谷禾健康
现在越来越多的人出现血脂不正常、腰围增加、血糖略高,这背后的隐藏风险,可能正在悄悄累积。
在全球范围内,代谢综合征已成为最受关注的健康挑战之一,患病率仍呈逐年上升趋势。它不仅显著增加心血管疾病、2型糖尿病及脂肪肝的风险,也对医疗资源和生活质量带来巨大压力。更让人警惕的是,这种代谢异常往往早期无明显症状,很多人直到发现血脂异常或血糖升高才意识到问题。
医学界和科学界也一直都在不断探索代谢综合征的发病机制和新的干预途径。传统的观点主要关注遗传因素、生活方式以及宿主自身的代谢紊乱,但近年来多个证据同时表明,代谢综合征和血脂异常通常同时存在——肠道菌群是将它们联系起来的关键因素之一。
肠道菌群影响食物的消化方式、胆汁酸的处理以及炎症信号在全身的释放。当肠道生态系统失衡时,新陈代谢可能转向胰岛素抵抗和脂质处理改变——这会导致甘油三酯升高、高密度脂蛋白(俗称好胆固醇)降低,有时还会增加 LDL 颗粒。
相关机制包括短链脂肪酸、胆汁酸、TMAO等。例如肠道细菌将初级胆汁酸转化为调控能量平衡、葡萄糖代谢及胆固醇处理的次级胆汁酸,通过FXR和TGR5受体发挥作用。某些微生物模式减少有益胆汁酸转化,降低胆固醇清除效率,进一步加剧脂质调节异常。同时,代谢综合征与低度炎症相关,菌群失衡可增加肠道通透性,使细菌成分激活免疫通路,加重胰岛素抵抗和血脂异常,形成一个循环,可能延续血脂异常。
本文将从多个层面深入探讨肠道微生物群如何影响血脂代谢,以及这些微生物学的改变如何最终导致血脂异常的发生。首先介绍代谢综合征的流行病学现状和临床特征,然后聚焦于血脂异常在代谢综合征中的核心地位,接着详细阐述肠道微生物群影响血脂代谢的五大核心机制,总结代谢综合征患者特征性的微生物组模式改变,最后讨论为什么肠道菌群检测对于代谢综合征的防控具有重要意义,以及这一领域未来的发展方向和临床转化前景。
代谢综合征是什么?
代谢综合征(英文名为Metabolic Syndrome,经常被简称为MetS),它是一组代谢紊乱症候群的集合。
根据国际糖尿病联盟(IDF)及多学会联合发布的统一诊断标准,代谢综合征的诊断需要满足以下五项中的三项或更多:
从这个诊断标准我们可以看出,血脂异常本身就是代谢综合征的核心诊断指标之一,这也说明了血脂异常在代谢综合征中的重要地位。
代谢综合征的全球发病率持续上升
全球成人代谢综合征患病率约为20%–25%(多项流行病学研究估计),这个比例意味着每四个成年人中就有一个患病,患者总数已经超过了10亿人。
更值得警惕的是,在过去数十年中呈显著上升趋势。这种快速增长的背后,是全球范围内肥胖症的流行。肥胖,特别是腹型肥胖,正是代谢综合征最重要的危险因素之一。
主要风险因素
代谢综合征的发生发展是一个复杂的过程,是遗传因素与环境因素长期相互作用的结果。我们可以将这些风险因素分为不可控和可控两大类。
不可控的风险因素:
年 龄
年龄是一个无法改变的因素,然而,它能帮助我们识别高风险人群。随着年龄增长,患代谢综合征的风险显著增加。
具体而言,随着年龄的增长,肌肉量会逐渐减少,而肌肉是消耗葡萄糖的关键组织。肌肉量的减少直接导致胰岛素敏感性下降。与此同时,随着年龄的增长,内脏脂肪的积累也会加重代谢负担。
遗 传
遗传易感性也是一个重要的不可控因素。研究已经发现了数十个与代谢综合征相关的遗传位点,这些位点每个单独的效应虽然不大,但累积起来可以显著影响患病风险。
如果父母或兄弟姐妹中有人患有代谢综合征、2型糖尿病或心血管疾病,患病几率会显著增加。
不过,遗传易感性并不意味着必然患病,健康的生活方式仍然能够有效地预防疾病的发生。
性 别
性别我们前面已经提到了,男性患病风险高于绝经前女性,这主要是性激素的保护作用在起作用。
女性在绝经前由于雌激素对脂质代谢、脂肪分布和血管功能具有一定保护作用,风险相对较低;但绝经后,随着雌激素水平下降,内脏脂肪增加、LDL-C升高、胰岛素敏感性下降,代谢综合征发生风险会明显上升。
可控的风险因素:
饮食——关键变量
饮食不是吃得多或者少的问题,是能量摄入、营养结构、脂肪类型、碳水质量、膳食纤维水平和饮食节律共同决定了代谢后果。
——饮食结构
富含饱和脂肪、反式脂肪、添加糖和精制碳水化合物的饮食模式,会促进能量过剩、内脏脂肪堆积、肝脏脂质合成增加和胰岛素抵抗。长期如此,机体更容易出现中心性肥胖、甘油三酯升高、脂肪肝、血糖异常等代谢综合征相关表现。
膳食纤维、全谷物、豆类、蔬菜水果、多酚类食物和优质不饱和脂肪酸摄入不足,也会削弱代谢保护作用。尤其是膳食纤维不足,会减少肠道菌群可利用底物,影响短链脂肪酸生成、肠屏障功能和炎症调节。
——脂肪摄入问题
需要强调的是,脂肪本身并不是一概有害。适量膳食脂肪对细胞结构、脂溶性维生素吸收、饱腹感和能量平衡都有重要作用。需要关注的是脂肪来源和脂肪酸类型。
从肠道微生态角度看,饮食也是塑造肠道菌群结构和功能的主要外部因素。长期高脂、高糖、低纤维饮食可能降低产短链脂肪酸菌,影响胆汁酸代谢和肠道屏障功能,进一步加重代谢异常。
运 动
缺乏运动是另一个重要的可控危险因素。出门坐车,上楼电梯,办公室久坐,回家躺着看电视,每天的体力活动量比五十年前减少了很多。规律的运动不仅可以帮助我们控制体重,还能提高骨骼肌胰岛素敏感性,增加葡萄糖转运蛋白GLUT4表达,促进糖原合成,提高脂肪酸氧化能力,并降低内脏脂肪含量。
对于代谢综合征的人群,很多研究已经提示,即便体重下降幅度有限,规律有氧运动和抗阻训练也能改善胰岛素抵抗、降低甘油三酯、提高HDL-C,并改善血压和炎症状态。
世界卫生组织推荐成年人每周至少进行150分钟中等强度的有氧运动,但是调查显示,仅约20%–30%的成年人达到推荐水平。
吸烟 饮酒
吸烟和过量饮酒也会显著增加代谢综合征的患病风险。
烟草中的尼古丁会引起血管收缩,升高血压,还会影响胰岛素信号传导,降低胰岛素敏感性。长期吸烟的人,患代谢综合征的风险比不吸烟者高出许多。
过量饮酒(如每日酒精摄入超过20–30 g),影响肝脏的脂代谢,还会提供大量的空热量,容易导致肥胖。研究发现,每天酒精摄入量超过25克,代谢综合征患病风险大大增加。
压力 睡眠
长期精神压力也是一个容易被忽视的危险因素。现代社会生活节奏快,竞争压力大,很多人长期处于慢性应激状态。
慢性压力会导致体内皮质醇水平持续升高,皮质醇是一种糖皮质激素,长期高水平的皮质醇会促进内脏脂肪堆积,升高血糖和血压,还会打乱正常的饮食节律,导致暴饮暴食。这些都会增加代谢综合征的发病风险。
睡眠不足和昼夜节律紊乱同样重要。睡眠时间不足、睡眠质量下降、夜间进食、轮班工作等因素,都会影响胰岛素敏感性、食欲激素、交感神经活性和炎症状态。临床上,睡眠呼吸暂停也常与中心性肥胖、胰岛素抵抗、高血压和血脂异常共同出现。
胰 岛 素 抵 抗
生物标志物层面的中间危险因素。胰岛素抵抗被认为是代谢综合征最核心的病理生理基础。
所谓胰岛素抵抗,就是指身体对胰岛素的反应变得不敏感,胰岛素不能有效地发挥降低血糖、调节脂代谢的作用。身体需要分泌更多的胰岛素才能维持血糖正常,长期高胰岛素血症会进一步加重代谢紊乱。
其 他
慢性低度炎症也是一个重要的中间危险因素,代谢综合征患者体内的促炎细胞因子水平普遍升高,这些炎症因子会干扰胰岛素信号传导,损伤血管内皮功能,促进动脉粥样硬化的发生发展。
脂肪组织功能异常同样关键,当脂肪细胞储存过多的脂肪时,脂肪细胞会发生肥大、缺氧,释放出大量的游离脂肪酸和炎症因子,进入血液循环,影响肝脏、肌肉、胰腺等多个器官的代谢功能。
伴随症状与疾病进展
代谢综合征自然病程呈现出渐进性发展的特点,从正常代谢到明显的代谢综合征,往往需要几年甚至十几年的时间。了解这个发展过程,有助于我们理解在不同阶段应该采取什么样的应对策略。
★ 早期阶段:指标轻度异常,但干预价值最高
在疾病的早期阶段(也就是常说的前驱期),这个阶段往往没有明显的临床症状,很多人体检的时候才会发现一些轻微的异常。
例如:腰围逐渐增加,甘油三酯轻度升高,HDL-C略低,血压处于正常高值,空腹血糖轻度偏高,或者提示脂肪肝。
这个阶段很容易被忽视。因为患者可能没有明显不适,也没有达到糖尿病、高血压或严重高脂血症的诊断标准。但从代谢机制看,胰岛素抵抗、脂肪组织功能异常和慢性炎症可能已经开始出现。
实际上,这个阶段正是干预效果最好的时期,如果能够及时改变生活方式,完全可以逆转病情,阻止它进一步发展。
■ 中期阶段:多项代谢异常叠加,进入明确风险状态
如果在早期阶段没有及时干预,病情就会进展到中期阶段。这个阶段已经出现了明确的代谢异常,达到了代谢综合征的诊断标准。
出现明确高血压(≥130/85 mmHg)、部分患者到糖尿病前期(空腹血糖也开始升高,往往超过5.6 mmol/L)或2型糖尿病、明显高甘油三酯血症、低HDL-C、脂肪肝也常见(约50%–70%的患者合并非酒精性脂肪肝)、睡眠呼吸暂停(尤其是在严重肥胖的患者中,超过一半的人睡觉打呼噜,憋气,频繁缺氧)等问题。
这一阶段的特点是多个系统开始同时受累,相互影响,形成循环。
例如,脂肪肝会进一步加重肝脏胰岛素抵抗,促进VLDL分泌;高甘油三酯和低HDL-C会增加动脉粥样硬化风险;睡眠呼吸暂停会通过夜间缺氧和交感神经激活,加重血压和糖脂代谢异常。
到了中期阶段,虽然已经有了多种代谢异常,但是如果能够积极干预,仍然可以很好地控制病情,延缓甚至阻止并发症的发生。很多人通过积极的生活方式干预,显著改善代谢状态,减少药物的使用。
▲ 晚期阶段:出现器质性损伤和慢病并发症
如果病情继续发展,就会进入晚期阶段,这个阶段已经出现了严重的并发症,往往伴随难以完全逆转的器质性损伤。
例如:2型糖尿病并发症、动脉粥样硬化性心血管疾病、肝病、肾病等。
大量的队列研究已经证实了代谢综合征对健康的严重危害。
一项荟萃分析纳入了超过一百万人的随访数据,结果显示,代谢综合征患者发生心血管事件的风险是正常人群的约2-3倍,发生2型糖尿病的风险更是增加了5倍。
还有研究发现,代谢综合征不仅增加心血管疾病和糖尿病的风险,与多种癌症风险增加相关(证据在不同癌种中强度不一),包括乳腺癌、结肠癌、胰腺癌等。这可能与慢性低度炎症、胰岛素抵抗、性激素水平改变等多种机制有关。
此外,代谢综合征还会增加认知功能下降和痴呆的风险,对老年人的健康构成更大的威胁,而且证据仍在不断积累。
以上自然病程我们可以看出,代谢综合征实际上是肝脏、脂肪组织、肠道、免疫系统和血管系统共同作用后的结果。代谢综合征的预防和干预越早越好。
也正因为如此,下一部分就有必要把血脂异常单独拎出来讨论:为什么在代谢综合征中,血脂异常不仅是诊断指标,更是心血管风险、肠-肝代谢轴和菌群干预价值的关键入口。
血脂异常在代谢综合征中不仅仅是五项诊断指标之一,它实际上承载着代谢状态、胰岛素敏感性、炎症水平和心血管风险的综合信息。理解血脂异常的特点和机制,有助于制定更精准的风险分层和干预策略。
血脂异常在代谢综合征中的核心地位
在代谢综合征的诊断标准中,高甘油三酯和低高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)就已经占据两项核心指标。血脂异常不仅是代谢综合征的重要诊断依据,还能够反映整体代谢紊乱的严重程度及其潜在风险,同时也是连接其他代谢紊乱与心血管终点事件的关键环节。
临床流行病学显示:
血脂异常不仅是代谢综合征的结果,也可能在代谢综合征的发生发展中起到推动作用。
血脂异常与心血管风险:独立且显著
研究证实:
胰岛素抵抗:血脂异常的驱动力
这要从代谢综合征的病理生理机制说起。代谢综合征的核心是胰岛素抵抗,胰岛素抵抗不仅会影响血糖代谢,还会直接影响脂肪组织的脂解过程。
当胰岛素抵抗发生时,脂肪组织对胰岛素的抗脂解作用不敏感,导致脂肪组织持续释放大量的游离脂肪酸进入血液循环。这些游离脂肪酸被肝脏摄取之后,就会刺激肝脏合成更多的甘油三酯和极低密度脂蛋白,导致血脂异常的发生。同时,胰岛素抵抗还会影响脂蛋白脂酶的活性,影响甘油三酯的清除,进一步加重高甘油三酯血症。
从这个角度我们可以看出,是胰岛素抵抗的重要代谢表现之一,它反映了全身代谢紊乱的严重程度。因此,血脂异常的检测和管理,应该成为代谢综合征防控的核心环节之一。
代谢综合征——脂质三联征
代谢综合征血脂异常具有高度特征性,被称为脂质三联征或致动脉粥样硬化血脂谱。
注:因为这种血脂谱具有很强的致动脉粥样硬化作用,心血管危害远超单纯的高胆固醇血症。
具体来说,代谢综合征的脂质三联征包括三个主要特点:
1、高甘油三酯血症
大部分代谢综合征患者会出现空腹甘油三酯(TG)升高,一般诊断标准是空腹甘油三酯≥1.7 mmol/L。
甘油三酯升高是代谢综合征血脂异常最常见的表现,这和我们前面提到的游离脂肪酸(FFA)释放增加、肝脏合成极低密度脂蛋白(VLDL)增加密切相关。
高甘油三酯血症不仅仅本身是一个危险因素,更重要的是,高甘油三酯血症往往伴随着其他脂蛋白的异常改变,共同导致动脉粥样硬化的发生发展。
2、低高密度脂蛋白胆固醇血症
代谢综合征患者大多出现高密度脂蛋白胆固醇降低。诊断标准:
男性<1.0 mmol/L,女性<1.3 mmol/L。
高密度脂蛋白胆固醇被我们称为”好胆固醇“,高密度脂蛋白胆固醇降低,这种保护作用就会减弱,动脉粥样硬化的风险就会增加。
注:高密度脂蛋白胆固醇负责将胆固醇从周围组织转运回肝脏进行代谢和排泄,这个过程叫做胆固醇逆向转运,它具有抗动脉粥样硬化的作用。
在代谢综合征患者中,高密度脂蛋白胆固醇降低往往伴随着甘油三酯升高同时出现,这两者之间存在密切的代谢联系。当甘油三酯升高时,胆固醇酯转运蛋白活性增加,会促进高密度脂蛋白中的胆固醇转移到极低密度脂蛋白和低密度脂蛋白中,导致高密度脂蛋白胆固醇水平降低。
3、小而密低密度脂蛋白比例升高
很多人都知道低密度脂蛋白胆固醇是”坏胆固醇“,但其实低密度脂蛋白并不是均匀的,它还可以根据颗粒大小分为不同的亚型:
其中小而密的低密度脂蛋白致动脉粥样硬化作用远远强于大而轻的低密度脂蛋白。
原因是:小而密LDL颗粒更易氧化、穿透血管内皮并形成泡沫细胞,即使总LDL-C正常,也显著增加心血管事件风险。
这种协同效应使代谢综合征患者的血脂异常风险复杂而显著
多项大型临床研究已经证实,在部分研究中,TG/HDL比值或非HDL胆固醇等指标对心血管风险具有更好的预测能力。
对于代谢综合征患者来说,我们不能仅仅关注总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇,还需要关注甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇,在有条件情况下可进一步评估(如ApoB或LDL颗粒特征)。
传统干预策略
目前临床上对于代谢综合征相关的血脂异常,主要的干预策略包括生活方式干预和药物治疗两大类。这两种策略都取得了一定的效果,但是也存在明显的局限性,也需要寻求新的干预方式。
生活方式干预是基础
包括控制饮食、增加运动、减轻体重、戒烟限酒等。健康的生活方式确实可以改善血脂异常,也可以改善胰岛素敏感性。
但是现实问题在于,生活方式干预的长期依从性普遍较低(多项研究显示仅有少部分患者能够长期坚持)。大多数人在坚持几个月之后都会逐渐回到原来的不良生活习惯。这其中有很多原因,比如工作忙、压力大、社交应酬多、难以抵制美食的诱惑等等。所以,仅仅依靠生活方式干预,很难长期有效地控制血脂异常。
药物治疗是目前临床上控制血脂异常的主要手段
——高胆固醇血症
首选的药物是他汀类药物。
大量的临床试验证实,他汀可以抑制胆固醇合成,显著降低低密度脂蛋白胆固醇,减少心血管事件。
但是,他汀类药物也存在局限性。对甘油三酯升高和低HDL-C的改善相对有限,尤其是对于高甘油三酯血症和低高密度脂蛋白胆固醇血症,他汀的效果有限。还有少数患者不能耐受他汀,服用他汀之后会出现肌肉疼痛、乏力,甚至肝功能异常,这些不良反应导致患者不得不停药。
