酒精性脂肪肝（NAFLD）。同时，肠道菌群发生变化，如乳酸杆菌增多、次级胆汁酸水平升高。
宏基因组分析进一步发现，与胆汁酸合成相关的微生物基因也发生改变，提示 TCDD 可能通过“肠道-肝轴”影响肝脏功能，即菌群变化影响胆汁酸代谢，进而作用于肝脏。
另一项研究显示，母体在妊娠和哺乳期暴露于 TCDD，高剂量会导致母体及后代菌群失调、色氨酸代谢紊乱，并增加潜在致病菌。
但也有研究发现，低剂量 TCDD 在某些情况下反而减少后代肠道致病菌，提示其对肠道微生物的影响具有剂量依赖性，甚至可能产生相反效应，并具有跨代影响。
③DDT和PBDEs：也会扰乱肠道菌群
DDT 是曾广泛使用的有机氯农药，虽已在多国被限制或禁用，但因其高度稳定，仍可在土壤、水体和生物体内检测到。
PBDEs 是用于塑料、纺织品和电子产品的阻燃剂，亦属常见持久性有机污染物，其结构和毒理作用与 PCBs 部分相似。
研究表明，DDT 和 PBDEs 均可改变肠道微生物群，如减少有益菌、增加与炎症或代谢紊乱相关的菌群。但其影响受暴露剂量、时间、物种、饮食及个体原有菌群状态等多因素调控，因此具有明显的情境依赖性。
有研究发现，围产期暴露 PBDE-47 会干扰后代肠道菌群的发育、组成及代谢；而孕期和哺乳期补充罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）可在性别依赖性下缓解这些影响，恢复菌群多样性，并改善体重和神经行为表现。
总体来看，POPs 不只是直接损害器官和组织，它们还会通过改变肠道微生物群影响健康。PCBs、TCDD、DDT 和 PBDEs 等污染物都可能破坏肠道菌群平衡，并进一步影响炎症反应、胆汁酸代谢、色氨酸代谢以及肠道-肝轴功能。
换句话说，肠道微生物群可能是连接环境污染物暴露与慢性疾病风险之间的重要桥梁。
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doi.org/10.3389/fmicb.2026.1737229
▸ 新兴污染物及其对肠道微生物群的影响
随着环境检测技术进步，许多以往难以发现的污染物逐渐进入公众视野，被称为新兴污染物，如微塑料、纳米塑料、抗生素耐药基因以及药品和个人护理品残留等，已受到广泛关注。
这类污染物通常具有难降解、分布广等特点，并可能干扰人体与肠道微生物的平衡，可通过食物、饮水及日常环境进入人体。
进入体内后，它们可能通过破坏肠道屏障、释放有害物质或促进耐药基因传播等途径影响肠道健康。因此，其对人体健康的潜在影响已成为环境毒理学的重要研究方向。
①微塑料与纳米塑料
微塑料指直径约1微米至5毫米的塑料颗粒，纳米塑料则小于1微米，来源包括塑料制品在环境中的风化破碎及工业生产过程。
这类颗粒已广泛存在于水体、土壤、空气和食物链中。研究表明，它们可通过物理损伤、化学毒性和载体效应三种机制影响肠道微生物：既可能直接刺激或破坏肠道，也可释放有害添加剂，或作为“载体”携带其他污染物进入体内。
其毒性与粒径、表面特性及塑料类型密切相关；通常粒径越小，与组织和微生物的相互作用越强，潜在影响也越大。
√物理影响：小颗粒可能更容易穿过肠道屏障
相比尺寸较大的塑料颗粒，纳米塑料由于体积更小，通常表现出更强的生物活性。动物实验显示，摄入纳米级塑料后，对肠道和造血系统造成的影响可能比大颗粒塑料更明显。
研究发现，小鼠口服微塑料或纳米塑料后可出现肠道菌群失衡，并伴随造血系统异常，提示肠道微生物变化可能影响全身健康。
机制上，纳米塑料可穿过肠上皮紧密连接进入黏膜层并直接接触微生物，导致细菌膜受损、通透性增加，甚至引发部分菌体死亡。
此外，小鼠长期口服约2微米的聚氯乙烯微塑料会出现肠道损伤，并伴随菌群结构和代谢物改变，提示即使低剂量、长期摄入也可能对肠道健康构成风险。
√化学效应：塑料中的添加剂可能释放出来
塑料并非单一材料，生产中常加入增塑剂、稳定剂、阻燃剂等以改善性能。这些添加剂进入人体后可从塑料颗粒中释放，产生额外毒性。
例如，常见增塑剂邻苯二甲酸酯（如 DEHP）长期暴露可导致胆固醇代谢紊乱。研究表明，DEHP 还能改变肠道微生物组成，影响胆汁酸代谢，并通过肠—肝轴干扰肝脏胆汁酸合成。
这表明，微塑料相关化学物质不仅影响肠道，还可能进一步影响全身代谢。
此外，不同塑料的效应存在差异，如聚苯乙烯较聚乙烯或 PET 更易吸附有毒物质，因而可能对肠道微生物产生更强干扰。
√载体效应：微塑料可能“搭载”其他污染物进入肠道
微塑料和纳米塑料还有一个特殊问题：它们表面积较大，容易吸附环境中的其他污染物，例如重金属、持久性有机污染物以及塑料添加剂等。因此，它们可能像“污染物载体”一样，把其他有害物质一起带入人体肠道。
研究表明，微塑料可吸附邻苯二甲酸酯并将其带入小鼠肠道，其在肠道中的累积程度与对微塑料的吸附能力相关，即吸附性越强，越易随微塑料进入并滞留。
在一项联合暴露实验中，小鼠连续 30 天接触被 DEHP 污染的微塑料后，出现肠道通透性升高、炎症增强及菌群结构改变，部分受影响菌群与能量代谢和免疫功能密切相关；同时，与氧化应激和炎症相关的基因表达也发生变化。
这些结果表明，实际环境暴露多为多种污染物共同作用，微塑料可与其他化学物协同影响，产生更复杂甚至更强的健康效应。
②抗生素耐药基因（ARGs）
抗生素耐药基因（ARGs）是赋予细菌抗药性的遗传信息，可随可移动遗传元件在细菌间传播，近年来被视为重要的新型环境污染物。
ARGs 广泛存在于土壤、水体和动物粪便中，并可通过受污染的食物或饮水进入人体肠道。进入体内后，这些基因可通过“水平基因转移”在细菌间扩散，使原本不具耐药性的菌获得抗生素抵抗能力；一旦转移至致病或机会致病菌，可能增加耐药感染风险。
在谷禾健康检测报告的抗生素耐药风险评估中，部分用户即使近期并未使用抗生素，仍检出较高的耐药风险。这可能与抗生素耐药基因在环境中的污染及其传播有关。
编辑
<来源：谷禾健康肠道菌群检测数据库>
目前研究主要聚焦两个问题：一是 ARGs 在肠道中的传播效率，二是其对肠道微生物群组成的影响。
在肠道内，细菌可通过转导（病毒介导）和接合（直接接触）等方式交换遗传信息，促进共生菌与潜在致病菌之间的基因传播。随着生物信息学技术的发展，研究人员已能更准确识别耐药基因的宿主及其在群落中的传播频率，为制定干预策略、遏制耐药基因扩散提供了依据。
③药品和个人护理产品（PPCPs）
药品和个人护理产品（PPCPs）包括抗生素、止痛药、抗抑郁药、激素、防腐剂、紫外线滤镜和化妆品等，正成为重要的环境污染物。它们主要通过废水排放和农业径流进入环境，且难以在传统处理系统中完全降解，从而对水生生物和人类造成长期、低剂量暴露风险。
越来越多证据表明，PPCPs 即使在环境相关浓度下也可扰乱肠道微生物群的组成、多样性和功能。例如，常见抗菌剂三氯生可降低Lachnospiraceae 和 Ruminococcaceae 的丰度，同时增加促炎的变形菌门；在小鼠中，长期暴露还会改变微生物代谢通路，损伤上皮屏障并加重结肠炎。
非抗生素类 PPCP，如卡马西平和氟西汀，也能调控与神经递质代谢和应激反应相关的微生物基因表达。斑马鱼研究显示，氟西汀暴露可增加放线菌丰度并改变氨基酸生物合成通路，可能影响神经行为。此外，多种 PPCP（如 NSAIDs 和紫外线滤镜）联合暴露的人群研究发现，胆汁酸代谢改变和短链脂肪酸（SCFA）下降，提示其与炎症和代谢综合征相关。