——高甘油三酯血症
临床上常用的药物是贝特类药物。
贝特可以有效降低甘油三酯,升高高密度脂蛋白胆固醇。
但是贝特类药物也存在问题,它的主要副作用是会增加他汀的肌肉不良反应,与部分他汀联合使用时可能增加肌病风险。而且,贝特类药物虽然可以改善血脂谱,但是对于减少心血管事件的获益证据并不像他汀那么充分。
除了他汀和贝特,还有烟酸、依折麦布、PCSK9抑制剂等其他调脂药物,但是这些药物也各有各的局限性。
更深层次的问题在于,主要针对血脂异常这一表型进行干预,而对上游代谢紊乱(如胰岛素抵抗)的直接作用有限。
代谢综合征相关的血脂异常,根源在于胰岛素抵抗、脂肪组织功能异常、肠道菌群紊乱等深层次的问题,传统药物并没有针对这些根本原因进行干预,所以往往需要长期甚至终身服药,停药之后血脂很容易再次升高。
这种现状促使科学界不断寻找新的治疗靶点,而肠道微生物组正是目前看来最具前景的方向之一。
近二十年来的研究已经证实,肠道微生物组在脂质代谢中发挥着非常重要的作用,很多代谢综合征患者的血脂异常,都和肠道微生物组的异常改变密切相关。通过调节肠道微生物组来改善血脂异常,有望从根本上解决问题,为代谢综合征的治疗提供全新的思路。
在血脂代谢领域,大量的研究已经明确证实,肠道微生物群通过多种不同的机制影响宿主的脂质吸收、合成、转运和代谢,这些机制共同作用,最终影响血脂水平。目前学术界已经比较明确的核心机制主要有五个方面:
10.1007/S11154-019-09512-0
机制一:短链脂肪酸(SCFA)的调控作用
短链脂肪酸是肠道微生物群对宿主代谢产生影响的重要信号分子,也是目前研究最为深入、证据最充分的机制之一。
肠道细菌可以产生各种各样的糖苷水解酶,能够分解膳食纤维,将它们发酵产生短链脂肪酸。
所以说,膳食纤维对健康的好处,很大一部分是通过短链脂肪酸实现的。
短链脂肪酸主要通过三条途径调控血脂代谢。
途径一 | 脂肪组织:抑制脂解与炎症
第一条途径是通过G蛋白偶联受体介导的信号通路,抑制脂肪组织的脂肪分解。
在肠道上皮细胞、免疫细胞、脂肪细胞上都表达着两种特殊的G蛋白偶联受体,叫做GPR41和GPR43,这两种受体的配体是短链脂肪酸。
当短链脂肪酸和这些受体结合之后,会激活细胞内的信号通路,产生一系列生理效应。其中一个很重要的效应就是抑制脂肪组织中的脂肪分解。
——抑制脂肪分解,改善血脂
脂肪分解是脂肪细胞把储存的甘油三酯分解成游离脂肪酸释放到血液中,这个过程如果过度活跃,就会导致血液循环中游离脂肪酸增加,过多的游离脂肪酸被肝脏摄取之后,就会刺激肝脏合成更多的甘油三酯和极低密度脂蛋白,导致血脂升高。
而短链脂肪酸通过激活GPR41/43受体,可以抑制这个过度活跃的脂解过程,减少游离脂肪酸的释放,从而减轻肝脏的脂代谢负担,降低血脂水平。
——抗炎,改善胰岛素敏感性
肥胖和代谢综合征患者的脂肪组织中会有大量的巨噬细胞浸润,这些巨噬细胞会释放促炎细胞因子,这些促炎细胞因子会进一步加重胰岛素抵抗,促进脂肪分解。
短链脂肪酸通过激活GPR43受体,可以抑制巨噬细胞的促炎激活,减少促炎细胞因子的释放,改善脂肪组织的慢性炎症,从而改善胰岛素敏感性,间接改善脂代谢。
途径二 | 肝脏:调节胆固醇与脂肪酸合成
短链脂肪酸产生后,通过肠道吸收,经门静脉进入肝脏,其中丙酸的作用最为显著。
——丙酸直接抑制关键酶
研究发现,丙酸可以直接抑制肝脏胆固醇合成的关键限速酶——HMG-CoA还原酶(3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶),这一酶也是他汀类药物主要靶点。
通过抑制HMG-CoA还原酶,丙酸能够减少肝脏内源性胆固醇合成,从而降低血液中的胆固醇水平。
动物实验研究证实,给高脂饮食喂养的小鼠补充丙酸,可以显著降低血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平。
编辑
——丙酸调控脂肪酸合成与甘油三酯降低
研究发现,丙酸可以抑制肝脏中脂肪酸合成关键酶ACC和FAS的表达,减少从头合成脂肪酸,从而减少肝脏甘油三酯的合成,降低血清甘油三酯水平。
途径三 | 肠道激素:调节胰岛素敏感性与食欲
第三条途径通过调节肠道激素分泌,改善胰岛素敏感性,减少食欲。
肠道中的L细胞能够分泌一类重要的肠道激素:
这两种肠道激素都有很重要的代谢调节作用:
研究发现,短链脂肪酸能够刺激肠道L细胞分泌更多的GLP-1和PYY,从而发挥这些有益的代谢效应。胰岛素敏感性改善之后,脂代谢也会随之改善,游离脂肪酸释放减少,肝脏合成甘油三酯也会减少。
食欲减少有助于控制体重,减轻肥胖,进一步改善代谢。
机制二:影响胆汁酸代谢
胆汁酸是肝脏合成的重要分子,主要生理功能是帮助膳食脂肪的消化吸收。肝脏合成的胆汁酸储存在胆囊中,吃饭后胆囊收缩,将胆汁酸排入肠道帮助脂肪乳化和吸收。大约95%的胆汁酸在回肠末端被重新吸收,通过门静脉回流至肝脏,形成肠-肝循环。
过去人们认为胆汁酸仅仅是一种消化液,但近二十年来的研究表明,它同时也是重要的信号分子,能够激活核受体和G蛋白偶联受体,调控糖脂代谢,对全身代谢具有深远影响。
而肠道微生物群在胆汁酸代谢中发挥关键作用,能够通过多种酶改变胆汁酸组成和结构,进而影响其信号功能,最终调控宿主脂质代谢。
1、肠道菌群通过胆汁盐水解酶对胆汁酸解偶联
肝脏合成的胆汁酸,在分泌到胆汁中的时候,会和甘氨酸或者牛磺酸结合,形成结合型胆汁酸。结合型胆汁酸才能发挥正常的生理功能。
——胆汁酸的解偶联过程
当胆汁酸进入肠道之后,肠道中的很多细菌,主要是乳杆菌、双歧杆菌这些有益菌,能够产生一种叫做胆汁盐水解酶(简称BSH)的酶,这种酶能够把结合型胆汁酸中的甘氨酸或者牛磺酸水解下来,变成游离型胆汁酸。
——解偶联之后的游离型胆汁酸和结合型胆汁酸有什么不同?
主要的区别在于它们在肠道的重吸收效率。
游离型胆汁酸更容易被肠道被动重吸收,但是也有一部分会随着粪便排出体外。
如果BSH活性发生改变,就会影响胆汁酸的肠肝循环效率,改变胆汁酸的返回量,从而影响肝脏中胆汁酸的合成。
2、肠道菌群通过FXR信号调控肝脏脂蛋白合成
FXR(法尼醇X受体)是一种核受体,它主要在肝脏和肠道表达,它的配体就是胆汁酸。
研究发现,肠道微生物改变导致胆汁酸组成异常,会过度激活肠道FXR,FXR激活之后会通过循环中的FGF15/19(成纤维细胞生长因子15/19)信号,影响肝脏的脂代谢,促进VLDL合成,导致高甘油三酯血症。
3、通过TGR5受体激活增加能量消耗
TGR5是一种G蛋白偶联受体,它在棕色脂肪组织中高表达。
研究发现,代谢综合征患者往往次级胆汁酸合成减少,TGR5激活不足,能量消耗减少,这也会促进肥胖和血脂异常的发生。
机制三:内毒素血症与慢性低度炎症
内毒素血症和慢性低度炎症是连接肠道菌群紊乱与代谢综合征的一个核心机制,这个机制也是最早被发现和研究比较透彻的机制。
革兰氏阴性细菌的细胞壁外面有一种成分叫做脂多糖,简称LPS,也称为内毒素。
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还有研究发现,通过饮食干预改善肠道菌群,降低内毒素血症,可以显著改善血脂异常,进一步证实了内毒素血症在血脂异常中的介导作用。
机制四:胆碱代谢与TMAO途径
每天我们从膳食中摄入胆碱,尤其在鸡蛋、动物肝脏、红肉等食物中含量较高。摄入的胆碱大部分被吸收利用,但一部分进入大肠,由肠道细菌代谢。特定菌群产生的胆碱三甲胺裂解酶能将胆碱转化为三甲胺(TMA),随后通过门静脉进入肝脏。肝脏中的FMO3(黄素单加氧酶3)将TMA氧化为TMAO。
TMAO影响胆固醇和血脂代谢主要通过以下途径。
1、抑制胆固醇逆向转运
首先是抑制胆固醇逆向转运,减少胆固醇外流。前面提到过,胆固醇逆向转运是把胆固醇从周围组织包括动脉粥样斑块转运回肝脏代谢排泄的过程,这个过程是对抗动脉粥样硬化的重要保护机制。这个过程中,ABCA1和ABCG1这两个转运蛋白发挥着关键作用,它们位于巨噬细胞表面,能够把细胞内多余的胆固醇转运出来,交给高密度脂蛋白。
研究提示TMAO可能通过下调巨噬细胞ABCA1和ABCG1的表达,抑制胆固醇外流,从而影响胆固醇逆向转运,促进动脉粥样硬化的发生。
2、促进泡沫细胞形成
第二条途径主流假说是通过促进泡沫细胞形成。泡沫细胞是动脉粥样硬化斑块中最早出现的细胞成分,它是巨噬细胞吞噬了大量的氧化低密度脂蛋白之后形成的。
部分研究显示TMAO能够上调巨噬细胞表面清道夫受体SR-A1的表达,SR-A1能够识别并吞噬氧化低密度脂蛋白,SR-A1表达增加之后,巨噬细胞吞噬更多的氧化低密度脂蛋白,更容易形成泡沫细胞。泡沫细胞大量形成,可能是动脉粥样硬化发生发展的关键步骤。
3、抑制胆汁酸合成
胆固醇7α-羟化酶,也就是CYP7A1,是肝脏合成胆汁酸的关键限速酶。
研究显示TMAO能够抑制肝脏CYP7A1的表达,导致胆汁酸合成减少。胆固醇是合成胆汁酸的原料,胆汁酸合成减少,意味着胆固醇消耗减少,更多的胆固醇留在体内,同时,胆汁酸排泄减少也会影响胆固醇的平衡,导致血液中胆固醇水平升高。
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从干预的角度来看,如果我们能够抑制肠道细菌产生TMAO,就能够降低血浆TMAO水平,从而降低心血管风险。
目前已经有一些研究在探索这个方向,比如使用特异性的小分子抑制剂抑制胆碱三甲胺裂解酶的活性,或者使用噬菌体特异性地清除产TMAO的细菌,这些研究都取得了一些初步的成果,未来有可能开发出新的降脂和抗动脉粥样硬化药物。
机制五:膳食脂肪吸收调控
除了我们前面介绍的这四个机制,肠道菌群还能够直接影响肠道上皮细胞对膳食脂肪的吸收效率,以及乳糜微粒的形成和分泌过程,这个直接的调控作用对血脂水平也有着重要的影响。
脂肪吸收
吃进去的脂肪,需要经过一系列的步骤才能被身体吸收利用。
肠道菌群和脂质通过菌群代谢物、胆汁酸和免疫细胞吸收
编辑
脂蛋白脂酶不仅存在于脂肪组织和肌肉组织的血管内皮表面,在肠道上皮细胞的表面也有表达,它能够帮助分解乳糜微粒中的甘油三酯,促进脂肪酸的吸收。
研究发现,肠道菌群代谢产生的一些短链脂肪酸和其他代谢产物,能够影响肠道上皮细胞脂蛋白脂酶的活性,如果有害菌过度生长,产生的一些有害代谢产物会增加脂蛋白脂酶的活性,导致更多的膳食脂肪被吸收,过多的脂肪吸收之后,会导致血液中甘油三酯升高,也会增加脂肪堆积。
肠道菌群还能够调节肠道通透性,影响乳糜微粒进入循环。肠道菌群紊乱会损伤肠道屏障,增加肠道通透性,不仅LPS和细菌内毒素更容易进入血液循环,乳糜微粒进入循环也会增加,更多的膳食脂肪被吸收进入血液,导致血脂升高。同时,肠道通透性增加还会引起慢性低度炎症,加重胰岛素抵抗和血脂异常,形成恶性循环。
近年来,大规模肠道微生物组组学研究揭示了代谢综合征患者特有的菌群模式,尤其在伴血脂异常的人群中表现明显。这些特征不仅是疾病结果,还可能参与代谢综合征的发生和发展。
α多样性显著降低
α多样性是衡量肠道微生物群落结构的一个常用指标,它反映了肠道中物种的丰富度(也就是有多少种不同的细菌)和均匀度(也就是不同细菌的丰度分布是否均匀)。
大量的研究一致发现,代谢综合征患者的肠道菌群α多样性显著降低。
在代谢综合征伴血脂异常中,肠道微生物群的变化通常包括整体多样性下降以及有益菌的缺失。
产短链脂肪酸菌减少
多样性下降通常伴随产短链脂肪酸菌减少,如丁酸生成菌减少,使肠道调节胰岛素敏感性、脂质代谢以及炎症信号的能力下降,调节影响甘油三酯和 HDL 的炎症信号的能力减弱。
同时,多样性丧失常伴胆汁酸代谢紊乱和肠道屏障功能受损,导致低度全身性炎症增加,从而强化血脂异常和胰岛素抵抗的循环。
关键有益菌属/菌种的特征性变化
属和种的水平,代谢综合征患者也呈现出特征性的变化,一些有益菌降低,一些有害菌升高,这些变化共同推动了血脂异常的发生发展。
⭐ 有益菌显著减少
✦Faecalibacterium prausnitzii(普拉梭菌)
【产丁酸,抗炎,改善肠屏障,丰度下降 → 丁酸减少 → 炎症增加 → 胰岛素抵抗和血脂异常加重】
普拉梭菌是人体肠道中丰度最高的产丁酸菌之一,它能够发酵膳食纤维产生大量的丁酸,丁酸不仅是肠道上皮细胞的主要能量来源,还具有抗炎作用,能够改善肠道屏障功能,减少炎症反应。
大量研究一致发现,代谢综合征患者中普拉梭菌的丰度降低。普拉梭菌减少,丁酸产生减少,肠道屏障功能受损,炎症增加,这些都会加重胰岛素抵抗和血脂异常。
✦Roseburia (罗氏菌属)
【产SCFA,丰度下降 → SCFA生成减少 → 代谢保护作用减弱】
罗斯氏菌属也是非常重要的产短链脂肪酸的细菌,它也能够发酵膳食纤维产生大量的丁酸和乙酸。罗斯氏菌减少,同样会导致短链脂肪酸产生减少,对代谢的保护作用减弱。
✦ Akkermansia muciniphila(嗜黏蛋白阿克曼菌,常简称它为Akk菌)
【增强肠屏障、改善胰岛素敏感性,降低甘油三酯】
Akk菌是一种专门降解肠道黏液层中黏蛋白的细菌,它对维护肠道屏障功能非常重要。
研究发现,Akk菌能够增强肠道屏障完整性,减少内毒素血症,还能够改善胰岛素敏感性,降低体重和血脂。
动物实验研究发现,给肥胖小鼠补充Akk菌,能够降低血清甘油三酯,改善胰岛素抵抗,减轻体重,效果非常显著。
✦ Christensenellaceae(克里斯滕森菌科)
【丰度与瘦体型及代谢健康正相关,代谢综合征患者显著减少】
这个科的细菌在健康人肠道中普遍存在。
多项研究发现,克里斯滕森菌科的丰度和代谢健康指数呈强正相关,和BMI、甘油三酯呈负相关。
代谢综合征患者中克里斯滕森菌科的丰度显著降低。有意思的是,研究还发现克里斯滕森菌科的丰度和瘦体型相关,携带克里斯滕森菌科多的人,不容易发胖,代谢也更健康。
其它还有:
⭐ 有害菌显著增加
✦Escherichia/Shigella(大肠杆菌/志贺氏菌属)
【LPS产生增加 → 内毒素血症 → 慢性炎症】
这些细菌属于变形菌门,是革兰氏阴性条件致病菌,它们的细胞壁含有大量的LPS。
代谢综合征患者中这些细菌的丰度显著升高,它们产生大量的LPS,更容易导致内毒素血症和慢性炎症。
✦ Desulfovibrio(脱硫弧菌属)
【高浓度硫化氢损伤肠屏障 → 炎症 → 代谢紊乱】
脱硫弧菌是一种硫酸盐还原菌,它能够还原硫酸盐产生硫化氢。硫化氢在低浓度的时候有一定的生理作用,但是高浓度的硫化氢对肠道上皮细胞有毒性作用,能够损伤肠道屏障,增加肠道通透性,还能够抑制线粒体呼吸,影响肠道上皮细胞的能量代谢,还会加重炎症,促进代谢紊乱。
研究发现,代谢综合征患者中脱硫弧菌的丰度显著升高,而且脱硫弧菌丰度和血压、甘油三酯呈正相关。
✦Clostridium clusters(一些梭菌属的细菌)
【影响胆汁酸代谢 → 血脂异常】
特定的一些梭菌集群和胆汁酸代谢紊乱相关,它们能够改变胆汁酸的代谢,影响胆汁酸的组成和信号功能,进而影响血脂代谢。这些梭菌过度生长,会导致胆汁酸代谢重编程,促进血脂异常的发生。
其它还有:
功能基因谱的特征变化
代谢综合征患者的微生物群功能能力下降,表现为:
这些功能性变化揭示了代谢综合征肠道微生态对血脂异常、胰岛素抵抗及慢性低度炎症的上游贡献。理解这些特征性变化,可以为精准干预提供明确靶点。
通用干预的局限性
常规药物在代谢综合征合并血脂异常的患者中疗效有时不理想,因为无法考虑影响甘油三酯、HDL 和全身炎症的特定肠道-胆汁酸-代谢物信号回路。
热量控制难以修复肠道生态
许多标准的健康饮食方法强调热量控制或食物限制(广泛限制),但它们可能无法可靠地恢复驱动胆汁酸受体信号(FXR/TGR5)和肝脂调控的肠道生态系统功能。
如果一个人的肠道菌群纤维发酵能力低且多样性减少,仅仅添加一些纤维或做出模糊的饮食改进,通常无法有效改善肠道胆汁酸转化模式,也难以调节VLDL生成或提升胰岛素敏感性。
低度慢性炎症难以消除
即便进行了饮食调整或生活方式干预,低度慢性炎症在代谢综合征患者体内仍可能持续存在。
这主要与短链脂肪酸产量下降和肠道屏障受损有关,导致内毒素(如LPS)进入循环,维持炎症。持续的炎症环境不仅影响脂质代谢,还强化胰岛素抵抗,使甘油三酯升高、HDL下降的血脂异常难以改善。
通用干预很少针对屏障完整性和 SCFA 生成的根本驱动因素(如持续可发酵的纤维数量/品种、富含多酚的植物摄入量,以及对发酵或益生元食品的个体耐受性)。如果不解决这些功能缺陷,脂质水平的改善可能会趋于平稳,因为炎症和胰岛素抵抗环境持续促进动脉粥样状、富含 ApoB 的脂蛋白谱。
个体差异决定效果
最重要的是一刀切的建议往往忽视了微生物生态和饮食反应中的个体间差异。
两个人可能都吃得更好,但他们的基线菌群组成、胆汁酸库、运输时间和代谢反应可能导致截然不同的结果。帮助一个人的微生物组产生 SCFA 或改善胆汁酸信号的机制,对另一个人可能影响不大,甚至因不耐受而加重症状。
如果没有基于功能标志物(如纤维摄入质量、炎症状态、血糖反应以及特定益生元/发酵策略耐受性)进行个性化调整,通用方案就不太可能在甘油三酯/HDL 和心血管代谢风险方面产生持久改善。
风险分层与早期预警
代谢综合征的发生发展是一个漫长的过程,从正常代谢到明确的代谢综合征,往往需要几年甚至十几年的时间。
肠道菌群变化:早于临床症状的预警信号
传统的危险因素,比如BMI、腰围、血压、血糖、血脂,这些都是在代谢异常已经发生之后才能发现异常。
而肠道菌群紊乱往往早于临床症状和生化异常的出现,也就是说,还没有出现血糖升高、血压升高、明确的血脂异常的时候,肠道菌群已经发生了改变。
风险分层与预测模型
基于这个特点,肠道菌群特征可以用于代谢综合征的风险分层和早期预警。
多项研究以及谷禾健康已经构建了基于肠道菌群特征的代谢综合征预测模型,这些模型的预测性能如何呢?
研究发现,基于肠道菌群特征构建的预测模型,对代谢综合征的曲线下面积(AUC)可以达到0.83-0.89,这个预测精度优于传统的危险因素,比如BMI、年龄这些指标。如果把肠道菌群特征和传统危险因素结合起来,预测精度还能进一步提高。
这个发现有什么临床意义呢?
它意味着我们可以通过检测肠道菌群,在疾病的早期阶段,甚至在还没有出现生化异常的时候,就识别出代谢综合征的高风险人群。
提前干预与疾病分期监测
研究发现,在糖耐量正常人群中,肠道微生物变化可比血糖异常提前3–5年被检测到。
也就是说,如果现在血糖、血脂都还正常,但是肠道菌群已经出现了特征性的改变,那么未来几年发生代谢综合征的风险就会显著升高,这个时候就可以提前进行干预,通过改变饮食、增加运动、补充益生菌益生元等方法,调整肠道菌群,阻止或者延缓代谢综合征的发生。这就是真正的上医医未病,预防重于治疗。
除了预测发病风险,肠道菌群变化还能够反映代谢综合征的疾病分期和严重程度。
研究发现,随着代谢综合征从早期到中期再到晚期,肠道菌群的紊乱程度也逐渐加重,α多样性逐渐降低,特征性改变也越来越明显。
因此我们可以通过检测肠道菌群,对疾病进展情况进行监测,了解疾病处于什么阶段,帮助我们制定更合适的干预策略。
个性化干预方案制定
现在医学界越来越强调精准医学,也就是根据每个人不同的特征,制定个性化的干预方案,而不是千人一方。肠道菌群检测就是实现个性化干预非常重要的一个工具,因为不同的人肠道菌群特征不一样,适合的干预方法也不一样。
例如,产短链脂肪酸菌缺乏。
如果肠道中产丁酸、产乙酸的有益菌明显减少,那么适合补充益生元,比如菊粉、低聚果糖这些益生元,它们能够选择性地促进这些有益菌的生长,增加短链脂肪酸产生,改善血脂代谢。
例如,Akkermansia muciniphila缺乏。
如果Akk菌丰度明显降低,那么可以补充特定的益生菌,或者吃一些能够促进Akk菌生长的食物,比如石榴、蔓越莓这些富含多酚的食物,能够促进Akk菌生长,改善肠道屏障功能,降低内毒素血症,改善血脂。
治疗反应预测与监测
评估药物干预效果
肠道菌群特征不仅仅能够帮助我们制定干预方案,还能够预测药物和生活方式干预的效果,通过肠道菌群特征预测对某种治疗方法的反应好不好,这对于临床治疗决策有辅助作用。
例如他汀类药物,他汀是临床上最常用的降脂药物,但是我们前面提到过,部分患者对他汀反应不佳,所以谷禾也一直在和临床推进合作看有没有办法在用药之前就预测哪些人反应好,哪些人反应不好呢?
研究发现,肠道菌群特征确实能够预测他汀的降脂疗效,特定的菌群特征。
评估减肥效果
减重,无论是通过生活方式减重还是减重手术,不同的人效果差异很大。
研究发现,基线肠道菌群中普雷沃氏菌/拟杆菌比例高的患者,减重干预的效果更好,体重减轻更多,血脂改善也更明显。另一方面,基线Akk菌丰度可以作为减重效果的预测因子,如果AKK菌丰度比较低,那么可能需要更强化的干预,或者先补充Akk菌,提高减重效果。
动态监测肠道菌群评估
在干预过程中,还可以通过动态监测肠道菌群来评估干预效果。干预之后,如果肠道菌群多样性恢复了,有益菌丰度增加了,有害菌丰度减少了,这些都可以作为代谢改善的早期生物标志物。
这些变化往往出现在血脂、血糖这些生化指标改善之前,所以我们可以通过监测菌群变化,早期了解干预是否有效,如果干预没有改善菌群,帮忙用户及时调整干预方案,避免无效治疗。
并发症风险评估
特定的肠道微生物标志物和代谢综合征并发症的风险相关,通过检测这些标志物,可以辅助评估并发症的发生风险,帮助我们进行风险分层和预防。
举例:和并发症风险有可能相关的指标:
次级胆汁酸升高
次级胆汁酸是肠道细菌代谢初级胆汁酸产生的,粪便次级胆汁酸升高和非酒精性脂肪肝的发生风险密切相关,如果有代谢综合征,同时粪便次级胆汁酸升高,那么可能需要提前进行筛查和干预。
<来源:谷禾健康肠道菌群检测数据库>
产短链脂肪酸菌减少
短链脂肪酸对代谢有保护作用,产短链脂肪酸菌减少,代谢性疾病进展的风险升高。所以检测发现产短链脂肪酸菌明显减少,那么需要更积极的生活方式干预,必要的时候补充益生元或者益生菌,增加短链脂肪酸产生,降低糖尿病等代谢疾病风险。
通过检测这些微生物标志物,我们可以更精准地评估不同并发症的风险,然后进行针对性的预防和干预。
一般支持策略
代谢综合征伴血脂异常越来越多地与肠道微生物组调节胆汁酸、炎症色调和代谢信号传递有关。一个核心支持策略是通过增加来自多样、最少加工的植物性食物(如豆类、全谷物、水果、蔬菜)的膳食纤维来改善微生物生态。
膳食纤维
膳食纤维为有益发酵菌提供能量,促进短链脂肪酸生成,如丁酸。丁酸可强化肠道屏障,减少循环内毒素(LPS),降低低度慢性炎症,从而改善胰岛素敏感性,减轻甘油三酯升高和HDL下降。可选益生元来源包括大蒜、洋葱、韭葱、芦笋、菊苣根/菊粉、青香蕉等,同时限制高度加工食品。
支持胆汁酸信号(天然食物)
由于肠道微生物也会调节胆汁酸,支持正常胆汁酸信号传递也是关键方法。某些细菌群落产生的二级胆汁酸可以与 FXR 和 TGR5 等受体相互作用,这些受体会影响肝脂的合成、葡萄糖处理和能量平衡。富含植物多酚和其他微生物群可及化合物的饮食可以促进更有利的细菌转变,并支持胆汁酸池,更好地支持代谢调节。
对于某些人来说,添加天然食物可能进一步增强微生物多样性和代谢反应性。每天通过多种植物(浆果、柑橘、石榴、绿叶蔬菜、十字花科蔬菜、特级初榨橄榄油、可可)增加多酚,以改善胆汁酸信号和微生物多样性。
长期饮食模式(减少加工食品)
持续减少超加工食品和过量添加糖的摄入,有助于防止菌群失调引发的动脉粥样性血脂模式(甘油三酯升高、HDL降低、非HDL/LDL升高)。
限制添加糖和精制淀粉(含糖饮料、甜食、白面包/糕点)的摄入,以减少甘油三酯负担,并限制微生物组驱动的炎症信号。
全食物饮食、逐步增加纤维摄入、改善胰岛素敏感性的生活方式,可长期强化肠-肝代谢轴,改善炎症标志物,帮助血脂向更健康的心血管风险水平转变。
如果能耐受,可以考虑发酵食品(如酸奶/克菲尔加活菌、酸菜、泡菜、天贝),以增强有益微生物并减少低度炎症。
健康脂肪与运动
选择健康脂肪而非饱和脂肪/反式脂肪(橄榄油、坚果、种子、牛油果;若耐受时可食用脂肪鱼类),以改善动脉粥样形成的血脂水平。
优先进行规律的体育活动(有氧+抗阻训练),减少久坐时间,以改善胰岛素敏感性和降低甘油三酯。
睡眠、压力管理
确保充足睡眠并管理压力(例如7-9小时睡眠、正念/呼吸/锻炼),以减少炎症,避免加重胰岛素抵抗和脂质指标。
个体化监测原则
由于胆汁酸代谢和肠道代谢物因人而异,应通过饮食和生活方式调整改善肠道功能,而尽量不要直接用补充剂替代饮食。益生菌或合生菌选择需依据有代谢或抗炎证据的菌株,并考虑剂量及个体反应。
对血脂异常患者,应避免在未监测的情况下过度干预,必要时结合血脂、血糖及炎症指标评估(如可用的CRP、血浆甘油三酯监测),尤其当存在他汀类药物或胆汁酸干预时。
复测/监测
复测的重要性和时间安排
对于伴有血脂异常的代谢综合征患者,在进行干预后进行复测是评估效果的重要环节。常见干预包括增加膳食纤维、提升植物多样性、摄入富含多酚的食物,有时还包括适量发酵食品。
一般建议干预8–12周后复测代谢和血脂标志物,以捕捉甘油三酯、HDL及非HDL/LDL的趋势性变化。这段时间足以让肠道代谢产物(如SCFA)和胆汁酸信号发生适应性改变,从而更明显地反映临床效果。
如果患者同时在进行降脂或胰岛素敏感性优化治疗,复测时间可由临床医生根据具体情况调整,但通常仍建议在同一个8–12周周期内进行安全性和有效性评估。
复测如何指导干预?
复测不仅评估血脂变化,还可用于验证干预模式是否改善肠道介导的炎症和胆汁酸代谢。需要注意的是,复测可以结合其他临床实验室指标解读结果。
最终目标是通过动态监测,确认肠道驱动的代谢物变化与甘油三酯、HDL及整体心血管代谢风险持续改善之间的相关性,而非依赖单次检测数据。这样可以为后续干预优化和个性化调整提供科学依据。
新兴治疗策略
近年来,针对代谢综合征和血脂异常的微生物干预研究呈现多条前沿方向,涵盖从益生菌到后生元的多种策略。
下一代益生菌
传统的益生菌主要是乳杆菌、双歧杆菌这些,而下一代益生菌是从健康人肠道中分离出来的,对代谢有明确益处的特定菌种,目前研究最多的就是Akkermansia muciniphila、Eubacterium hallii。
Akk菌我们前面多次介绍过,它能够改善肠道屏障,降低内毒素血症,改善胰岛素抵抗和血脂。
目前Akk菌已经进入了II期临床试验,初步结果显示,补充Akk菌能够显著降低代谢综合征患者的体重指数和甘油三酯,改善胰岛素抵抗,而且安全性很好,没有明显的不良反应。
Eubacterium hallii 是一种产丁酸菌,它也能够改善糖脂代谢,目前也在进行临床试验。相信在未来几年,这些下一代益生菌就会上市,给代谢综合征患者带来新的治疗选择。
粪菌移植(FMT)
粪便菌群移植就是把健康供体的肠道菌群移植到患者肠道内,重建患者正常的肠道菌群。
目前已经完成了一些小规模的研究,结果显示,健康供体FMT能够改善代谢综合征患者的胰岛素敏感性和血脂谱,部分患者改善效果能够维持三个月以上。
当然,目前FMT还存在一些问题,比如长期效果还不明确,供体菌群的质量控制,安全性等问题都还需要进一步研究。
未来通过把多种明确的有益菌按比例混合,代替完整的粪便,以解决供体质量控制和安全性问题,提升临床可行性,这个方向也是很有前景的。
噬菌体靶向调控
噬菌体干预通过特异性攻击目标有害细菌(如产TMAO菌),精准清除有害菌而不影响其他有益菌。相比广谱抗生素,这种方法副作用更小,精确性高。
动物实验显示,噬菌体可有效降低产TMAO菌群水平,减少血浆TMAO并降低动脉粥样硬化风险。
这个方向未来很可能开发出全新的治疗方法,精准地调节肠道菌群,改善血脂异常。
后生元干预
后生元不是活菌,而是细菌产生的有益代谢产物,或者细菌本身的一些成分,比如短链脂肪酸、特定的胆汁酸、细菌细胞壁成分等等。
后生元和活菌相比,有很多优势:
多个后生元产品已进入临床试验,未来几年有望面市。
除了这四个主要方向,还有很多其他的策略在研究之中,比如精准化营养饮食干预、益生菌+益生元的合生元、膳食益生元促进特定有益菌生长等等,这些策略都在进行研究,未来会有更多的干预方法可供选择。
整合医学模式
未来代谢综合征的管理,预测会走向多组学整合的精准医学模式,也就是整合多个层面的信息,为每个患者制定最精准的预防和治疗方案。
具体来说,整合主要包括四个层面:
基因组学:评估遗传易感性
每个人的遗传背景不同,对代谢综合征的易感性和药物反应也存在差异。通过基因组学检测,可以了解个体携带的易感位点、患病风险以及对特定药物的反应,为精准干预提供基础。
微生物组学:分析肠道菌群特征
肠道菌群是代谢综合征干预的重要对象。通过分析肠道菌群组成与功能基因,可识别有益菌减少、有害菌增加或功能异常的情况。结合这些信息,可以制定个性化干预方案,包括膳食、益生菌/益生元以及生活方式调整。
代谢组学:反映代谢状态
代谢组学通过检测血液、粪便等样本的代谢谱,如血脂、血糖、TMAO、胆汁酸和短链脂肪酸水平,直观反映个体代谢状态,同时也可评估肠道菌群功能。与宏基因组学结合,可以更全面地了解代谢综合征的发病机制和个体差异。
生活方式组学:定制可执行方案
每个人的饮食、运动、睡眠和压力水平不同。生活方式组学通过收集这些数据,将干预措施与个人习惯匹配,从而制定切实可行、易于长期坚持的方案,提升干预效果。
多组学整合的价值
通过整合基因组学、微生物组学、代谢组学和生活方式组学的数据,可以对代谢综合征风险进行精准评估,制定最适合个体的干预策略,实现精准预防和个性化治疗。这将是未来代谢综合征管理的发展方向。
代谢综合征伴血脂异常的发生与发展,不仅涉及传统的血脂、血糖和体重因素,更深层次地与肠道微生物群调控的胆汁酸代谢、炎症状态及代谢信号传递密切相关。本文梳理了肠道微生物群通过多个不同的机制影响宿主的脂质代谢:
这五个机制共同作用,最终影响血脂水平,促进血脂异常的发生发展。
从临床应用的角度来看,肠道菌群检测能够帮助我们进行风险分层和早期预警,制定个性化的干预方案,预测治疗反应,评估并发症风险。这些应用正在逐渐从研究走向临床,未来肠道菌群检测很可能会成为代谢综合征患者常规评估的一部分。
尽管当前仍存在科学问题和技术挑战,如微生物-宿主交互作用、长期干预安全性及微生物组-药物相互作用,但随着多组学整合和大规模临床研究的推进,这一领域有望实现从基础研究到临床实践的快速转化。
未来需要更大规模的前瞻性队列研究,来进一步明确肠道菌群改变和代谢综合征发生发展的因果关系,还需要设计严谨的大规模临床试验,来验证各种肠道菌群干预方法的长期有效性和安全性。
但是无论如何,这个领域的发展方向是非常明确的,随着研究的不断深入,我们对肠道微生物组在代谢综合征中作用的理解会越来越深入,干预方法也会越来越成熟。
未来已来,对于代谢综合征高风险人群,以及已经患有代谢综合征的患者而言,肠道微生物组有望成为代谢综合征管理的重要抓手,了解自己的肠道菌群特征,不仅仅是了解当下的健康状态,更是把握未来健康主动权的重要一步。
希望更多的人能够了解肠道微生物组与代谢健康的关系,重视肠道健康,通过健康的饮食和生活方式,维护良好的肠道菌群平衡,远离代谢综合征,远离心血管疾病和糖尿病,享受健康美好的生活。
注:本账号内容仅供学习和交流,不构成任何形式的医疗建议。
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Schoeler M, Caesar R. Dietary lipids, gut microbiota and lipid metabolism. Rev Endocr Metab Disord. 2019 Dec;20(4):461-472.
谷禾健康