尽管已有进展，关于长期效应、混合暴露及个体差异仍存在明显不足。目前多数功能研究集中于啮齿动物或水生模型，缺乏人群高分辨率纵向数据。未来需结合宏基因组、代谢组和转录组等多组学与环境暴露评估，以阐明其与肠道菌群失调的因果关系。
总体而言，污染物对肠道微生物群的影响具有复杂性和动态性：短期暴露多为可逆改变，而长期暴露（尤其在动物中）可导致持续性改变。但在人类中的长期证据仍有限，有待进一步纵向与干预研究验证。
污染物引发的肠道微生物群改变通常源于直接与间接机制的共同作用。直接作用包括氧化应激、膜损伤、基因毒性及群体感应干扰，常见于重金属、抗生素和纳米颗粒。
间接作用则通过诱导宿主的代谢、内分泌和免疫反应改变微生物组成。例如，全氟化合物可通过影响胆汁酸代谢和免疫状态重塑肠道菌群。这些过程涉及氧化应激反应、芳香烃受体（AhR）信号激活、肠上皮屏障受损及黏膜炎症增强等通路，不仅驱动菌群变化，也可能进一步影响全身健康。
▸ 氧化应激在微生物群破坏中的核心中介作用
氧化应激是连接环境污染暴露、肠道菌群失衡与宿主肠道损伤的关键机制。重金属、微/纳米塑料、持久性有机污染物、农药及电离辐射等进入机体后，主要通过两条途径升高活性氧（ROS）：一是受损线粒体电子传递链产生的线粒体 ROS，二是细胞膜 NADPH 氧化酶系统（NOX/DUOX）生成的 ROS。
√ 污染物干扰线粒体导致氧化失衡
当污染物干扰线粒体氧化磷酸化时，会增加复合物 I 和 III 的电子泄漏，降低膜电位并产生过量 ROS，进而引发脂质过氧化、DNA 损伤和细胞凋亡。与此同时，NOX1、NOX2 和 DUOX2 虽参与应激和免疫防御，但长期过度激活会削弱肠道屏障并促进慢性炎症。
因此，线粒体与 NOX/DUOX 来源的 ROS 共同导致肠道氧化还原失衡，不仅损伤宿主细胞，也进一步改变肠道微生态结构与功能。
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上面示意图展示了污染物促进肠道氧化应激的两条主要途径：
（1）污染物损伤线粒体呼吸链，导致线粒体 ROS 过量产生；
（2）污染物激活肠上皮细胞表面的 NOX/DUOX 酶系统，进一步促进 ROS 生成。
这两类 ROS 来源可相互作用并产生放大效应，加剧肠道氧化还原失衡。持续升高的 ROS 会损伤紧密连接、削弱黏液层并扰乱微生态，促进炎症发生。
√ 过量活性氧会削弱肠上皮的防御功能
过量活性氧（ROS）还会降低肠上皮防御功能，增加通透性，使脂多糖（LPS）等微生物产物更易穿过屏障进入体内，形成“肠漏”，进而促进促炎菌增殖、抑制有益菌，导致菌群失调。
在分子层面，ROS 可激活 MLCK/肌球蛋白及 NF-κB/MAPK 通路，下调闭塞蛋白、ZO-1 等关键屏障蛋白并增强炎症因子释放，形成“氧化应激—屏障损伤—菌群失调—炎症”的恶性循环。
同时，肠道微生物也能调控 ROS 水平。共生菌产生的乳酸及相关信号可激活上皮细胞 NOX，促进 ROS 生成并调节干细胞更新：生理水平有助于维持稳态，过量则可能引发异常增生和菌群紊乱，体现宿主—微生物相互作用对肠道生态的影响。
√ ROS还扰动代谢平衡
短链脂肪酸（SCFA），尤其丁酸，可通过G蛋白偶联受体和 Nrf2/ARE 通路减轻氧化应激、增强屏障功能；而菌群失调导致 SCFA 减少时，抗氧化与屏障保护能力随之下降，使肠道更易受损。
因此，在颗粒物、辐射、农药等环境暴露下，ROS 介导的屏障破坏与菌群失调可能成为系统性炎症和代谢紊乱的起点，并通过肠—肝轴、肠—脑轴影响全身健康，为污染暴露与疾病之间的关联提供了重要机制解释。
▸ AhR 作为连接环境感测与肠道免疫的集成枢纽
芳香烃受体（AhR）信号通路是环境污染物毒理作用的关键枢纽，连接外源物代谢与免疫调控。AhR 在胞质中通常与热休克蛋白 90（HSP90）和 X 相关蛋白 2（XAP2）等伴侣蛋白形成复合体；当内源或外源配体结合后，复合体构象改变、伴侣蛋白解离，促使配体-AhR 复合体转位入核。
AhR连接污染物、肠道菌群与免疫机制
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许多环境污染物，如 TCDD、二噁英、多氯联苯（PCBs）和多环芳烃（PAHs），都可以作为 AhR 的外源性配体，激活肠上皮细胞和免疫细胞中的 AhR 信号通路。
AhR 被配体激活后由胞质转位入核，与核转运子 ARNT 形成异二聚体，并结合芳香烃响应元件（AHRE），调控靶基因表达，从而影响外源物代谢、免疫反应、肠道屏障及微生物群组成。
√ AhR 过度激活与肠道炎症失衡
AhR 信号具有明显的“双向调节”作用。不同来源的配体会产生不同的生物学效应。外源性有毒污染物，如 TCDD、二噁英、PCBs 和 PAHs，通常会导致 AhR 持续、过度激活。
这种异常激活可上调多种代谢酶，例如 CYP1A1、CYP1B1 和 ALDH3A1，同时促进炎症因子 IL-6、TNF-α 和 IL-1β 的释放。长期来看，这会增强氧化应激，破坏肠道黏膜平衡，并推动慢性肠道炎症和菌群失调的发生。
√ 内源性AhR配体的保护作用及其免疫调控机制
相比之下，内源性或肠道微生物来源的 AhR 配体通常发挥保护作用。例如，肠道菌群代谢色氨酸后产生的吲哚类代谢物，如吲哚-3-醛（I3Ald）和吲哚-3-乙酸（IAA），可以温和、短暂地激活 AhR。这种生理性 AhR 激活有助于促进 IL-22 分泌，增强上皮修复能力，维持黏液层和杯状细胞功能，并支持肠道免疫耐受和黏膜稳态。
此外，AhR信号还与氧化应激和炎症通路密切交互。AhR 的激活可以影响 NF-κB 信号通路和 NLRP3 炎症小体活性，从而参与调节炎症因子的产生。同时，它也会影响短链脂肪酸（SCFA）水平、杯状细胞功能以及肠道微生物群组成。因此，AhR 可以被看作是整合“污染物暴露—微生物代谢—免疫炎症—氧化应激”信号的关键节点。
总体来看，适度的 AhR 激活有助于维持肠道屏障完整性、促进组织修复并保持免疫平衡；而污染物诱导的持续 AhR 过度激活，则会打破这种平衡，使肠道微环境从稳态转向氧化应激、慢性炎症和菌群失调。
▸ 肠道屏障完整性的破坏
肠道屏障是连接宿主与外界的首道防线，由黏液层、上皮紧密连接和免疫成分协同维持稳态。环境污染物通过诱导氧化应激、炎症因子过度产生及直接损伤上皮蛋白，破坏屏障结构，增加通透性并引发菌群失调。
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环境污染物可通过多种方式损伤肠道屏障。主要机制包括：
（1）减少杯状细胞分泌黏蛋白 MUC2，使黏液层变薄；
（2）通过 ROS 相关氧化应激信号，下调或破坏紧密连接蛋白，如 occludin、claudin 和 ZO-1；
（3）激活 MLCK 和 PKC 等信号通路，引起细胞骨架收缩。
这些变化会使肠上皮细胞之间的连接变得松散，增加肠道通透性，从而使肠腔内的细菌、脂多糖（LPS）和其他毒性产物更容易穿过肠屏障，进入黏膜甚至全身循环，最终促进慢性炎症和肠道菌群失调。