门诊室32岁的林女士第三次向医生说自己的困扰:
月经周期紊乱、体重莫名上升
为什么运动和饮食控制
对我的症状收效甚微?
…

多囊卵巢综合征
多囊卵巢综合征(PCOS)是一种常见的主要影响生育力的妇科内分泌疾病。其特征为月经不调、雄激素水平升高、排卵功能障碍等。
据柳叶刀统计, 多囊卵巢综合征约占不孕症病例的 30%和无排卵性不孕症病例的 80%。
据估计所有PCOS女性中约70%–80%患有不孕症。
2021年的一项荟萃分析显示,我国生育期女性PCOS患病率为8.6%,青春期女性的患病率为10.26%。
2024年的一项荟萃分析显示,全球 PCOS 的患病率为 9.2%(95% CI:6.8-12.5%)。
多囊卵巢综合征的病因是多因素的,涉及遗传易感性、激素分泌异常、胰岛素抵抗、慢性低度炎症等多个层面的相互作用。
由于多囊卵巢综合征的临床表现复杂,治疗策略通常是针对症状的,缺乏精确性,增加了治疗成本。传统诊疗方案对这部分”隐形异常”的漏检率高,当女性在激素调节和促排卵治疗中反复尝试时,一个关键的环节正在被重新认识——肠道菌群。
多囊卵巢综合征不仅是妇科内分泌疾病,更是一个涉及肠道-卵巢-代谢轴的系统性疾病。越来越多的证据表明,多囊卵巢综合征患者的肠道菌群多样性降低和菌群结构改变,比如,Bacteroides vulgatus显著升高,导致这些个体出现代谢紊乱。
肠道菌群失衡会破坏肠道屏障完整性,使脂多糖等有害物质进入血液循环,触发全身慢性炎症反应,进而干扰胰岛素信号传导,加剧胰岛素抵抗。同时,菌群失调还会影响短链脂肪酸的产生、胆汁酸代谢以及神经递质的合成,形成代谢紊乱与炎症反应相互恶化的恶性循环,最终导致高雄激素血症、排卵障碍等典型临床表现。
本文带大家了解一下肠道菌群在多囊卵巢综合征的发病机制和代谢紊乱中的作用,具体包括胰岛素抵抗、激素失衡、胆汁酸代谢紊乱、IL-22介导的免疫失调以及脑-肠轴紊乱。此外,还总结了当前针对肠道菌群的治疗策略,旨在为临床干预提供理论基础,实现从”对症治疗”到”源头调控”的转变。
多囊卵巢综合征(PCOS)是一种常见的妇科内分泌疾病,也是导致无排卵性不孕的主要原因。此外,多囊女性患肥胖、高血压、代谢综合征和心血管疾病的风险更高。
多囊卵巢是指那些有很多未成熟卵泡囊肿(卵泡)的卵巢。但是并非所有多囊卵巢综合征患者都有卵巢囊肿。
临床表现
– 有些完全无月经(闭经)。
– 月经期间出血量极大。
– 即使在非月经期也有随机出血。
根据2023年国际循证多囊卵巢综合征指南,不规则的月经周期定义如下:
· 初潮后第一年内作为青春期过渡的一部分是正常的
·初潮后1-3年内,月经周期间隔小于21天或大于45天
· 初潮后3年至围绝经期期间,月经周期间隔小于21天或大于35天,或一年少于8个周期。
· 初潮后任何一年内的周期,间隔 大于 90 天。
·15 岁前原发性闭经或青春期(乳房发育)后 3 年以上闭经。
脱发模式差异很大,通常出现在头顶、后脑或弥漫性模式。更严重的雄激素亢进的女性可能会出现双颞脱发和前额发际线后退。
可能会长出过多的面部毛发,或经历手臂、胸部和腹部毛发过度生长。
在体格检查中,应使用改良 Ferriman-Gallwey 评分系统客观评估多毛症。
PCOS 可能导致痤疮 ,尤其是在背部、胸部和面部;有些持续的爆发,尤其是在下颌线和下巴上,可能难以治疗。应警惕 20 多岁到 30 多岁女性中持续或加重的痤疮背后的雄激素亢进。
即使节食和运动也不容易减肥,尤其渴望碳水化合物和甜食;总是感到疲倦或精神不振,即使充分休息后也是如此。虽然 38%~ 88%PCOS女性体重超重或肥胖,但与 BMI 匹配的对照相比,PCOS女性倾向于有更多的腹部脂肪积累。因此,正常BMI不应排除 PCOS 的诊断。
一会儿感觉快乐,一会儿又感到易怒, PCOS 会增加你情绪波动、抑郁或焦虑的风险,比如持续的悲伤或对以前喜欢的事物失去兴趣;持续的担忧、不安,或恐慌发作。这可能是由于激素变化以及应对 PCOS 症状的压力所引起的。
颈部褶皱、腹股沟、乳房下皮肤变暗。
– 有些患者可能在月经期间以及偶尔在其他时间感到下腹部(盆腔)疼痛。
多囊有可能没症状吗?
是的,有几种情况。
有些人可能患有轻度 PCOS,其症状并不严重到足以引起注意。
许多人根本没有症状。这就是为什么高达 70%的 PCOS 患者不知道自己患有这种疾病。
有些人甚至直到怀孕困难或不明原因的体重增加时,才意识到自己患有多囊卵巢综合征。
并发症
PCOS 会导致流产吗?
研究表明,部分患者因激素失衡、代谢紊乱等问题间接影响妊娠维持,但许多患者仍能成功妊娠并生育健康宝宝。
多囊卵巢综合征患者可以生孩子吗?
可以,如果你有多囊卵巢综合征,仍然有可能自然怀孕,因为有些月份可能仍然会排卵。然而,在严重的情况下,例如当月经长时间停止时,自然怀孕的机会可能会更加困难。
PCOS有多常见?
多囊卵巢综合征正被公认为全球育龄女性中最常见的内分泌疾病,影响着 5%~ 26%的女性。
鹿特丹标准(RC)是流行病学研究中最常用的标准,其包含的指标比第二常用的美国国立卫生研究院 1990 年标准更广泛。
根据美国国立卫生研究院 2012 年工作会议报告,PCOS 估计影响着美国约 500 万名育龄女性。 诊断和治疗多囊卵巢综合征对医疗系统的成本每年约为 40 亿美元,不包括与 PCOS 相关的严重合并症的成本。
PCOS 的患病率与一级亲属、青春期前肥胖、先天性男性化疾病、妊娠期平均或低出生体重、早发性肾上腺皮质功能元进以及使用丙戊酸作为抗癫痫药物有关。
研究还表明,墨西哥裔美国人的 PCOS 患病率高于非西班牙裔白人和非裔美国人。
必须考虑全球范围内诊断标准组成部分的患病率差异和异质性。
随着时间的推移,典型 PCOS(A 型)的患病率在女性中下降,在 5 年的长期随访研究中不再符合 PCOS 标准。
具体有哪些类型?
▸经典型(A型,高雄激素+无排卵+多囊卵巢)
同时满足以下三项中的两项:
最常见的类型,常伴胰岛素抵抗、肥胖、代谢异常。
▸排卵型(B型,高雄激素+无排卵,卵巢正常)
较少见,患者可能有月经周期,但高雄激素症状明显,需排除其他高雄激素病因(如先天性肾上腺皮质增生)
▸非高雄激素型(C型,无排卵+多囊卵巢,无高雄激素)
少见,可能由其他内分泌疾病(如甲状腺功能异常、高泌乳素血症)或无明确病因导致,需谨慎鉴别诊断。
▸高雄激素型(D型,高雄激素+多囊卵巢,排卵正常)
罕见,患者可能因高雄激素症状(如多毛、痤疮)就诊,但生育能力正常,需与肾上腺或卵巢肿瘤鉴别。
注:部分学者认为D型(排卵正常的高雄激素型)可能不属于经典PCOS范畴,需进一步研究其病理机制。
从什么年龄开始?
PCOS的病理生理机制可能始于青春期前,但典型PCOS 的症状通常在第一次月经来潮时开始出现。有时症状会在月经来潮一段时间后才出现。
PCOS的遗传倾向和早期代谢异常提示需对以下人群加强青春期监测:
与什么原因相关?
雄激素水平升高
PCOS 时,卵巢可能产生过高雄激素,干扰排卵过程,导致卵子不能正常发育和释放。过量雄激素还会引起多毛和痤疮。
胰岛素抵抗
胰岛素水平升高会导致卵巢产生并释放雄激素。雄激素增加会抑制排卵,并导致 PCOS 的其他症状。它还会使体重更容易增加,更难减轻。
胰岛素帮助身体处理葡萄糖并将其用于能量。胰岛素抵抗意味着身体无法正确处理胰岛素,导致血液中葡萄糖水平升高。
注:并非所有胰岛素抵抗者都有升高的血糖或糖尿病,但胰岛素抵抗可能导致糖尿病。超重或肥胖也会导致胰岛素抵抗。即使你的血糖正常,胰岛素水平升高也可能表明存在胰岛素抵抗。
慢性低度炎症
研究表明,多囊卵巢综合征患者有一种长期低度炎症,这会导致多囊卵巢产生雄激素。这可能导致心脏和血管问题。促炎因子(TNF-α、IL-6)升高,进一步恶化胰岛素抵抗和卵巢功能障碍。
遗传因素
单卵双胞胎姐妹患有多囊几率是双卵双胞胎和其他姐妹的两倍,多囊患者的直系亲属中患病率更高。
家族聚集现象及全基因组关联研究发现,与内分泌紊乱(雄激素过量的DENND1A和低FSH水平的FSHR)、代谢紊乱(葡萄糖代谢功能障碍的RAB5B)、无排卵(LHCGR和INSR)相关的基因。
体重增加
体重与多囊之间的关系很复杂。体重增加可能在多囊发展中起作用,多囊也可能导致体重增加。
肠道菌群失调
菌群多样性降低(厚壁菌门/拟杆菌门比例失衡)、促炎菌(如大肠杆菌)增殖,通过短链脂肪酸减少、内毒素泄漏等加剧炎症和代谢紊乱。这在后面的章节我们会详细了解。
多囊卵巢综合征肠道菌群有什么特征?
多样性下降
研究表明,多囊卵巢综合征(PCOS)患者肠道微生物群的多样性和组成发生了变化。
PCOS小鼠中肠道菌群多样性呈下降趋势,人类研究报告称PCOS患者的α多样性降低,然而,关于β多样性的研究结果在各研究中并不一致。
注:一些研究表明,肠道菌群α多样性越高,宿主的健康状况越好,而较低的值则与代谢或内分泌紊乱有关。然而,我们不能简单地假设高α多样性总是有益的。
在门水平上
与健康对照组相比,患有多囊卵巢综合征的女性表现出:
拟杆菌门 / 厚壁菌门比例增加
拟杆菌门和厚壁菌门是人类肠道菌群中的两个主要门类,它们的比例失衡与多种代谢性疾病有关。在多囊患者中,拟杆菌门与厚壁菌门的比例增加。
研究人员分析了 24 名 PCOS 患者(包括 12 名肥胖者和 12 名非肥胖者)和 19 名健康对照的粪便样本,PCOS 组的拟杆菌门丰度显著升高,而厚壁菌门丰度明显降低,导致拟杆菌门与厚壁菌门的比例增加。
Liu 等人的研究(涉及 33 名 PCOS 患者和 15 名健康对照)也报道了类似的结果。
拟杆菌门的过度增殖,可能通过负向影响宿主代谢和免疫反应,导致致病性影响。
在属水平上
在雄激素水平较高的 PCOS 女性中,发现 Lactobacillus、Bacteroidetes 的组成减少,而 Prevotella melaninogenica、沙眼衣原体Chlamydia trachomatous、Nocardiaceae、 Clostridiaceae的组成增加。
除了厚壁菌门丰度的整体减少外,在 PCOS 患者中,在厚壁菌门内部也在变化,厚壁菌门内的瘤胃球菌、粪球菌的丰度增加。
厚壁菌门内瘤胃球菌和粪球菌的相对丰度增加,可能通过影响宿主的短链脂肪酸代谢和促炎信号通路,在 PCOS 病理发展中发挥重要作用。
促炎菌升高、有益菌降低
促炎细菌升高如体内的拟杆菌,会导致一系列代谢变化。
具体而言,拟杆菌与促进PCOS女性胰岛素抵抗有关。某些属于拟杆菌属、埃希氏/志贺氏菌的革兰氏阴性菌,在患有多囊合并肥胖的女性肠道中显著增加,但Akkermansia减少,对肠黏膜有一定的保护作用。
PCOS患者的乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌水平显著降低,不利于提高肠道免疫力。
注:由于肠道菌群的复杂性,不同研究的结果有时是有偏见的、有争议的,且尚未完全被理解。
一项研究中,对 50 名 PCOS 患者和 43 名健康对照者的粪便样本进行宏基因组测序, PCOS 组中有益菌如 Akkermansia、 Bifidobacterium 的丰度显著降低。相反,与代谢异常和炎症相关的脱硫弧菌(Desulfovibrio)属的丰度显著增加。
注:脱硫弧菌产生硫化氢,诱导炎症和氧化应激。关于脱硫弧菌详见我们之前的文章:
也有研究报告说 PCOS 患者的普雷沃氏菌属丰度有所下降。
在所有差异物种中,Bacteroides vulgatus对差异贡献最大,其在PCOS患者中的丰度显著更高。
B. vulgatus 参与胆汁酸代谢,导致 PCOS 女性 GDCA 和 TUDCA 水平降低,从而抑制肠道先天淋巴细胞3 (ILC3)分泌IL-22,进而导致 PCOS 中的卵巢功能障碍和代谢紊乱。
地域差异与个体化特征
来自不同地理区域和不同睾酮水平的PCOS患者的肠道微生物群组成各不相同。值得注意的是,
需要注意的是,针对个体患者的肠道菌群研究结果可能与大规模流行病学数据存在一定出入。这种差异部分源于研究方法学的不同,也可能反映了微生物研究中固有的复杂性和个体化特征。因此,在评估PCOS患者的肠道菌群变化时,应当综合考虑多种因素,避免简单化结论。
人类和啮齿动物模型的研究结果证明肠道菌群失调与多囊卵巢综合征之间的关联


doi: 10.1016/j.clnu.2024.10.028. Epub 2024 Oct 22.
多囊卵巢综合征患者的肠道菌群特征性改变不仅体现在微生物组成和多样性上,更重要的是这些改变与疾病的病理生理过程密切相关。然而,这些菌群改变究竟如何与PCOS的病理特征代谢紊乱相互作用?微生物代谢产物通过哪些途径影响胰岛素敏感性、脂质代谢和炎症状态?下一章节我们来了解PCOS中肠道菌群与代谢紊乱的关系。
肠道菌群改变会在体内引发一系列代谢紊乱,包括以胰岛素抵抗为主要特征的葡萄糖代谢异常、与肥胖相关的脂质代谢失调和短链脂肪酸的改变、以黄体生成素(LH)和雄激素水平升高为标志的性激素代谢紊乱,以及氨基酸和胆汁酸代谢紊乱等。
这些微生物组成和代谢途径的这些综合改变导致了PCOS的异质性临床表现。代谢失衡和炎症反应之间的相互作用会进一步加剧肠道菌群失调,使相互恶化的循环永久化。
肠道菌群失衡如何引发胰岛素抵抗?
胰岛素抵抗(IR) 是 PCOS 患者中一个普遍存在的问题,被认为是其病理性的核心部分。50%~70%的 PCOS 患者有不同程度的胰岛素抵抗,尤其是在肥胖患者中。
PCOS 患者的糖尿病风险高于正常女性。胰岛素抵抗和肥胖会加剧 PCOS 患者葡萄糖和脂质代谢紊乱以及血中雄激素升高。
胰岛素抵抗型 PCOS 患者的肠道菌群组成与其他正常 PCOS 患者和健康女性存在差异:有益菌减少,而有害菌增加。
Zeng 等人比较了胰岛素抵抗的 PCOS 患者与健康对照组的肠道菌群,发现前者中普雷沃氏菌的丰度降低,而拟杆菌的丰度增加。
这种菌群失衡会导致两种关键后果:
当肠道菌群被饮食紊乱、药物滥用或压力破坏时,致病菌释放的脂多糖(LPS)增加,同时促炎因子活性增强。这些变化会削弱肠道上皮细胞的紧密连接,使肠道屏障通透性升高,LPS等有害物质穿过肠壁进入血液,引发全身性炎症反应。
由于肠漏,进入血液的LPS会激活免疫系统,触发TNF-α、IL-6等炎症因子释放,直接干扰胰岛素信号传导,损害胰岛素受体的功能。
动物实验表明,通过抗生素抑制革兰氏阴性菌或补充益生菌(如乳酸杆菌),可减少LPS入血液,并改善胰岛素敏感性,揭示了肠道菌群与胰岛素抵抗的因果关系。
短链脂肪酸:肠道菌群的“代谢调节器”
丁酸、丙酸和乙酸等短链脂肪酸,是肠道菌群分解膳食纤维的代谢产物,在调节葡萄糖和糖脂代谢方面至关重要。
——调节胰岛素分泌与敏感性
在胰岛β细胞中,短链脂肪酸通过激活游离脂肪酸受体FFAR2/FFAR3,促进GLP-1分泌,从而增强胰岛素释放并抑制食欲。然而,PCOS患者的肠道SCFAs水平显著低于健康人群,这可能与其菌群多样性下降(如产丁酸的罗斯氏菌属减少)相关。
注:GLP-1,胰高血糖素样肽-1,能够通过刺激胰岛素分泌、抑制胰高血糖素释放、延缓胃排空和增加饱腹感来降低血糖水平。
FFAR2(游离脂肪酸受体2,又称GPR43)和FFAR3(游离脂肪酸受体3,又称GPR41)是两种G蛋白偶联受体,主要被短链脂肪酸如乙酸、丙酸、丁酸激活。FFAR2更偏向于代谢-免疫整合调控,FFAR3则聚焦于能量平衡与神经内分泌调节。
——修复肠道屏障与抗炎作用
短链脂肪酸,尤其是丁酸,能增强肠上皮紧密连接蛋白表达,修复“肠漏”屏障;同时抑制炎症因子释放,减轻胰岛素受体氧化损伤。
动物研究表明,口服丁酸钠可改善糖尿病小鼠的胰岛素抵抗,但这一机制在PCOS中的效果仍需进一步探索。
肠道细菌“山寨”人体酶:DPP4的双重作用
乔杰及其同事提出了肠道细菌衍生的宿主同工酶的新概念,证明在肠道菌群与其宿主的共同进化过程中,某些细菌会产生与宿主相似的酶,并参与疾病过程。
一个显著的例子是,二肽基肽酶4 (Dipeptidyl peptidase 4),主要由拟杆菌门的成员合成。在肠道屏障完整性受损的情况下,微生物来源的 DPP4 可以像人类同源酶一样,通过使胰高血糖素样肽-1失活来破坏葡萄糖稳态。
支链氨基酸:营养信号还是代谢陷阱?
支链氨基酸(BCAAs),包括缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸,是体内重要的营养信号和代谢调节因子,在葡萄糖稳态中发挥着重要作用。葡萄糖和氨基酸代谢密切相关。
在多囊卵巢综合征患者中,BCAAs 的分解和合成异常。血液中 BCAAs 水平的升高可能对胰岛素抵抗、葡萄糖不耐受、2 型糖尿病和肥胖的发展产生负面影响。一些研究人员提出,BCAAs 的血浆水平可以作为 2 型糖尿病发病的预测指标。
研究表明,胰岛素抵抗个体的血清 BCAAs 水平显著升高,这可能是由于肠道菌群参与了 BCAAs 的代谢。此外,在其他研究中,补充 BCAAs 可以通过涉及肠道菌群的作用机制,减轻高脂饮食诱导的代谢性脂肪肝疾病。
高雄激素血症(HA)是多囊患者的关键临床特征,表现为体内雄激素(如睾酮)水平异常升高。其成因涉及多系统交互作用,包括下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)调控异常、肾上腺雄激素过度分泌、糖脂代谢紊乱引发的胰岛素抵抗(IR)、肠道菌群失衡、慢性炎症以及遗传易感性等。

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肠道菌群如何影响雄激素水平?
Tremellen等人于2012年提出的肠道菌群失调理论阐释多囊卵巢综合征的症状:
该假说认为,肠道菌群失调,损害了肠道黏膜屏障并提高了肠道黏膜通透性,促进了脂多糖(LPS)进入血液,从肠道到全身循环,LPS触发全身慢性炎症,破坏胰岛素受体功能,导致高胰岛素血症;胰岛素水平升高直接刺激卵巢卵泡膜细胞过度分泌雄激素,损害卵泡发育。
该研究强调,PCOS中异常的雄激素和雌激素合成主要来源于卵泡膜细胞和颗粒细胞,肾上腺皮质也起着一定的辅助作用。
PCOS卵泡膜细胞中细胞色素P450 17α-羟化酶A1(CYP17A1)的过度表达会促进雄激素的过度积累和内源性类固醇生成的紊乱。而CYP19A1表达的下调会阻碍雄激素向雌激素的转化。
PCOS 患者与健康对照组的粪便代谢物比较分析显示存在显著差异,表明肠道菌群的α多样性降低,与 PCOS 个体的高睾酮水平和多毛症相关,暗示肠道菌群对循环睾酮浓度具有调节作用。
雄激素本身也可调节雌性大鼠的肠道菌群组成。
具体而言,Alloprevotella 的丰度与雄激素水平呈正相关,而 Candleria 的丰度与循环雄烯二酮浓度相关。
益生菌干预在 PCOS 患者中显示出降低血清睾酮水平和缓解多毛症等症状的有效性。
编辑
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亲水胆汁酸对肝细胞具有保护作用,而疏水胆汁酸具有细胞毒性。这些酸过多积累会导致肝细胞损伤、坏死和凋亡。
在PCOS患者中,胆汁酸代谢失衡是加剧代谢紊乱的关键机制之一。肠道菌群通过调控胆汁酸的合成、转化及信号通路,直接影响宿主的糖脂代谢和炎症反应。
胆汁酸变化与肠道菌群多样性密切相关。PCOS 患者的肠道菌群多样性与健康个体存在显著差异,具体表现为乳杆菌、链球菌和大肠杆菌在 PCOS 患者中更丰富,而瘤胃球菌、毛螺菌科和普雷沃氏菌则更少。
菌群失调导致胆汁酸转化障碍
“拟杆菌不足时,初级胆汁酸无法转化为次级胆汁酸。这些未加工的初级胆汁酸堆积在体内,干扰血糖和脂肪的正常代谢。”
初级胆汁酸堆积: 肝脏合成的初级胆汁酸(如胆酸)需依赖肠道菌群(尤其是拟杆菌门)转化为次级胆汁酸(如脱氧胆酸)。但PCOS患者的肠道菌群中拟杆菌门比例显著降低,导致初级胆汁酸无法有效转化,堆积在肠道和肝脏中。
次级胆汁酸不足: 次级胆汁酸是激活胆汁酸受体(如FXR)的关键分子。FXR信号通路被抑制后,无法下调肝脏糖异生相关酶(如PEPCK和G6Pase),导致血糖升高。
结合型胆汁酸水平升高:这种肠道菌群失衡可能导致胆汁酸代谢和合成的改变,导致 PCOS 患者主要结合型胆汁酸(如 GCA、TCA 和 GCDCA)水平升高,从而影响卵巢功能并引起排卵障碍。
胆汁酸受体信号异常加剧代谢紊乱
“次级胆汁酸是激活代谢“开关”(FXR和TGR5)的钥匙。钥匙不足时,血糖调控失效,胰岛素抵抗加重,脂肪更易堆积。”
FXR信号通路受损: 次级胆汁酸(如脱氧胆酸)通过激活FXR受体,抑制肝脏糖异生并增强胰岛素敏感性。然而,PCOS患者次级胆汁酸水平降低,FXR信号通路活性减弱,导致肝脏持续释放葡萄糖入血,加重胰岛素抵抗。
PCOS 患者的肠道微生物群与健康个体存在显著差异。特定肠道细菌(如 Ruminococcus、Lachnospiraceae、Prevotella)在 PCOS 患者中较少,而 Lactobacilli、Streptococcus 、 Escherichia coli 的丰度较高。这种菌群失调可能影响胆汁酸代谢,从而影响 FXR 的激活。
TGR5受体功能受限: 次级胆汁酸还可激活肠道TGR5受体,促进GLP-1分泌,但PCOS患者次级胆汁酸不足导致这一调控失效,食欲抑制和胰岛素分泌功能受损。
胆汁酸失衡与脂质代谢异常
脂肪分解异常: 初级胆汁酸堆积会抑制脂肪分解酶(如脂肪甘油三酯脂肪酶ATGL)活性,导致脂肪组织分解减少,血脂异常和腹型肥胖。
胆固醇代谢紊乱: 胆汁酸代谢异常导致胆固醇逆向转运受阻,低密度脂蛋白(LDL)水平升高,增加心血管疾病风险。
炎症通路激活:肠道菌群失调产生的内毒素(如脂多糖LPS)通过激活Toll样受体4(TLR4),增加TNF-α和IL-6等促炎因子表达,诱导全身性炎症反应。