√ 环境污染物诱导的肠道屏障损伤与炎症级联
肠道黏液层是保护上皮的第一道防线，兼具物理与生化屏障功能，可阻止病原体和毒素接触上皮细胞。污染物如双酚 A（BPA）可通过诱导线粒体功能障碍和氧化应激，抑制杯状细胞分泌黏蛋白 2（MUC2），使黏液层变薄，降低对细菌和毒素的防御能力。
MUC2 表达受 p53 等转录因子调控，其下降会显著削弱黏膜保护。研究表明，黏液屏障受损是溃疡性结肠炎等炎症性肠病的早期特征之一，可促进微生物易位和炎症发生。
同时，污染物还会破坏上皮细胞间的紧密连接。PM2.5 及镉、铅等重金属可通过氧化应激下调 occludin、claudin 和 ZO-1 等蛋白，增加肠道通透性；MLCK 和 PKC 的激活则引发细胞骨架收缩，扩大细胞间隙，加重“肠漏”。
持续的屏障损伤使 LPS 等微生物产物进入血液，与免疫细胞表面的 TLR4 结合，激活 NF-κB 炎症通路，进而引发内毒素血症、代谢紊乱和免疫失衡，形成恶性循环。
因此，肠道屏障既是污染物损伤的直接靶点，也是连接污染暴露、氧化应激、菌群失调与全身炎症的关键环节，其破坏会打破宿主与微生物平衡，并推动局部炎症向全身性病变发展。
▸ 免疫炎症反应的扩增与持续性
在氧化应激和屏障破坏后，环境污染物会引发一连串免疫激活，可能从急性黏膜炎症进展为慢性系统性失调。持续暴露维持细胞因子的产生，招募免疫细胞，改变肠道微生物群，形成自我强化的炎症和氧化损伤循环。
正反馈循环推动污染物诱导的慢性炎症
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√ 污染物驱动的免疫失衡与炎症放大机制
炎症早期，模式识别受体尤其是 TLR4 识别 LPS 或污染物信号，激活 MyD88–NF-κB 和 MAPK 通路，促进 IL-6、TNF-α、IL-1β 等产生；短期有利于防御，但持续激活会转为慢性炎症。重金属和多环芳烃（PAHs）还可激活 NLRP3 炎症小体，促进 IL-1β、IL-18 过度释放，放大炎症。
ROS 还促进巨噬细胞向促炎 M1 型极化并抑制 M2 型，导致炎症加重；同时，污染物促进 Th17 分化和 IL-17A 释放，抑制 Treg 及 IL-10，削弱抗炎调节。
此外，污染物引起菌群失调，减少产短链脂肪酸（SCFAs）的有益菌，降低丁酸盐水平，削弱其对 HDAC 和 NF-κB 炎症通路的抑制作用，使炎症更难终止。
√ AhR配体缺失与炎症正反馈循环
同时，能代谢色氨酸的共生菌减少，导致 AhR 配体（如吲哚-3-醛）生成下降，削弱 IL-22 介导的黏膜修复，使受损屏障更难恢复并加剧炎症。
因此，污染物、ROS、LPS、炎症因子与菌群失调形成正反馈循环：污染物诱导 ROS，ROS 破坏屏障；屏障受损促进 LPS 移位并激活免疫；免疫反应持续释放炎症因子；炎症与污染物进一步扰乱菌群，减少 SCFAs 等保护性代谢物；这些变化又加重屏障损伤和氧化应激，最终推动炎症长期化。
在全身层面，进入血液循环的 LPS 和炎症细胞因子还可以通过肠-肝轴和肠-脑轴影响远端器官。例如，它们可激活肝脏中的库普弗细胞和中枢神经系统中的小胶质细胞，进而参与非酒精性脂肪肝、神经炎症和代谢综合征等肠外疾病的发生。这说明肠道免疫激活不仅是局部炎症反应，也是污染物导致全身毒性效应的重要机制。
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小结
总体来看，污染物诱导的免疫反应并不是单一、短暂的过程，而是会通过 ROS 过量产生、炎症信号激活、肠道屏障损伤和菌群失调等多个环节相互放大，使急性上皮炎症逐渐发展为慢性、系统性的炎症状态。
理解这一正反馈机制，有助于开发抗炎治疗以及靶向肠道菌群的干预策略，从而减轻污染物相关慢性疾病的发生和发展。
过去十年中，越来越多研究表明，环境污染物不仅直接损伤特定器官，还可以通过扰乱肠道菌群，引发全身性毒性反应。这种影响可进一步改变宿主代谢、免疫稳态和疾病易感性。然而，目前该领域仍存在一些关键问题尚未解决。这在一定程度上与传统毒理学长期采用“器官中心”研究模式有关，即更多关注污染物对肝脏、肺、肾脏或神经系统等单一器官的直接损伤，而对肠道菌群介导的全身效应认识不足。
污染物、菌群失调与疾病之间的因果关系仍不清楚
目前多数研究主要停留在相关性分析层面，即观察污染物暴露后哪些菌群发生变化，以及这些变化是否与炎症、代谢紊乱或组织损伤相关。但这类研究往往难以回答一个关键问题：菌群失调究竟是污染物毒性的原因，还是毒性结果的一部分？
换句话说，污染物可能直接损伤宿主组织，也可能先改变肠道菌群，再通过菌群代谢物、免疫调节和屏障功能改变引发疾病。目前很多研究尚未有效区分这两类机制。
此外，宿主自身因素也会影响污染物毒性和菌群反应，包括年龄、性别、饮食结构、遗传背景和基础健康状态等。例如，高纤维饮食可能通过促进短链脂肪酸产生，缓解污染物导致的菌群功能下降；而衰老个体的肠道菌群恢复能力较弱，可能更容易受到污染物影响。免疫调节或解毒代谢相关基因的差异，也可能导致个体对污染物暴露的敏感性不同。
因此，未来研究应更多采用多污染物共暴露模型，并纳入宿主个体差异因素，以更接近真实环境暴露情境。同时，暴露组学、微生物组学和计算建模的结合，有助于解析复杂暴露条件下污染物与肠道菌群之间的网络关系。
主要参考文献：
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谷禾健康
在谷禾的检测实践中发现很多自闭症和情绪障碍人群的对甲酚含量很高，并且结合现有文献，有充分的证据认为对甲酚与自闭症存在相关性。
<来源：谷禾健康自闭症儿童检测示例>
什么是对甲酚？对甲酚是人体中特定细菌(例如艰难梭菌、部分梭杆菌、肠杆菌)降解蛋白质中的l-酪氨酸产生的一种酚类化合物。
目前在自闭症谱系障碍(ASD)患者的血液、尿液和粪便中均已发现对甲酚及其人体代谢物对甲酚硫酸盐的水平明显升高，并发现ASD患者的重复刻板行为、交流与认知障碍症状的加重与尿液中对甲酚和对甲酚硫酸盐水平升高密切相关。
分析还发现，尿液中的对甲酚和对甲酚硫酸盐水平能够很好地区分开ASD儿童与健康儿童，有望作为自闭症谱系障碍的生物标志物和客观定量指标。
作为经过肠道代谢和吸收的物质，过量的对甲酚对肠道健康也存在一定的危害。高浓度对甲酚对结肠细胞具有毒性，会抑制细胞的增殖并增加线粒体耗氧量；还与肠道菌群失衡相互促进，促使耐受和产生对甲酚的细菌进一步增长，并损害肠道上皮细胞，导致屏障功能受损。
除了在自闭症中展现出的相关性及对肠道的危害外，过量的对甲酚还可作为一种尿毒症毒素。在慢性肾脏疾病(CKD)中，血浆中对甲酚和对甲酚硫酸盐的显著升高被检测到，在肾小管细胞中，对甲酚和对甲酚硫酸盐增加氧化应激，影响线粒体功能，并导致细胞死亡，加重慢性肾脏疾病进展。并且对甲酚硫酸盐被发现与肾纤维化有关。
对甲酚和对甲酚硫酸盐也被怀疑在CKD相关的不良心血管事件中发挥作用，因为它们影响内皮细胞的增殖和迁移，降低内皮伤口修复的能力，增加内皮细胞的衰老，并与心肌细胞功能障碍相关。
在这种背景下，本文详细讲述了对甲酚及其代谢产物对自闭症、肠道细胞及菌群和外周组织细胞(即肾小管细胞和血管内皮细胞)的影响。此外，我们将回顾最近的证据，探讨肠道微生物群和对甲酚的产生与自闭症之间的关联，以及该化合物在自闭症中可能发挥的机制。
如何检测自身对甲酚水平，并通过饮食或药理手段降低对甲酚或对甲酚循环浓度也是人们所关心的。在本文的最后一个部分，我们列举了当前主要的一些降低体内对甲酚水平或减轻其危害的措施，包括使用克里美净等药物；多食用富含原花青素的水果，减少红肉的摄入；保持平衡的肠道菌群状态；以及一些合生元疗法。降低对甲酚水平还可能有助于改善自闭症、慢性肾脏疾病和相关的心血管障碍。
对甲酚过高的危害
我们发现，当人体中对甲酚浓度过高时，会存在以下的危害：
•可能是介导自闭症的关键因子
•导致肠道菌群失衡
•对结肠细胞具有毒性
•诱导肠道屏障功能的改变
•会加重肾脏疾病
•与心血管功能障碍相关
作为栖息在我们肠道中的微生物群落，其就像一个个小型的加工厂，可以产生许多代谢产物。
▸肠道菌群代谢酪氨酸产生对甲酚
人体内的对甲酚主要来源于肠道菌群的代谢。在微生物代谢可用的底物中，肠道微生物群降解未消化(或未完全消化的蛋白质)释放的芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)，产生酚类和吲哚类产物。在这些化合物中，酚类化合物对甲酚(4-甲基苯酚)由l-酪氨酸产生。
如下图所示，以梭菌属为代表的细菌可表达脱羧酶，该酶可将酪氨酸的中间代谢产物对羟基苯乙酸和对羟基苯丙酸脱去羧基形成对甲酚和对乙酚。
肠道细菌似乎使用几种酪氨酸衍生的代谢产物，如4-羟基苯丙酮酸、4-羟基苯乳酸、3-(对羟基苯基)丙酸和4-羟基苯乙酸作为对甲酚合成的中间体。
DOI︰10.20059/j.cnki.pps.2023.08.1011
▸艰难梭菌、乳杆菌科等可以产生对甲酚
分析表明，在人类肠道中存在的细菌中，特定的细菌家族，如梭杆菌科、肠杆菌科、梭菌科、拟杆菌科、乳杆菌科和红椿菌科(Coriobacteriaceae)，是强对甲酚生产者，部分双歧杆菌科也可代谢产生对甲酚。
其中以艰难梭菌的对甲酚产量最高，可达其他细菌的10~1000倍。因此，感染艰难梭菌的患者体内可能会出现对甲酚含量升高的情况。
在另一项研究中，通过使用补充有酪氨酸及其代谢物的培养基鉴定产生对甲酚的肠道细菌。发现B.longumsubsp.infantis YIT 4018亚种、艰难梭菌 YIT 10084T、Cl. paraputrificum YIT 10074T和F.necrogenes YIT 10362T具有产生对甲酚的能力。
▸乳酸可以减少对甲酚的产生
艰难梭菌产生对甲酚的能力与其相对于其他肠道细菌的竞争优势有关，从艰难梭菌感染的小鼠模型中可以看出，过量生产对甲酚会影响肠道微生物群的生物多样性。
乳酸是另一种细菌代谢产物，已被证明可以在体外减少细菌对甲酚的产生。利用这一特点，我们推测提升产乳酸细菌的丰度有助于减少对甲酚的产生。
▸高蛋白摄入量会增加对甲酚浓度
在哺乳动物中，饮食中蛋白质摄入量的增加会提高粪便和尿液中的对甲酚浓度，这可能是由于来源于未消化蛋白质的底物l-酪氨酸在细菌代谢活动中的可用性增加。
相反，含有抗性淀粉和麦麸提取物的饮食会减少对甲酚的粪便含量。
人体细胞由于缺乏相关的酶，自身并不会产生对甲酚。
对甲酚除了可经肠道细菌代谢产生以外，石油、颜料、香水、化妆品等日用品中含有对甲酚，对甲酚也是部分食品用防腐剂的原料，因此人体内的对甲酚也可能来源于饮食直接摄入或气体挥发吸入。
对甲酚虽然不是宿主合成的，但在吸收过程中及吸收后可在宿主组织中被修饰。肠上皮细胞吸收对甲酚，产生几种共代谢产物，最终这些产物会在尿液中排出。
▸结肠黏膜结合生成对甲酚硫酸盐
结肠黏膜与硫酸盐和葡萄糖苷酸结合酚类物质的能力已得到证实，分别允许产生对甲酚硫酸盐(p-CS)和对甲酚葡糖苷酸(p-CG)。
在一项研究中，比较了有结肠和没有结肠的血液透析患者血浆中的p-CS水平，表明结肠在p-CS的产生中起着重要作用。从肠道门静脉释放的未代谢的对甲酚由肝脏代谢，主要产生对甲酚硫酸盐，在较小程度上产生对甲酚葡糖苷酸以及其他次要代谢物。
肠道菌群和宿主组织对甲酚代谢的示意图
doi: 10.1007/s00726-021-03064-x.
▸与白蛋白结合保持血液中的含量平衡
对甲酚、p-CS和p-CG以可逆的方式与血浆白蛋白结合，导致血液中结合和游离部分之间的平衡。健康受试者血液中对甲酚的总浓度为9-13µM，而总p-CS的循环浓度为13-15µM。在血液中，游离形式的p-CS浓度平均仅为0.31µM，约占总量的2%。
最后，未与白蛋白结合的对甲酚、p-CS和p-CG会通过尿液排出。志愿者尿液中对甲酚的平均浓度为340µM，个体值之间存在显著差异。这些研究中未报告志愿者的饮食状况，加上个体肠道微生物群组成的差异，可能解释了这种差异。
▸素食者的对甲酚浓度会较低
值得注意的是，一项针对少数食用素食或无限制饮食的健康志愿者的研究表明，素食者的p-CS尿排泄量明显低于无限制饮食者，这可能是因为素食者的膳食纤维含量较高，蛋白质摄入量较低。
在一项针对志愿者的随机、平行、双盲试验中，研究表明，与等热量对照组(不补充蛋白质，摄入相似量的膳食纤维)观察到的微生物群组成相比，补充膳食蛋白质会导致细菌代谢向氨基酸降解转变。
与对照组相比，服用酪蛋白补充剂的组尿p-CS较高，而服用大豆蛋白补充剂的组则没有，这表明膳食蛋白质的来源可能对肠道微生物群对对甲酚的产生或宿主对这种细菌代谢物的代谢产生不同的影响。
▸对甲酚硫酸盐具有神经毒性，与自闭症相关
有临床研究表明对甲酚硫酸盐可能具有神经毒性，是部分神经系统疾病的潜在病因。
目前在自闭症谱系障碍(ASD)患者的血液、尿液和粪便中均已发现对甲酚和对甲酚硫酸盐的水平明显升高，并发现ASD患者的重复刻板行为、交流与认知障碍症状的加重与尿液中对甲酚和对甲酚硫酸盐水平升高密切相关。
我们将在后面的章节中详细讨论对甲酚在自闭症中的作用及其机制。
▸高浓度对甲酚对结肠细胞具有毒性
在体外实验中，浓度为1000µM及以上的对甲酚对人结肠细胞表现出剂量依赖性的遗传毒性。在不同底物的情况下，结合对人类结肠细胞发酵上清液的遗传毒性测试，发现对甲酚是这些上清液中对结肠细胞遗传毒性的最大预测因子。
▸过量的对甲酚减少增殖和线粒体耗氧量
浓度为800µM的对甲酚减缓了人结肠细胞HT-29 Glc−/+的增殖，伴随S期细胞的积聚和细胞分离的轻微增加。在这项研究中，800µM对甲酚的急性处理减少了集落细胞中的线粒体耗氧量。
此外，预处理细胞1天后，基础和最大耗氧量增加，可能抵消了对甲酚对细胞呼吸的不利影响。预处理的细胞中测量到阴离子超氧化物产量增加。在较高浓度(1600和3200µM)下，对甲酚预处理也显示出类似效果，但处理1天后，质子通过线粒体内膜的泄漏增加，降低了线粒体的生物能量代谢效率。
用浓度在800至3200µM之间的对甲酚预处理结肠细胞3天后，细胞内ATP浓度呈剂量依赖性降低。因此，在这个体外模型中，过量的对甲酚被确定为能量代谢的干扰物和对结肠细胞的遗传毒性物质。
对甲酚对结肠上皮的主要作用
doi: 10.1007/s00726-021-03064-x.