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胆汁酸与免疫调节通路
胆汁酸变化还影响关键免疫调节机制:
IL-22信号通路异常:胆汁酸能影响肠道型3先天淋巴细胞(ILC3)功能,调节白细胞介素-22(IL-22)的分泌。IL-22在维持肠道屏障完整性和调节免疫炎症平衡中起关键作用,其异常与PCOS病理进程密切相关。
注:IL-22 是由肠道先天淋巴细胞分泌的一种分子,具有多种保护作用,并在维持肠道免疫稳态中发挥关键作用。IL-22 参与多种慢性炎症性疾病的调节。
免疫-代谢轴平衡失调:胆汁酸通过核受体和膜受体调节多种免疫细胞功能,包括巨噬细胞极化和T细胞分化,形成复杂的免疫-代谢互作网络。PCOS患者胆汁酸谱异常导致这一网络平衡被打破。
总之,胆汁酸可能通过调节肠道菌群、影响卵巢细胞功能、诱导炎症反应以及通过多种机制调节免疫反应,在 PCOS 的形成和发展中发挥重要作用。
菌群失衡如何“切断”保护信号?
在乔杰院士团队的研究中,科学家们发现,多囊卵巢综合征患者的肠道菌群存在显著特征:拟杆菌属(Bacteroides vulgatus)的丰度异常升高。
这一变化看似微小,却像多米诺骨牌一样引发连锁反应,患者粪便和血清中的甘氨脱氧胆酸(GDCA)与牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)水平显著降低,而这两种胆汁酸正是调控免疫因子IL-22的关键“信号分子”。
IL-22不足时,脂肪代谢紊乱,卵巢炎症,加剧PCOS
GDCA和TUDCA通过激活肠道中的GATA3蛋白,指挥ILC3分泌IL-22。IL-22就像一名“代谢调解员”,通过STAT3信号通路促进白色脂肪褐变(将“坏脂肪”转化为“好脂肪”),同时抑制卵巢炎症。
B.vulgatus的过度增殖导致胆汁酸水平下降,IL-22分泌减少。研究发现,PCOS患者的血清和卵泡液中的IL-22水平降低。这种缺失使得:

脑-肠轴代表一个连接胃肠道与中枢神经系统的双向信号网络。大量研究表明肠道与大脑之间存在相关性,揭示了一些相同的肽类物质存在于胃肠道和中枢神经系统中。这些肽类物质,包括生长素释放肽、肽YY(PYY)、血清素,也被称为脑-肠介质。
神经递质调控
“肠道菌群生产的信号分子通过迷走神经这条高速公路传递到大脑,告诉身体什么时候分泌激素、如何调节情绪。当有害菌占据上风,信息传递打乱,导致激素分泌混乱。”
在多囊卵巢综合征患者中,血清中血清素、生长素释放肽和 PYY 的水平与非多囊女性相比显著降低。研究发现特定菌群会影响肠道激素的分泌。例如,拟杆菌、大肠杆菌/志贺氏菌、Blautia与生长素释放肽呈负相关,而AKK菌与其呈正相关。

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这种关联性提示我们:肠道菌群组成的改变可能是影响脑-肠介质水平的重要因素。那么,这些菌群是如何影响脑-肠介质的呢?
一些能产生短链脂肪酸的细菌,如普拉梭菌、丁酸单胞菌和艾克曼氏菌的增殖会导致肠道短链脂肪酸产量的增加。 它们能够:
因此,PCOS 患者中肠道菌群和短链脂肪酸的变化可以触发脑介质的释放,例如胃饥饿素和 PYY,进而影响性激素的分泌、中枢神经递质的调节、下游神经元功能以及免疫调节。
下丘脑-垂体-性腺轴
下丘脑的GnRH神经元如同生殖系统的“指挥中心”,通过脉冲式释放GnRH,调控垂体分泌促卵泡激素(FSH)和黄体生成素(LH)。正常情况下,高频GnRH脉冲优先刺激LH分泌(促进卵巢分泌雄激素),低频脉冲则促进FSH分泌(支持卵泡发育)。
研究发现,PCOS患者的GnRH神经元过度活跃,导致LH水平显著升高,而FSH相对不足。这一失衡引发连锁反应:
在神经调控方面,Kisspeptin通过GPR54受体促进GnRH释放,而GABA则抑制GnRH过度分泌。
PCOS患者GABA生成不足(可能与肠道菌群失调有关),导致抑制机制失效。
肠道菌群通过两种途径参与调控:
正常下丘脑-垂体激素轴的生理调节机制

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下丘脑-垂体-肾上腺轴
当人体处于压力状态,如过度劳累、紧张或生活压力时,下丘脑-垂体-肾上腺轴会被激活。
“HPA轴就像一个压力警报器,长期响铃会让警报器失灵,最终导致皮质醇泛滥成灾”
下丘脑的室旁核会分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),刺激垂体前叶释放促肾上腺皮质激素(ACTH),进而促使肾上腺分泌皮质醇。
正常情况下,皮质醇通过负反馈抑制HPA轴,维持激素平衡。
然而,在PCOS患者中,长期压力导致皮质醇水平持续升高,引发受体脱敏,形成“HPA轴过度激活→皮质醇抵抗→进一步激活”的恶性循环。
HPA轴失调如何加剧PCOS症状?
生殖激素紊乱:
高皮质醇抑制下丘脑GnRH脉冲频率,导致促黄体生成素(LH)和促卵泡激素(FSH)分泌失衡。LH升高刺激卵巢过度分泌雄激素,而FSH不足阻碍卵泡发育,形成多囊卵巢。
代谢与情绪双重打击:
皮质醇促进内脏脂肪堆积,加重胰岛素抵抗;同时抑制血清素等激素生成,增加抑郁风险。
为什么PCOS患者的HPA轴更难刹车?
这与肠道菌群密切相关。
有益菌帮助减压:
促炎菌火上浇油:
动物实验显示,补充益生菌的小鼠皮质醇水平下降30%,卵巢功能显著改善。
以上详细探讨了PCOS患者肠道菌群的特征性改变以及菌群失调与多囊卵巢综合征代谢紊乱之间的密切关联。从肠道微生物组成变化到代谢产物异常,从免疫失衡到神经内分泌调节紊乱,这些发现不仅深化了我们对PCOS发病机制的理解,更为临床干预提供了全新的靶点和思路。
那么通过调节肠道菌群是否能够改善患者的代谢状态和内分泌功能?哪些干预策略对PCOS患者最为有效?临床证据支持这些干预的疗效如何?下一章节我们继续了解。
饮 食
一项针对 39471 名女性的系统综述和荟萃分析表明,患多囊卵巢综合征的女性整体饮食质量较低,膳食摄入较差(胆固醇含量较高,镁和锌含量较低),以及总身体活动量较低。
应根据个体患者的需求和目标制定以饮食为中心的干预措施,涵盖生育调节、月经管理、减肥或高雄激素症状控制等多个方向,包括地中海饮食和营养补充剂。
蛋白质
支链氨基酸(BCAAs)包括缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸,是重要代谢调节因子。研究显示,BCAAs水平与PCOS患者(无论瘦型或肥胖型)的胰岛素抵抗程度密切相关,且高水平BCAAs摄入增加2型糖尿病风险。
减少动物蛋白摄入并增加有氧运动,可降低BCAAs水平、提高SCFAs产生,有望改善PCOS患者的胰岛素敏感性和血糖控制。

doi: 10.3389/fendo.2025.1529703
膳食纤维
研究表明,与健康个体相比,PCOS患者的膳食纤维摄入量明显较低。
随着该领域的研究不断发展,有理论认为膳食纤维是生物膜形成的良好基质。这些生物膜的形成促进了细菌之间以及细菌与其宿主之间的协同相互作用。
关于生物膜在我们之前的文章也详细写过:
例如,乳酸菌在麦麸等基质上形成生物膜时表现出更高的生物活性。PCOS患者普遍存在的膳食纤维摄入不足会对健康肠道菌群的组成和功能产生不利影响。
抗炎食物
许多 PCOS 症状与炎症增加有关。选择抗炎食物可能会有所帮助。避免添加糖和饱和脂肪。增加新鲜蔬菜,尤其是绿叶蔬菜(例如羽衣甘蓝、菠菜、生菜)、水果、坚果和富含油脂的鱼类。
避免高脂高热量饮食
PCOS患者的饮食模式通常以高脂肪和高热量含量为特征,通常导致肥胖。研究发现,门水平上厚壁菌门与拟杆菌门的比例升高,是肥胖肠道菌群的一个显著特征。
维生素D
研究表明,PCOS患者体内的维生素D受体(VDR)经常出现特定变异,这些变异(如 iApa-I、Taq-I、Cdx2 和 Fok-I)会影响身体对维生素D的反应能力。简单来说,即使摄入足够的维生素D,但如果体内的”接收器”(受体)工作不正常,维生素D也无法发挥应有的作用。
VDR 基因变异和 VitD3 水平会影响 PCOS 的临床特征,VDR 不足或缺乏是 PCOS 发病的风险因素。
维生素D对PCOS患者有多方面的积极影响:
显著改善葡萄糖代谢
提高生育能力
因此,维生素 D 是治疗 PCOS 的有效方法。
PCOS患者可以:
注:如需补充维生素D,正确的补充剂量应在医疗专业人士的指导下确定,以避免过量补充可能带来的副作用。
益 生 菌
在血糖调节方面,益生菌可以增加短链脂肪酸的产生以维持肠道屏障的完整性或调节免疫反应,激活 G 蛋白偶联受体,并促进 GLP-1 和 PYY 等肽的释放以降低血糖。益生菌可以减少 TNF-α和IL-6 等促炎细胞因子,增强肠道屏障,减少脂多糖进入血液,改善慢性炎症对胰岛素信号的影响,并提高胰岛素敏感性。
基于人体研究,60 名多囊卵巢综合征患者被随机分为两组,分别接受益生菌补充(双歧杆菌、乳杆菌等)和安慰剂对照试验。12 周后,发现试验组的性激素结合蛋白增加,毛发过多评分降低,胰岛素敏感性增加,脂蛋白减少,表明益生菌的干预治疗对多囊卵巢综合征患者有一定效果。
在糖尿病和肥胖小鼠的饮食诱导模型中,B. lactis B420 菌株已被证明有助于改善胰岛素抵抗和减少脂肪含量。
临床研究表明,使用 B. lactis可以改善 PCOS 患者的性激素水平。益生菌可能成为未来干预 PCOS 肥胖的重要方法。
胰岛素抵抗是 PCOS 的常见特征,导致肝脏产生 VLDL 增加,进而引起高甘油三酯血症。这种脂质失衡会导致动脉粥样硬化变化,并增加 PCOS 患者患心血管疾病的风险。
在服用下列补充剂 L. rhamnosus、L. casei、L. acidophilus、 L. bulgaricus、 B. longum、 B. breve 、Streptococcus thermophiles 8 周后,PCOS 女性经历了相同的结果。这些治疗显著降低了血清胰岛素和血浆葡萄糖水平。
益 生 元
益生元抗性淀粉,可以促进产丁酸菌(如 Faecalibister prausnitzii)的增殖,上调丁酸合成相关基因,增强结肠丁酸水平,然后激活宿主 GPR41/43 受体以改善胰岛素敏感性。并可能减少多囊卵巢综合征患者的雄激素过多和月经周期不规律。
抗性淀粉的来源多样,包括绿色香蕉、冷却后的米饭、土豆以及豆类等食物。
补充益生元如菊粉(RS)或低聚果糖(FOS)可显著降低 PCOS 患者的 HOMA-IR 和游离睾酮水平;宏基因组分析进一步证实了微生物群的功能基因重塑。这些研究为益生菌和益生元的激素和脂质代谢调节应用提供了证据。
一项研究发现,益生元的摄入会增加结肠中双歧杆菌的丰度,并增强结肠 L 细胞产生 GLP-1,从而有助于改善胰岛素抵抗。
某些肠道微生物可以合成和分泌γ-氨基丁酸(GABA)。例如,某些乳酸杆菌和双歧杆菌菌株已被证明可以产生 GABA,鉴于许多 PCOS 患者存在胰岛素抵抗和代谢综合征,研究表明 GABA 可能在调节能量代谢中发挥作用,可能影响胰岛素分泌及其利用,从而影响该人群的代谢健康。
多 酚
多酚通过调节肠道菌群改善多囊卵巢综合征的机制涉及多个关键菌群及其代谢途径。