▸抑制革兰氏阴性细菌的生长繁殖，同时对对甲酚不敏感的菌群具有生存优势
进一步研究发现肠道中的对甲酚水平和肠道菌群失衡存在相互促进的关系。对甲酚可抑制脆弱拟杆菌等革兰氏阴性肠道细菌的生长繁殖，造成艰难梭菌等对对甲酚不敏感的革兰氏阳性肠道细菌具备生存优势，进而导致肠道菌群组成及多样性的改变；而艰难梭菌正是肠道中产生对甲酚最多的细菌，其相对丰度升高又会进一步造成肠道中对甲酚水平升高。
▸过量的对甲酚促使菌群失衡，失衡的菌群进一步升高对甲酚水平
即肠道中过量的对甲酚促使肠道菌群失衡，失衡的肠道菌群又可进一步升高肠道中的对甲酚水平并加剧菌群的失衡。
关于对甲酚及其代谢物对炎症性肠病病因的影响数据很少。一项研究发现，克罗恩病患者尿液中p-CS的含量低于健康对照组，这提出了炎症性肠病患者结肠细胞中对甲酚代谢/解毒可能受影响的假设。
▸损害肠道上皮细胞，屏障功能受损
研究发现，对甲酚可通过抑制结肠上皮细胞线粒体呼吸链造成ATP产量减少，并促使结肠上皮细胞产生超氧阴离子引发DNA损伤，导致结肠上皮细胞活性及增殖能力受损，造成结肠上皮细胞层完整性受损、细胞间透过性增加，说明对甲酚可通过损害肠道上皮细胞造成肠道屏障功能受损。
使用人Caco-2结肠细胞单层，1600-6000µM的对甲酚剂量依赖性地增加了细胞之间的旁运输，表明高浓度对甲酚可诱导肠屏障功能的改变。在后续研究中，水果提取物中的多酚混合物阻止了对甲酚诱导的旁运输变化，但植物提取物中化合物发挥作用的机制仍需进一步确定。
★ 对甲酚是肠道菌群参与自闭症发生的重要介质
过量的对甲酚被怀疑会对中枢神经系统产生有害影响，这种影响可能与自闭症谱系障碍(ASD)的病因有关。对甲酚、对甲酚硫酸盐在自闭症谱系障碍(ASD)患者体内水平升高且与异常行为的程度呈明显的正相关关联，说明对甲酚可能是肠道菌群参与ASD发生发展的重要中介物质。
有什么证据支持尿液和粪便中对甲酚含量升高可能作为ASD早期有价值的生物标志物，并可能在自闭症病因中发挥作用？接下来将介绍对甲酚在自闭症谱系障碍(ASD)中的潜在致病机制及其与ASD病因和生理变化的关系。
▸自闭症儿童粪便和尿液中对甲酚含量高于正常儿童
首先，与年龄和性别匹配的对照儿童相比，自闭症儿童晨尿中对甲酚浓度较高。这些浓度差异在7岁前都能明显检测到。在另一项研究中，8岁以下的自闭症幼儿尿中对甲酚及其共代谢物对甲酚硫酸盐(p-CS)和对甲酚葡糖苷酸(p-CG)含量高于同年龄、同性别的对照儿童，但在大一点的儿童中则没有。
尿中对甲酚和对甲酚硫酸盐的水平与刻板印象和强迫/重复行为有关。另外两项研究也对自闭症儿童和对照组儿童粪便中的对甲酚进行了测量，结果表明自闭症儿童粪便中对甲酚含量高于对照组儿童。
▸额外注射对甲酚会导致焦虑行为及大脑结构发生改变
在小鼠模型中，单次静脉注射1mg/kg的对甲酚可诱导焦虑和运动活动增加。在10mg/kg的较高剂量下，对甲酚加剧了小鼠自闭症的核心症状，并显著减少了小鼠之间的社会互动偏好。此外，研究中进行了脑区特异性神经化学分析，结果表明这些行为变化与大脑某些区域(如杏仁核、伏隔核和背尾状壳核)多巴胺周转量的剂量依赖性增加相关。
值得指出的是，自闭症不应该仅仅被视为一种“脑部疾病”，因为免疫系统和消化道的异常也存在于自闭症。
大鼠腹腔注射对甲酚(30mg/kg)可改变伏隔核和海马体中N-甲基-D-天冬氨酸谷氨酸受体(NMDARs)亚基的表达，表明对甲酚可能损害这些结构中NMDAR依赖的活性。NMDARs在学习、记忆和突触发育中发挥核心作用。
此外，对甲酚在体外抑制少突胶质细胞的分化，这些细胞是中枢神经系统的髓磷脂形成细胞，源自胶质祖细胞。
中脑边缘多巴胺奖赏环路的正常激活是形成社会动机和产生奖励行为的基础。奖赏环路的激活可产生愉悦感并促进相关奖赏行为的重复，同时促进社交意向等社会动机的形成；而其激活失常则可能导致重复刻板行为和社会交往障碍等ASD核心症状。
该环路由中脑腹侧被盖区(VTA)的多巴胺神经元通过释放多巴胺，向伏隔核、杏仁核和前额叶皮质等脑区的多巴胺敏感神经元发出投射，从而调节行为动机与奖赏反馈。
目前，临床神经影像学技术已观察到ASD患者中脑腹侧被盖区(VTA)与伏隔核之间的结构性和功能性损伤，并在多种ASD模型小鼠中检测到奖赏环路下游神经元兴奋性降低，提示多巴胺奖赏环路受损可能是ASD的重要潜在发病机制。
▸补充对甲酚后社交缺陷加重、多巴胺及其代谢产物水平升高
研究表明对甲酚可能是诱发自闭症谱系障碍(ASD)的重要机理。ASD模型小鼠在服用对甲酚后，其社交缺陷、刻板行为和焦虑样行为明显加重，且在伏隔核等脑区内多巴胺及多巴胺代谢终产物高香草酸的水平显著升高，提示对甲酚可提高多巴胺在奖赏环路中的蓄积与代谢水平；而健康小鼠在服用对甲酚后不仅既可呈现出社交缺陷和重复刻板行为等AS样表现，其VTA多巴胺神经元的兴奋性和兴奋传导能力也显著降低，表现为神经元动作电位的产生数量减少、自发性兴奋性突触后电流的频率和振幅降低，这一现象符合由血清皮质酮升高所引发的神经生理改变。
DOI︰10.20059/j.cnki.pps.2023.08.1011
▸奖赏环路功能受损、神经元兴奋性受抑制
此外，研究还发现升高血清对甲酚硫酸盐水平可显著提升小鼠的血清皮质酮水平，皮质酮是一种受下丘脑和垂体调控、由肾上腺皮质分泌的激素，通常在机体应激时分泌增加从而升高血糖并使精神紧张。提高血清皮质酮水平会提高应激反应，从而造成社交活动减少等ASD样症状。给予其口服式活性炭AST-120则可同时降低其血清对甲酚硫酸盐水平和血清皮质酮水平。
注释：AST-120是一种口服式活性炭，服用后可通过物理作用非特异性地吸附肠道中的酚类物质及其他芳香族化合物并随着肠道的蠕动排出体外，目前已在临床上应用于肾功能衰竭患者的治疗康复。
以上结果说明，对甲酚在体内被代谢为对甲酚硫酸盐后，可引发肾上腺糖皮质激素分泌增加，进而引发奖赏环路中多巴胺水平异常升高和多巴胺D2受体过度激活，造成奖赏环路功能受损、神经元兴奋性和兴奋传导受抑制，进而导致自闭症相关行为异常。
▸抑制多巴胺β羟化酶活性
此外，体外实验还发现对甲酚可使多巴胺β羟化酶不可逆地失去活性，而该酶是催化多巴胺向去甲肾上腺素转化的关键酶。
这一结果说明对甲酚除了可以通过升高血清肾上腺糖皮质激素提高VTA中的多巴胺水平以外，还可能通过抑制多巴胺向去甲肾上腺素的转化从而进一步导致神经系统及奖赏环路中多巴胺的蓄积以及多巴胺代谢水平升高，继而参与ASD的发病机制。
综上所述，对甲酚可能通过提高肾上腺糖皮质激素的分泌和抑制多巴胺β羟化酶的活性，导致多巴胺蓄积并引发中脑边缘多巴胺奖赏环路损伤，进而参与社交障碍等ASD症状的发生发展。
大脑前额叶皮质负责调控情绪、认知、决策等高级功能，参与威胁性刺激的解析评估、恐惧记忆的储存与消退并调节应激反应。临床研究显示ASD患者前额叶皮质的功能以及与其他脑区的连接性明显降低，小鼠实验表明社交障碍等ASD症状与前额叶皮质中多种神经元兴奋性异常有关，提示该脑区功能异常可能是诱发ASD的重要病因。
▸对甲酚硫酸盐诱发氧化应激和神经炎症
有研究发现对甲酚硫酸盐可在小鼠前额叶皮质中蓄积并诱发氧化应激与神经炎症，造成前额叶皮质神经元和神经干细胞受损凋亡。在服用AST-120后，该小鼠前额叶皮质中对甲酚硫酸盐的水平显著下降，同时前额叶皮质的氧化应激与神经炎症水平明显降低，神经元与神经干细胞的活性损伤得以修复，小鼠行为异常与ASD样症状随之得到改善，说明对甲酚硫酸盐可能通过影响前额叶皮质功能从而参与ASD的发病机制。
▸对甲酚硫酸盐可增加CD68的表达
研究还发现，对甲酚硫酸盐显著增加小鼠前额叶皮质中CD68分子的表达，而前额叶皮质中对甲酚硫酸盐水平的降低伴随CD68表达水平的下降。CD68可激活小胶质细胞，参与脑内免疫应答并介导炎症反应。
多项临床研究表明，ASD患者脑内小胶质细胞密度增加且过度激活，导致的神经系统炎症可能是引发ASD症状的重要因素。这提示对甲酚硫酸盐可能通过间接激活小胶质细胞，导致前额叶皮质的神经炎症与功能损伤，从而引发ASD症状。
▸自闭症患者存在线粒体功能障碍
线粒体是细胞中直接能源物质腺苷三磷酸(ATP)的产生场所，同时也参与细胞的应激反应与自噬凋亡。ASD患者常伴随线粒体功能障碍，临床上已借助脑磁共振波谱成像在ASD患者的多个脑区观察到线粒体功能障碍。
线粒体中的谷胱甘肽能起到解毒和抗氧化的作用，有助于维持线粒体内氧化还原反应平衡，保障线粒体产能功能的正常行使。肠道宏基因组测序显示，在ASD患者的肠道菌群中，谷胱甘肽合成酶及相关通路出现明显缺陷，说明肠道菌群的潜在线粒体保护功能受损；血液学检测显示ASD患者血浆中还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽的比例明显降低，ASD患者有可能存在较为广泛的线粒体功能障碍。
▸耗竭细胞中的还原型谷胱甘肽
体外实验发现，对甲酚和对甲酚硫酸盐可耗竭细胞中的还原型谷胱甘肽，并显著提升胞内氧化型谷胱甘肽的水平。体内实验也发现对甲酚硫酸盐可显著降低小鼠前额叶皮质中的还原型谷胱甘肽水平，而通过服用AST-120降低小鼠体内的对甲酚硫酸盐能有效恢复前额叶皮质中的还原型谷胱甘肽水平。
谷胱甘肽的合成减少与解毒功能减弱是可能造成线粒体功能障碍并引发ASD症状的重要机制。
研究发现，对甲酚硫酸盐可增强细胞对葡萄糖和氧的摄取，提高线粒体的有氧呼吸，但显著降低ATP产量。这是因为对甲酚硫酸盐降低了与氮代谢和酸碱平衡相关的酶(如谷氨酰胺酶和谷氨酸脱氢酶)及抗氧化防御相关酶(如烟酰胺核苷酸转氢酶)的表达，同时激活NADPH氧化酶，导致线粒体能量消耗和氧化应激水平升高，从而引发线粒体ATP产量下降、分裂和凋亡。
上述证据反映了，对甲酚可能通过消耗细胞中的还原型谷胱甘肽、提高线粒体的氧化应激水平，造成线粒体功能障碍和能量代谢失衡，进而参与ASD的发病机制。
▸自闭症患者的肠道症状与菌群和行为异常有关
自闭症谱系障碍(ASD)患者常出现腹痛、胀气等肠道不适症状，严重者可长期伴随呕吐、便秘、腹泻等肠道功能紊乱表现，且患者的肠道症状与其行为异常之间存在程度上的显著关联。临床研究发现ASD患者肠道菌群组成失衡，提示肠道菌群失调可能是引发ASD相关行为异常的重要潜在诱因。
研究发现，将ASD患者的肠道菌群移植给无菌小鼠可导致小鼠脑中出现ASD相关基因的可变剪接，并表现出ASD样行为。特定的肠道细菌及其代谢产物能够调节小鼠行为并诱发ASD样表现，而移植健康人肠道菌群则不会引发这些变化。
▸过量的对甲酚导致肠道菌群紊乱及ASD症状
进一步研究发现，长期服用对甲酚的小鼠出现肠道菌群紊乱和社交障碍等ASD样症状。将这些小鼠的肠道菌群移植给健康小鼠后，后者也表现出ASD样症状和肠道中对甲酚水平上升。而将另一健康小鼠的肠道菌群移植给长期服用对甲酚的小鼠，则可降低其肠道中对甲酚水平，缓解VTA神经元兴奋性异常，并改善ASD样行为。
肠道中的对甲酚水平和肠道菌群失衡存在相互促进的关系。即肠道中过量的对甲酚促使肠道菌群失衡，失衡的肠道菌群又可进一步升高肠道中的对甲酚水平并加剧菌群的失衡，这可能是对甲酚参与 ASD发病机制的重要途径。
▸过量对甲酚损害肠道屏障功能
除了肠道菌群失调，肠道屏障功能受损也是ASD患者常见肠道症状的可能原因和潜在诱因。活检结果显示，75%的ASD患者小肠上皮细胞中维持肠道屏障完整性的紧密连接组分表达量减少，说明ASD患者普遍存在肠道通透性增加。这导致肠道中细菌、毒素及外源性蛋白质(包括细菌和食物来源)进入血液，成为引发ASD的潜在病因。