doi: 10.1186/s13048-024-01354-y
多酚对特定菌群的调节作用:
◆ 花青素(来源于葡萄、浆果)
Bifidobacterium、Lactobacillus、Enterococcus的丰度显著增加,增强肠道屏障功能(如上调紧密连接蛋白Claudin-3和ZO-1),减少炎症因子(IL-6、TNF-α)。花青素具有抗氧化应激损伤的作用,不仅调节了多囊卵巢综合征大鼠的血清性激素水平,还改善了卵巢形态。
◆ 绿茶儿茶素(EGCG)
儿茶素可以显著下调子宫 p-NF-κB p65 表达和促炎因子(IL-1β、IL-6 和 TNF-α)的蛋白表达,以及调节子宫组织中与基质降解相关的 MMP2 和 MMP9 表达。
来自乌龙茶的儿茶素可以通过抑制 p-STAT3 信号通路来抑制子宫炎症和基质降解。
补充绿茶提取物可以显著降低雌二醇戊酸诱导的 PCOS 大鼠的血清 LH 水平。此外,在绿茶提取物处理组中观察到胰岛素抵抗指数的降低。
◆ 白藜芦醇(红葡萄酒)
提升Bifidobacterium、Lactobacillus丰度,减少E. coli等致病菌,缓解氧化应激。白藜芦醇可以减少窦卵泡数量,增加二级卵泡数量,减少颗粒细胞死亡,并降低氧化应激水平。白藜芦醇还可以降低雄激素水平并提高胰岛素敏感性。
它存在于多种水果中,如葡萄(及其果汁)、橙子、蔓越莓、醋栗和花生皮等。
◆ 葡萄籽多酚(含没食子酸、表儿茶素)
促进Bifidobacterium、Lactobacillus ,抑制Clostridium histolyticum、Prevotella的增殖,降低肠道通透性,减少LPS入血引发的系统性炎症。
◆ 芒果籽提取物(MKE)
促进革兰氏阳性菌(如Lactobacillus)生长,抑制革兰氏阴性菌(如Bacteroides)扩张,缓解代谢紊乱。
◆ 异黄酮
异黄酮通常存在于大豆制品中,能在多种疾病中发挥抗炎和抗氧化作用。大豆苷元作为一种异黄酮,是雌激素受体的弱配体,能发挥雌激素效应。此外,大豆苷元可以通过肠道菌群转化为雌马酚,这表明肠道菌群与异黄酮代谢之间存在密切关系。异黄酮对 PCOS 具有治疗作用。
对PCOS患者在异黄酮干预三天后的粪便样本进行16S rRNA测序,发现异黄酮干预将PCOS组的α多样性提高到健康基线水平。此外,在对照组女性中,产Equol细菌的总体为42%(8/19),而在PCOS女性中为21%(5/24),这与PCOS患者血清Equol水平降低相一致,表明异黄酮在调节PCOS肠道微生物组成中可能发挥的作用。
中 药
一项先前的研究表明,半夏泻心汤可以通过调节肠道菌群来缓解 PCOS。
桂枝茯苓丸可以通过调节肠道菌群来抑制 PCOS 大鼠模型的胰岛素敏感性。
小檗碱具有通过调节肠道菌群来缓解 PCOS 的能力。
因此,针对肠道菌群的单味中药和复方中药为肥胖、胰岛素抵抗、糖尿病等代谢性疾病的干预和治疗提供了新靶点,也为 PCOS 的临床诊断和治疗提供了新的研究方向。
针灸是一种古老的疗法,可能有助于缓解慢性疼痛和辅助减肥。研究表明,针灸可以增加卵巢的血液流动并提高胰岛素敏感性。
粪 菌 移 植
粪菌移植(FMT)是治疗炎症性肠病的一种新疗法。FMT 将健康个体的粪便移植到患者的肠道中,通过改善和重建肠道菌群来达到治疗目的。
一项研究发现,将健康大鼠的FMT应用于来曲唑诱导的多囊卵巢综合征大鼠模型中,可导致雄激素水平下降、动情周期增强、卵巢形态正常化、普氏菌减少以及乳杆菌、梭菌(Clostridium)增加。
一项体内研究发现,FMT可以提高雌激素水平,降低血液雄激素水平,并支持正常的月经周期。
其 他 补 充 剂
用于多囊卵巢综合征症状的补充剂包括:
➦ 槲皮素 (QUR)
槲皮素是一种天然的类黄酮化合物,人体内不产生,存在于多种食物和药用植物中,如苹果、洋葱、葡萄、樱桃、橙子、番茄、银杏、连翘等。
槲皮素是一种潜在的缓解 PCOS 的药物。QUR 补充剂显著增加了肥胖小鼠中 Akkermansia 的相对丰度,并降低了厚壁菌门/拟杆菌门的比率。
连续 16 周喂食 1% 槲皮素会增加短链脂肪酸的产生。短链脂肪酸是由肠道菌群碳水化合物代谢产生的能量调节信号分子,可以改善胰岛素敏感性、下调炎症因子并促进脂肪酸氧化。
➦ 姜黄 Turmeric (Curcuma longa)
姜黄由于其抗氧化、抗炎、胰岛素增敏和促排卵特性,已成为一种有前景的 PCOS 补充疗法。
姜黄素补充剂可显著改变肠道菌群组成,使Ruminococcaceae、Burkholderiaceae、Verrucomicrobia丰度下降,Lactococcus、Turicibacter、Parasutterella增加,提示肠道菌群发生有益转变。
➦ 锌
补锌(50 毫克/天)治疗 8 周的多囊卵巢综合征(PCOS)女性,与健康对照组相比,显示出显著提高血清锌水平,同时降低血糖和胰岛素水平。这种效果被认为是由锌的抗氧化特性、其在稳定胰岛素六聚体中的作用以及增强胰岛素与肝细胞膜结合的结果。此外,补锌可能减少身体毛发生长并改善头发生长。
➦ 豆蔻 Cardamom (Elettaria cardamomum)
在肥胖的PCOS患者中,小豆蔻显著降低了黄体生成素(LH)、雄烯二酮和脱氢表雄酮(DHEA)水平,同时提高了卵泡刺激素水平,血清炎症标志物(TNF-α、IL-6、CRP)显著降低。
豆蔻下调了与肥胖和糖尿病相关的基因(FTO、CPT1A、LEPR、LAMIN),并上调了PPAR-γ,可能改善胰岛素抵抗和代谢异常。
➦ 圣罗勒 Tulsi (Ocimum tenuiflorum)
在PCOS大鼠模型中,圣罗勒提取物(100 mg/kg 和 200 mg/kg)显著逆转了睾酮、葡萄糖、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的升高(均 p<0.001),并提高了雌二醇和高密度脂蛋白胆固醇水平(p<0.001)。此外,圣罗勒提取物使卵巢中的囊肿消失,并减少了颗粒细胞的凋亡。圣罗勒提取物恢复了因PCOS诱导而耗损的抗氧化剂水平。
➦ 生姜 Ginger
在PCOS诱导的雌性大鼠模型中,高剂量生姜提取物(500 mg/kg)显著逆转了雌激素、孕酮和卵泡刺激素(FSH)的异常变化,效果与标准治疗药物克罗米芬柠檬酸盐相当,且无副作用。
一项大鼠实验显示,低剂量姜粉(100 mg/kg)长期给药(10天)可增加窦卵泡计数和卵巢间质血管内皮生长因子(VEGF),可能促进卵泡发育和生育能力。
一项针对PCOS女性的研究中,为期12周的生姜补充剂联合普拉提运动显著降低了黄体生成素(LH)、睾酮和空腹胰岛素水平,同时提高了FSH和性激素结合球蛋白(SHBG)。
生姜的非挥发性成分(如姜辣素、姜烯酚)通过抑制活性氧生成和调节氧化应激通路,可能改善PCOS相关的氧化损伤。
➦ 其他
运 动
每天运动对患有多囊卵巢综合征的人来说很重要。然而,运动过度可能会加剧激素失衡。找到适合自己的运动方式很重要。
力量训练、高强度间歇训练、瑜伽、普拉提、自身体重训练都是治疗多囊卵巢综合征的运动方式。
有氧运动和温和的活动包括:
骑行、慢跑、瑜伽、游泳、太极、走路、深呼吸、冥想、正念等。
多囊卵巢综合征的发病机制跨越遗传、代谢、内分泌与肠道微生态,而肠道菌群失调作为“代谢-炎症-免疫”失衡的核心枢纽,为治疗提供了全新视角。
随着肠道菌群检测技术的革新,多囊的早期诊断有望突破传统生化指标局限,通过识别特异性菌群标志物(如拟杆菌丰度、产丁酸菌缺失或促炎菌过度增殖),实现亚型分型与风险预测。
临床干预可结合菌群检测结果定制方案,例如,对F/B比例失衡者补充膳食纤维,对GABA合成不足者靶向补充乳酸杆菌,对LPS泄漏者采用抗炎益生元等方式。
肠道菌群的复杂性与个体异质性仍是临床转化的挑战。需进一步开展多中心临床研究,明确不同人群的菌群标志物阈值,建立标准化的检测与干预指南。
随着”微生物组-宿主”互作机制的深入解析,未来,整合肠道菌群动态监测与多组学数据,人工智能预测模型不断迭代更新,基于肠道菌群调控的多维度整合疗法有望成为多囊精准医学的新范式。
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谷禾健康

当我们的皮肤被轻微割伤或烧伤时,伤口周围区域可能会变得红肿、发热,甚至伴有疼痛;感冒时,喉咙痛、肿胀;不小心扭伤后,可能会肿胀、疼痛和僵硬…这些都与炎症相关。
炎症,作为身体对损伤或感染的自然防御机制,是一种复杂的生物学过程,涉及到免疫细胞和多种分子介质的相互作用。它可以帮助身体对抗病原体、清除死亡细胞和促进组织修复。然而,当炎症反应过度或持续时间过长时,它也可能成为许多疾病的驱动因素,包括心脏病、糖尿病、某些类型的癌症,自身免疫疾病等。因此,了解炎症及其相关症状对于早期识别和治疗炎症相关疾病至关重要。
你是否想过,在身体出现炎症之前,其实已经有一些潜在的信号出现?炎症这个过程看似简单,但背后却涉及复杂的免疫系统调控,以及多种炎症因子的参与。值得注意的是,在这些可见的炎症症状出现之前,我们体内的炎症因子可能已经悄然发生了改变。
研究表明,肠道菌群的失调往往是最早的预警信号之一。当肠道微生物群的平衡被打破时,会引发一系列连锁反应:有益菌群(如双歧杆菌、乳酸杆菌)数量减少,条件致病菌和致病菌的比例升高。这种失衡会导致肠道屏障功能受损,使得细菌产物(如脂多糖LPS)更容易进入血液循环。
早期的肠道菌群改变会引起炎症因子水平的显著变化。比如说:血清中促炎因子如TNF-α、IL-1β和IL-6的水平开始升高,而抗炎因子如IL-10的水平则呈现下降趋势。同时,由于有益菌群减少,短链脂肪酸等具有抗炎作用的代谢产物的产生也会减少。这些变化都可能发生在明显的炎症症状出现之前。
这种早期的炎症因子改变往往具有预警作用。例如,在动脉粥样硬化的发展过程中,即使尚未出现明显的斑块形成,血液中的炎症因子水平就已经开始发生变化。
本文将带大家了解炎症因子,具体怎么看,它的高低代表着什么,发挥什么作用,探讨炎症因子作为早期诊断生物标志物的价值,以及肠道菌群与炎症因子之间的复杂联系。通过监测肠道菌群的变化和炎症因子水平的波动,我们可以更早地发现潜在的健康问题,为疾病的预防和早期干预提供重要的时间窗口。

◑ 炎症
炎症是身体对外界损伤、感染或内部损伤的一种自然防御反应,旨在清除有害刺激因子、清除死亡细胞和组织碎片,并启动修复过程。它是免疫系统的一部分,涉及多种细胞类型和分子介质,包括白细胞、血管系统、补体系统和各种炎症因子。
日常可见的炎症反应可分为两类:
不健康的生活方式,如吸烟、不良饮食、过量饮酒、久坐不动、压力、体重增加等,都可能导致慢性炎症。
慢性低度炎症——疾病之源
慢性低度炎症是在没有明显感染的情况下,体内炎症介质水平持续升高。这种炎症状态往往不会引起明显的临床症状,但会长期影响人体健康。
慢性炎症可以攻击全身,并在此过程中增加特定区域某些类型疾病和紊乱的风险,如心脏、大脑、关节、胃肠道等。
炎症是如何被触发的?
炎症的触发是一个复杂的过程,感染、损伤、应激、自身免疫反应、坏死细胞、代谢紊乱…这些都可能是炎症触发的途径。
随着损伤信号的识别,免疫细胞如巨噬细胞和树突状细胞迅速响应,受体的激活促使免疫细胞分泌炎症因子,这些炎症因子是炎症反应中的关键分子。
炎症因子的释放不仅放大了炎症信号,还促进了血管的扩张和通透性增加,使得免疫细胞和分子能够更有效地到达受损部位。这些炎症因子的相互作用和级联反应构成了炎症反应的基础,它们共同协调了机体对损伤和感染的防御机制。
接下来我们来深入认识炎症过程中的核心”信使”——炎症因子。
◑ 炎症因子
炎症因子在疾病发展过程中扮演着关键角色,其水平变化不仅反映了疾病的发展态势,更为疾病的早期诊断和预后评估提供了重要依据。研究表明,炎症因子的变化往往早于临床症状的出现,这种特性使其成为疾病发展的重要生物标志物。
我们先看一下,炎症因子是什么?
炎症因子是一类由免疫细胞和其他细胞产生的特殊蛋白质分子,它们在体内发挥着”信使“的作用。也就是说,炎症因子就像是我们身体内的一支特殊”信号部队“,它们负责在炎症发生时传递各种指令,协调免疫系统的行动。
无论是急性炎症还是慢性炎症,炎症因子都扮演着不可或缺的角色,它们决定着炎症反应的强度、持续时间和最终结果。
炎症因子与细胞因子有什么区别?
炎症因子主要是指那些能够引起或加剧炎症反应的分子,而细胞因子则是一类更广泛的信号分子,包括炎症因子在内的多种类型,比如生长因子、趋化因子等,它们参与调节免疫细胞的功能和相互作用。
炎症因子可以被视为细胞因子的一个子集,也就是那些具有促进炎症反应功能的细胞因子。

在疾病发展的早期阶段,即使尚未出现明显的临床表现,体内的炎症因子已经开始发生显著变化。
例如,促炎因子TNF-α和IL-6的水平会逐渐升高,而抗炎因子IL-10的水平则呈现下降趋势。这种变化具有明显的时序性和渐进性特征,为疾病的早期预警提供了可能。同时,C反应蛋白(CRP)等急性期蛋白的轻微升高,也常常预示着潜在的健康问题。
主要的促炎因子和抗炎因子有哪些?