研究发现，对甲酚通过抑制结肠上皮细胞的线粒体呼吸链减少ATP产量，并促使细胞产生超氧阴离子引发DNA损伤，导致结肠上皮细胞活性和增殖能力受损，进而影响细胞层的完整性和增加细胞间透过性。这说明，对甲酚可能通过损害肠道上皮细胞来影响肠道屏障功能，这可能是其参与ASD发病的另一潜在机制。
编者小结
综上所述，对甲酚及其代谢产物对甲酚硫酸盐可能通过四种潜在途径参与ASD的发生发展：
①引发多巴胺蓄积和中脑边缘多巴胺奖赏环路受损；
②导致线粒体功能障碍；
③前额叶皮质神经炎症；
④以及肠道菌群失调和肠屏障功能受损。
DOI︰10.20059/j.cnki.pps.2023.08.1011
在慢性肾病(CKD)患者中，肾功能障碍的进展与血浆中蛋白结合和水溶性尿毒症溶质的积累有关。在这些尿毒症溶质中，对甲酚及其代谢物对甲酚硫酸盐(p-CS)在很大程度上被怀疑会加重CKD。因为它们与血清蛋白结合的能力很强，容易在血液中积累。
相比之下，血清中另一种对甲酚共代谢物对甲酚葡糖苷酸(p-CG)的蛋白结合程度远低于p-CS。
▸慢性肾病和透析患者血液中对甲酚浓度更高
慢性肾病和血液透析患者血液中的对甲酚和p-CS浓度远高于健康人。在血液透析患者中，总对甲酚的5-7%以游离形式存在，其余为共轭形式。CKD患者的p-CS血药浓度为50-120µM，血液透析患者为110-220µM，其中约7%以游离形式存在。相比健康人，CKD/血液透析患者的对甲酚和p-CS浓度分别高出4-19倍和4-16倍。
并且血液透析患者肾小管分泌对甲酚硫酸盐的清除率显著低于健康人，表明CKD患者的p-CS分泌受损。
对甲酚和p-CS作为尿毒症毒素参与CKD进程。一项针对CKD患者的研究显示，p-CS基线水平可预测CKD进展，而血液透析患者血清中对甲酚的游离浓度与死亡率相关。
▸对甲酚硫酸盐与肾纤维化有关
体外研究和部分肾切除小鼠经对甲酚硫酸盐(p-CS)治疗4周的体内数据表明，p-CS可能与肾纤维化相关。由于肾小管分泌是肾处理p-CS的主要途径，p-CS可能通过诱导氧化应激导致肾小管细胞损伤。
在体外，p-CS浓度为5-26µM时，会以与炎症反应相关的方式改变近端肾小管细胞的基因表达；浓度为5-260µM时，会损害线粒体功能和生物发生。此外，对甲酚在12-52µM时对肾小管细胞具有凋亡作用，而在144-577µM时可诱导细胞自噬死亡。
有趣的是，在接受维持性血液透析的终末期肾病患者中，摄入含有抗性淀粉的饮食8周能够降低血清中对甲酚浓度。此外，在透析患者中，在饮食中补充不可消化的碳水化合物可降低血浆中p-CS的浓度，从而表明这种饮食干预在减少结肠源性对甲酚的产生方面是有效的。
▸不可消化的碳水化合物有助于减轻对甲酚过量引起的症状
未消化的碳水化合物可能通过减少对甲酚在结肠的吸收间接降低其循环浓度。在慢性肾病中，尿素流入结肠后被脲酶活性细菌转化为铵，过量的铵会损伤结肠黏膜，增加通透性，并引起结肠黏液层和吸收性结肠细胞的形态学改变，同时减少短链脂肪酸氧化。
下图总结了对甲酚及其代谢物在过量时对肾细胞的有害影响。低蛋白饮食(0.6-0.8g/kg/天)通常被推荐用于延缓CKD进展和推迟透析治疗，这与高蛋白饮食显著增加肠道微生物群合成对甲酚所需l-酪氨酸正好相反。
doi: 10.1007/s00726-021-03064-x.
对甲酚及其次生代谢物作为尿毒症毒素受到广泛关注，其对心血管系统的有害影响主要来自肾病患者的观察性研究和内皮细胞的体外实验。
▸对甲酚浓度与心血管疾病风险相关
观察研究发现，血清游离对甲酚浓度是慢性肾病(CKD)患者心血管疾病的风险预测因子，而在血液透析患者中，血清游离和总对甲酚浓度与心血管事件相关。
尿中对甲酚硫酸盐(p-CS)的高排泄与CKD患者的心血管事件直接相关。血清游离对甲酚浓度与首次心血管事件的发生和心血管疾病相关，并可能预测老年人心血管疾病的死亡率。
▸不同浓度对甲酚对内皮细胞的影响
内皮功能障碍在心血管疾病发展中起重要作用，几项实验研究测试了对甲酚对内皮细胞生理的影响。
在白蛋白存在下，对甲酚浓度为100-500µM时，剂量依赖性地抑制内皮细胞增殖和伤口修复。浓度为185-739µM时，抑制作用部分源于细胞周期G0/G1期细胞的积累，伴随细胞周期抑制剂p21/WAF1/Cip1表达增强和cyclin D1表达抑制。此外，对甲酚显著增加内皮通透性，并在90-3000µM范围内导致细胞周期G2/M期积累，损害内皮祖细胞增殖和迁移。浓度为92-740µM时，其对内皮祖细胞增殖的抑制与p38和Erk1/2磷酸化的激活有关。
370µM浓度的对甲酚(自由形式或与白蛋白结合)会增加内皮细胞释放内皮微泡。内皮微泡是从活化或凋亡的内皮细胞和血细胞中释放的膜泡，大小为0.1-1.0µm，反映内皮细胞损伤程度。这些由细胞质膜起泡脱落形成的微泡被认为是调节血管生理的活跃细胞信使。内皮微泡释放的增加会降低内皮细胞迁移能力，促进成熟内皮细胞衰老，从而影响内皮修复。
▸影响内皮细胞的生物学和修复
在血液透析患者中，游离血清对甲酚浓度与循环内皮微泡的数量相关。最近有研究表明，对甲酚在230µM浓度下时，可增强内皮细胞中微囊泡的释放；当在92-920µM范围内时，可以激活内皮细胞中的整合素连接激酶。该激酶是整合素信号复合体的关键组成部分，参与血管完整性和血管生成。在体外获得的大量实验证据清楚地表明，对甲酚可能影响内皮细胞的生物学和修复。
下图概述了对甲酚对内皮细胞的影响：
doi: 10.1007/s00726-021-03064-x.
▸对甲酚过量与心肌细胞功能障碍相关
对甲酚在心肌细胞中的作用研究表明，在230-920µM范围内，对甲酚可逆地降低新生儿心肌细胞的自发收缩率，并引发间隙连接分解，说明其过量与心肌功能障碍的关联。
间隙连接在心肌细胞间的电偶联和脉冲传播中起关键作用。此外，相同浓度下，对甲酚还会破坏心肌细胞的粘附连接，可能进一步影响心肌细胞功能。
1
克里美净等药物降低对甲酚水平
▸克里美净降低对甲酚水平并改善自闭症症状
临床研究表明，给12-17岁的自闭症谱系障碍(ASD)儿童服用克里美净(AST-120)，可明显降低受试儿童尿液中对甲酚硫酸盐的水平，同时显著改善了受治儿童的重复刻板行为和社会动机异常等ASD症状，并且未发现明显的不良副作用。
对于具有严重情绪障碍的ASD儿 童 还 可 显 著 降 低 其 焦 虑 和 易 怒 程度。克里美净(又名AB-2004、AST-120)是一种可食用的活性碳颗粒，可非选择性地吸附肠道内的酚类物质及其他芳香族化合物。由于AST-120本 身 并 不 参 与 体 内 生 化 反应，仅起到物理吸附作用，不会被人体所吸收，因此具有良好的安全性。这也从侧面表明临床上降低肠道中对甲酚水平具有改善孤独症症状的能力。
▸阿卡波糖减少对甲酚的生成和浓度
其他研究还发现，小肠α-葡萄糖苷酶抑制剂，如阿卡波糖(Glucobay®)可增加到达结肠的未消化碳水化合物的数量，并可降低蛋白质结合的尿毒症溶质对甲酚的生成和血清浓度。
注：本文不作为医疗建议，药物需在医生建议下服用
2
高纤维，低蛋白饮食调整
▸富含原花青素和多酚提取物的果蔬可预防对甲酚的有害作用
一项研究在暴露于对甲酚的结肠上皮细胞中评估了来自苹果、牛油果、蔓越莓、葡萄或其他含有原花青素和多酚提取物水果的保护作用。
对甲酚会显著增加乳酸脱氢酶(LDH)渗漏并降低 ATP 含量，而在Caco-2细胞中，它显著降低跨上皮电阻并增加葡聚糖的细胞旁转运。蔓越莓和牛油果中提取的原花青素类物质阻止了对甲酚诱导的细胞的改变。
原花青素细菌代谢物减少了LDH泄漏，改善了细胞活力，但未改善细胞内ATP。所有多酚提取物和原花青素细菌代谢物都阻止了对甲酚诱导的屏障功能改变。这些结果表明，含原花青素的多酚提取物和原花青素代谢物可能有助于保护结肠粘膜免受对甲酚的有害影响。
▸增加膳食纤维和抗性淀粉摄入，降低对甲酚水平
已经研究了补充纤维在降低透析前慢性肾脏病 (CKD)患者对甲酚的影响。在血液透析(HD)患者中，纤维补充已被证明可显著降低血浆对甲酚浓度。提供豌豆壳纤维和菊粉可使血清对甲酚减少24%，与低聚果糖和菊粉在HD患者中的效果相似，表明补充纤维对疾病早期患者有潜在益处。
3期和4期CKD患者在补充益生菌和6.6克/天菊粉后，15天和30天内对甲酚减少40%，需要注意的是，益生菌可能也在降低对甲酚方面发挥作用。
该研究支持这样一个结论，即提供高度可发酵的纤维，如菊粉，可能通过抑制蛋白水解和增强糖发酵来减少对甲酚的产生。豌豆壳纤维也可能通过缩短肠道运输时间来帮助减少蛋白水解发酵从而减少对甲酚的产生。
还有研究比较了食用抗性淀粉或表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)对体内对甲酚含量的影响。研究表明，抗性淀粉可以在大鼠模型中有效降低结肠和尿液中的对甲酚水平。
表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)：这种茶多酚中最有效的活性成分，通过调节肠道微生物群，减少对甲酚生成细菌的含量，从而降低其血浆和尿液浓度。
▸高蛋白和酪氨酸摄入会增加体内对甲酚水平
我们知道，蛋白质中的酪氨酸是对甲酚产生的原料，因此饮食中蛋白质摄入量的增加会提高粪便和尿液中的对甲酚浓度，这可能是由于蛋白质的底物l-酪氨酸在细菌代谢活动中的可用性增加。
3
通过调整肠道菌群，减少对甲酚的产生
▸减少艰难梭菌等产对甲酚的细菌
在人类肠道中存在的细菌中，梭杆菌科、肠杆菌科、梭菌科、拟杆菌科、乳杆菌科和红椿菌科，是对甲酚生产者，部分双歧杆菌科也可产生对甲酚。
其中艰难梭菌的对甲酚产量最高，可达其他细菌的10~1000倍。因此，感染艰难梭菌的患者体内可能会出现对甲酚含量升高的情况。
并且肠道中的对甲酚水平和肠道菌群失衡存在相互促进的关系。对甲酚会抑制一些革兰氏阴性肠道细菌的生长繁殖，并造成艰难梭菌等对对甲酚不敏感的革兰氏阳性肠道细菌具备生存优势，导致肠道菌群组成及多样性的改变；而艰难梭菌正是肠道中产生对甲酚最多的细菌，其相对丰度升高又会进一步造成肠道中对甲酚水平升高。
因此，减少艰难梭菌等产对甲酚的细菌，相当于对“生产机器”进行了阻断，减少了体内对甲酚的产生。
▸产乳酸细菌有助于抑制对甲酚
乳酸是另一种细菌代谢产物，已被证明可以在体外减少细菌对甲酚的产生。利用这一特点，我们推测提升产乳酸细菌的丰度有助于减少对甲酚的产生。
嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)、婴儿双歧杆菌(Bifidobacterium infantis)和乳链球菌(Streptococcus lactis)是常见的产乳酸细菌，一些发酵乳制品及益生菌产品中常有其存在，通过提高其肠道占比可能有助于减少对甲酚的产生。
▸一些粪肠球菌菌株有助于对甲酚的解毒
还有研究发现，粪肠球菌(Enterococcus faecalis)的三个菌株(UTD-1、UTD-2和UTD-3)，能够以很高的速率降低细胞外对甲酚浓度(30μg/ml)，说明肠道分离株粪肠球菌可能是减轻对甲酚危害的潜在候选方法。
▸粪菌移植使肠道菌群正常化也降低了自闭症患者的对甲酚水平
此外，临床研究发现粪菌移植治疗可持续降低自闭症儿童肠道中过高的对甲酚水平，并且可以改善患者的肠道不适以及情绪和行为异常。
同时也进一步提示，菌群失调造成菌群代谢物紊乱继而引发肠道功能失调和菌肠脑轴失衡可能是自闭症的重要潜在病因，对甲酚等菌群代谢物具有作为 自闭症诊断和治疗靶标的潜力。
4
短期合生元治疗有助于降低对甲酚水平
一项初步研究调查了Probinul-neutro®(一种使肠道菌群正常化的合生元)是否可以降低血浆对甲酚浓度并减轻未透析慢性肾脏病(CKD)患者的胃肠道症状。
每包含有冻干细菌(5×109植物乳杆菌、2×109干酪乳杆菌亚种和2×109加氏乳杆菌、1×109婴儿双歧杆菌和1×109长双歧杆菌、1×109嗜酸乳杆菌、1×109唾液乳杆菌和1×109产孢乳杆菌和5×109嗜热链球菌)、益生元菊粉(2.2克;VB Beneo Synergy 1) 和1.3克木薯淀粉。
在两组中观察到对甲酚的相反变化：在接受安慰剂治疗的患者中，观察到但不显著的增加趋势，而在合生元组中显著降低。治疗开始后15天，血浆总对甲酚浓度比基线低约40%，然后一直保持在该水平直到研究结束。
这种影响可能源于共生诱导下肠道中产生对甲酚的细菌减少。益生菌和益生元成分均可调节肠道微生物组，合生元干预可显著降低3-4期慢性肾脏病患者的血浆总对甲酚浓度。
自闭症谱系障碍(ASD)患者的肠道菌群及体内对甲酚水平与健康人群相比呈现出显著差异，菌群多样性较低，产对甲酚细菌显著增多，并且对甲酚水平明显偏高。
对甲酚过量可能通过：①引发多巴胺蓄积和中脑边缘多巴胺奖赏环路受损；②导致线粒体功能障碍；③前额叶皮质神经炎症；④以及肠道菌群失调和肠屏障功能受损这几个方式促进自闭症的发展。
对甲酚水平过高还会导致肠道菌群失调和肠道屏障功能受损，菌群失调造成菌群代谢物紊乱继而引发肠道功能失调和肠脑轴失衡及一些代谢物通过“肠漏”进入血液可能是自闭症的重要潜在病因，对甲酚、对甲酚硫酸盐等菌群代谢物具有作为自闭症诊断和治疗靶标的潜力。
此外，对甲酚作为一种“尿毒症毒素”对肾脏和心血管的危害也不容小觑，在肾小管细胞中，对甲酚和对甲酚硫酸盐增加氧化应激，影响线粒体功能，并导致细胞死亡，加重慢性肾脏疾病进展。它还影响内皮细胞的增殖和迁移，降低内皮伤口修复的能力，增加内皮细胞的衰老，并与心肌细胞功能障碍相关。
《黄帝内经》中曾提到，“上医医未病，中医医欲病，下医医已病”。自闭症和慢性肾病一旦确诊，想要完全治愈极为困难，及时并准确地获取体内对甲酚水平和肠道菌群组成，可能是提前预测并预防自闭症和慢性肾脏疾病的一个方法。
谷禾的肠道菌群检测，能够以较为快速且精准的方式，获取人体肠道菌群的组成情况、菌群的多样性和占比以及包括对甲酚、吲哚等重要的菌群代谢物等关键信息。根据这些检测结果和数据，可以更有针对性地制定个性化的治疗方案或预防措施，做到对症下药。这不仅大大提高了治疗的效果，还能减少不必要的治疗手段和药物使用，为人们的健康提供更精准、有效的保障。
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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