doi:10.3390/ijeph17207618
随着疾病的进展,炎症因子会呈现出不同的变化模式。在急性疾病中,IL-1β和TNF-α等促炎因子会快速升高,同时伴随着中性粒细胞趋化因子的显著增加。而在慢性疾病中,则常常表现为持续的低度炎症状态,多种炎症因子维持在较高水平,形成促炎和抗炎因子的失衡状态。
不同类型的疾病中,炎症因子往往表现出特征性的变化。以心血管疾病为例,患者体内的CRP和IL-6水平通常持续升高,同时伴有粘附分子表达的增加。在自身免疫性疾病中,TNF-α和IL-17的显著升高,以及特异性自身抗体的出现,往往是重要的诊断依据。而在代谢性疾病中,脂联素水平的改变和瘦素抵抗的出现,则与胰岛素抵抗密切相关。
炎症因子作为生物标志物在临床实践中有多重价值
在诊断方面,它可以用于疾病的早期筛查、鉴别诊断和病情评估;
在预后评估方面,能够预测疾病的进展趋势,评估并发症风险,并监测治疗效果;
在治疗指导方面,帮助医生选择合适的治疗方案,调整用药剂量,评价治疗效果。
了解炎症因子的作用机制不仅有助于我们更好地理解炎症过程,也为开发新的治疗策略提供了靶点,通过调节炎症因子的活性来治疗炎症性疾病,那么,如何有效地调节这些炎症因子的活性呢?近年来,越来越多的研究开始关注肠道菌群在调节炎症因子和免疫反应中的作用。
在疾病发展的早期阶段,即使在临床症状尚未显现时,身体内部可能已经发生了微妙的改变。肠道菌群作为人体最大的微生态系统,常常能够最早感知这些变化,并通过多种途径向身体发出预警信号。
我们以前的文章也有很多提及,肠道菌群不仅能影响局部的免疫反应,还能通过多种机制影响全身性的炎症状态,比如说:
代谢产物:
肠道菌群通过发酵膳食纤维产生短链脂肪酸(SCFAs),如乙酸、丙酸和丁酸,这些代谢产物能够调节免疫细胞的功能,特别是对调节性T细胞(Treg)的分化和功能具有重要作用,进而影响炎症因子的产生。
免疫细胞调节:
肠道菌群能够影响树突状细胞(DCs)和巨噬细胞的成熟和功能,这些免疫细胞在调节炎症因子的表达和释放中起着关键作用。
肠道屏障功能:
维持健康的肠道菌群有助于维持肠道屏障的完整性,防止病原体和有害物质的入侵,从而减少炎症因子的激活。
抗炎和促炎平衡:
某些肠道菌群成员能够促进抗炎细胞因子如IL-10的产生,而抑制促炎细胞因子如TNF-α和IFNγ的表达。
肠道菌群发出的预警信号,主要通过代谢产物、免疫细胞调节、肠道屏障功能维持以及抗炎促炎平衡等途径实现,而炎症因子则是传递这些预警信号的关键分子。
通过监测这些早期的分子标志物,我们可以在疾病发展的早期阶段进行干预,从而更有效地预防和控制炎症反应的发生发展。
接下来,我们将深入探讨常见的炎症因子(炎症标志物),包括C反应蛋白、粪便钙卫蛋白、TNF-α、IL-1、IL-6、IL-10、IL-17、IL-22等,这些炎症因子的具体功能,肠道菌群与这些炎症因子的关联等。
C反应蛋白(CRP)是一种重要的由肝脏产生的急性期反应蛋白,是临床上最常用的炎症标志物之一。比如,广泛使用于IBD筛查和评估疾病活动性、临床复发和治疗反应。
什么时候需要做CRP测试?
——急性
CRP水平在体内发生炎症或组织损伤时会急剧上升。比如说,感冒时身体的免疫系统会被激活,C反应蛋白的产生显著增加,反映了身体正在经历一种急性炎症反应,通常伴随着其他症状,如发热、 寒战、喉咙痛、全身乏力、呼吸急促、恶心呕吐等。一般出现这种情况的时候医生会要求抽血,看看CRP指标。
——慢性
除了感染性疾病的早期诊断外,CRP水平的升高还可用于判断疾病的严重程度和监测治疗效果。例如,在风湿性关节炎、狼疮、炎症性肠病、血管炎、哮喘等慢性疾病中,CRP常常作为一种重要的生物标志物,帮助医生评估病情进展及治疗反应。也可用于术后并发症监测。
例如,血液中高水平的hs-CRP与心脏病发作的风险增加有关。如果hs-CRP水平较高,心脏病发作的人更有可能再次心脏病发作。
CRP水平的高低意味着什么?
一般来说,健康人的血液中CRP含量很低。

CRP与肠道菌群有什么关联?
一项研究中,在CRP血浆水平升高的肥胖小鼠中,Akkermansia muciniphila的比例下降。
Phascolarctobacterium属成员的丰度与较低水平的CRP有关。这种关系可能会解释为什么该菌属比例的下降与结肠炎症有关:Phascolarctobacterium是丙酸的生产者,丙酸是一种短链脂肪酸,通过抑制促炎调节因子NFκB的活性来抑制促炎级联反应。同样,粪杆菌的丰度与CRP水平呈负相关。
因此,CRP是一种下游炎症标志物,可以通过特定肠道微生物的抗炎代谢产物的作用下调。
对BMI超过25的健康受试者的基线血清和微生物群数据的评估表明,CRP水平较高的受试者乳杆菌属和双歧杆菌属的细菌丰度明显较低,但大肠杆菌属和拟杆菌属的丰度较高。
钙卫蛋白是一种胞浆蛋白复合物,在中性粒细胞中组成性表达,并在肠道炎症期间迁移至肠粘膜时释放。
在健康状况下,钙卫蛋白具有免疫调节功能,对免疫防御至关重要;在慢性炎症性疾病中,钙卫蛋白可通过细胞因子受体结合和活性氧的产生来促进疾病进程。
钙卫蛋白——非侵入性生物标志物
自20世纪80年代钙卫蛋白的鉴定和表征以来,粪便钙卫蛋白成为一种经过显著验证的非侵入性生物标志物,可用于评估肠道炎症,是短期复发和IBD炎症活动的可靠预测指标。
举个例子:一个人去医院看病,主诉反复腹泻、腹痛、体重下降,有慢性腹泻的病史,过去几个月中症状有所加重,医生考虑他可能与肠道疾病相关,为了确诊,医生可能会开具粪便钙卫蛋白检测进行辅助诊断,帮助区分炎症性肠病和肠易激综合征。
钙卫蛋白水平高低意味着什么?
粪便钙卫蛋白与肠道菌群有什么关联?

一项来自TREND队列的大样本老年人研究发现,在高钙卫蛋白组与低钙卫蛋白组中,几种促炎肠道微生物属显著增加,而产短链脂肪酸菌减少。
在粪便钙卫蛋白升高的组中,几种产短链脂肪酸菌属(如梭菌属、Blautia、Turicibacter)的丰度降低与IBD、帕金森和心血管疾病中的许多发现一致。这些产生SCFA菌减少可能是几种疾病机制的关键,因为SCFA可以防止病原体,调节代谢,内分泌和免疫功能,并影响药物代谢和吸收。
发炎的肠道中较高水平的氧气可以允许肠杆菌科的有氧呼吸,同时抑制专性厌氧菌、拟杆菌和产生SCFA的梭菌的生长。此外,通过与富含脂肪的西方饮食的相互作用,含有促炎脂多糖作为膜成分的革兰氏阴性菌可能会引发炎症和粪便钙卫蛋白水平升高。
血清中,高粪便钙卫蛋白组IL-17 C、CCL 19和毒性代谢产物硫酸吲哚酚升高。这些变化部分由肠道微生物群介导。此外,高粪便钙卫蛋白组显示BMI增加,心脏病发作和肥胖的患病率较高。
在免疫疗法治疗肝细胞癌患者期间,粪便钙卫蛋白显示出与阿克曼氏菌与肠杆菌科比例和肠道微生物群α多样性相反的时间演变,但与zonulin-1和LBP相似。
肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是驱动炎症的关键细胞因子。TNF-α在炎症级联反应的上游启动阶段,是Th1信号通路关键的细胞因子,在人体免疫系统中扮演着“紧急呼叫器”的角色。
该分子水平升高与胰岛素抵抗和葡萄糖耐受不良相关,因为TNF-α能够激活各种信号传导途径,包括mTOR途径,使其成为代谢疾病发展中的关键分子。
TNF的“好”
TNF诱导睡眠,并增加非快速眼动睡眠。因此,当我们晚上想入睡时,它提高一些是很好的。TNF在健康人中在夜间自然升高。
TNF是一种直接的脂肪克星,它导致脂肪细胞中的胰岛素抵抗,但也导致肌肉细胞中的胰岛素抵抗。这意味着葡萄糖不能进入这些细胞。
TNF通过抑制食欲素来抑制食欲。因此,高水平的TNF会使你吃得更少,并抑制葡萄糖进入脂肪细胞,从而使你变瘦。如果你减少TNF,会变得更饿,储存更多的脂肪。因此,抗TNF治疗导致体重增加并不奇怪。
TNF的“坏”
TNF通过抑制食欲素让人感到疲劳,降低情绪并降低认知和身体表现。
注:食欲素是一种非常重要的神经递质,对许多身体功能。食欲素在记忆获得和巩固以及长期记忆强化中起着许多关键作用。因此,如果你有炎症升高,它会损害你的认知能力。
TNF可以通过破坏线粒体造成持久的伤害。
TNF还可以降低甲状腺激素,导致“低T3综合征”。它也可以降低睾酮(趋势,但不显著)。
TNF会减缓伤口愈合,这意味着需要更多的时间从运动/受伤中恢复。
TNF可诱导“肠漏”。
长期升高的TNF-α也会扰乱昼夜节律并导致白天疲劳。
与TNF-α相关的疾病:炎症性肠病(IBD)、类风湿性关节炎(RA)、2型糖尿病、肥胖、系统性红斑狼疮、神经退行性疾病、精神分裂症等。
哪些肠道菌群与TNF-α呈负相关?
哪些肠道菌群与TNF-α呈正相关?
TNF-α在不同类型的感染中表现出不同的作用,例如在真菌感染中,TNF-α通过调节Th17/Th2和中性粒细胞/嗜酸性粒细胞的平衡来影响炎症反应。而在克罗恩病患者中,TNF-α的诱导活性与某些革兰阴性菌有关。
肠道菌群通过其代谢产物,如短链脂肪酸,可以影响TNF-α的水平。短链脂肪酸能激活AMPK,减少FIAF(诱导型脂肪因子)的产生,从而抑制脂多糖的活性,进而影响TNF-α的产生。
★ 如何减少TNF-α?
生活方式:运动(骑车)、瑜伽、太极拳、睡眠不足后的小睡、谈恋爱等。
饮食:沙丁鱼、蘑菇、大蒜、蜂蜜、大豆、苦瓜、十字花科蔬菜(西兰花、花菜)、水果(红树莓、蓝莓、黑醋栗果、李子、桃、荔枝、巴西莓)等。
其他补充剂:姜黄素、鱼油、肉桂、精氨酸、甘氨酸、组氨酸、铬、植物淄醇、黄芪、青蒿素、柠檬苷、辅酶Q10、紫锥菊、葡萄糖胺、小檗碱、黄芩、银杏、南非醉茄、槲皮素等。
IL-1是一种重要的促炎细胞因子。促进炎症细胞的招募和活化,增加血管通透性,吸引免疫细胞到达炎症部位。参与调节T细胞和B细胞的活化、增殖和分化,促进发热反应、疼痛、肿胀。同时也可以诱导某些细胞类型的凋亡,参与组织修复和再生。
与IL-1相关的疾病:自身免疫性疾病、感染性疾病、心血管疾病、代谢性疾病、神经退行性疾病等。
哪些肠道菌群与IL-1呈负相关?
哪些肠道菌群与IL-1呈正相关?
肠道菌群代谢产物,短链脂肪酸,通过激活AMPK和抑制PGC-1α,进而影响IL-1的产生。
◆ IL-1β
IL-1β是IL-1家族的重要成员之一,同属于促炎性细胞因子,IL-1β常作为特异性炎症标志物。
IL-1β的“好”
IL-1β是诱导睡眠机制的一部分,并增加非快速眼动睡眠,IL-1β具有昼夜节律,在睡觉前升高,但如果你是夜班工人,它会转移到白天。
IL-1在记忆功能中发挥作用,所以人需要一定水平的IL-1,但要“尽可能低”。
在啮齿动物中,IL-1β增加了催产素和加压素的释放。
IL-1β增加NGF。
NGF和NT-3在刺激神经突起生长方面有些独特,这是NGF、BDNF或NT-4无法单独完成的。IL-1β还会增加GDNF,这再次刺激神经突起的生长。
此外,它可以通过增加bFGF来增加多巴胺促进神经元。
IL-1β的“坏”
如果你的IL-1水平升高,那么这将影响你的情绪、认知功能、清醒程度和动力,需要关注降低慢性炎症。
IL-1与抑郁症有关,可能通过减少雌激素合成、增加黄体酮分解影响情绪,同时降低雄性激素水平。压力可通过IL-1b介导的途径导致抑郁,同时损害认知能力,影响学习和记忆,这可能与脑源性神经营养因子(BDNF)的减少有关。
IL-1通过抑制食欲素引起疲劳,并与焦虑、HPA轴激活、IBS、认知缺陷和多种慢性疾病相关。
IL-1β与低睾酮水平相关,可能通过影响甲状腺激素和皮质醇水平降低性能。它还抑制胰岛素释放,影响血糖水平,降低乙酰胆碱水平,并在肠道中抑制胃酸,可能导致幽门螺杆菌感染失控。
IL-1β与肠道菌群的关联
★ 如何减少IL-1β?
饮食:蔬菜和水果(花青素)、芹菜、生姜、十字花科蔬菜(西兰花、花菜)、燕麦鱼(虾青素)等。
益生菌:植物乳杆菌等
其他补充剂:维生素A、VB2、穿心莲、β-葡聚糖、葡萄籽提取物、水飞蓟素、红景天、黄连素、小檗碱、葡萄籽提取物、鱼油、茶多酚、蜂蜜、黄芩苷、迷迭香酸、丹参、锌(如果缺乏)、苜蓿、白术、紫苏等。
IL-6是与系统性炎症相关的炎症因子,调节免疫反应,参与激活和分化T细胞,促进B细胞分化和抗体产生,促进急性期蛋白的合成,促进中性粒细胞的募集,参与炎症性疾病的发生发展。
IL-6在中枢神经系统中也发挥作用,参与调节神经炎症和情绪反应。
IL-6可以通过两种方式激活细胞:
IL-6在你生病和运动后升高,特别是有氧运动。如果运动增加炎症标志物,那么怎么理解运动是健康的?
当你运动时,肌肉会释放IL-6,这是抗炎的。然而,当免疫细胞(巨噬细胞)释放它时,它是促炎性的。
IL-6还抑制Th1细胞,同时诱导Th2细胞,因此对Th2占主导地位的人来说情况更糟。它还增加了B细胞,这是产生抗体并导致过敏和自身免疫的原因。
不易患自身免疫性疾病的人也可能患有IL-6升高。这是与现代文明病有关的细胞因子。最常见的原因可能是肥胖。
IL-6升高的其他常见原因可能是慢性压力、睡眠太少、吃得太多(特别是吃太多糖或精制食品)、吸烟、过量酒精、运动过多。
IL-6的“坏”
IL-6水平在几乎所有疾病状态中都升高。
它减少了Treg细胞,这反过来又阻碍了我们对摄入的蛋白质产生耐受性的能力-引起过敏。它还增加了中性粒细胞的产生,这是炎症。
IL-6是中年后期认知能力下降的一个很好的预测因子。
IL-6可能会导致情绪恶化,绝望的感觉。IL-6还与暴力自杀、冲动和避免单调乏味相关。
IL-6导致血糖水平升高,增强了应激激素(CRH)对肠道粘膜的影响,导致IBS。IL-6可导致肠漏。
IL-6通过抑制(或超甲基化)对GABA正常工作重要的基因(GAD 67)而导致精神分裂症。
IL-6是CRP最有效的诱导剂,CRP就是我们前面讲的炎症标志物。
它可以通过增加IgG和IgM抗体产生和恶化食物敏感性和自身免疫问题。
IL-6也会导致皮肤问题。IL-6在患有皮肤真菌变色菌的人中升高。IL-6还增加了Th 22细胞,这破坏了皮肤微生物平衡。
IL-6的“好”
IL-6如果升高大多是不好的,但短暂的峰值可能是有益的。
TNF和IL-1β增加IL-6,但IL-6反过来抑制这两种细胞因子,其比IL-6本身更有害。在这种方式下,它是一种抗炎。抑制TNF,分解脂肪细胞并降低胰岛素抵抗。
IL-6在一些细菌、病毒和真菌感染中起保护作用。
IL-6的正常水平是什么?
在健康受试者中,IL-6血液水平几乎检测不到,范围在2-6 pg/ml之间。另一项研究提到,健康人的平均水平为0.5 pg/ml 。
抑郁症患者的IL-6水平比健康人高约1.78 pg/ml。
在患有风湿性关节炎的人中,水平可以增加到1000倍(不常见)。在败血症中,这是非常危险的,它可以增加到一百万倍。
IL-6与肠道菌群有什么关联?
高脂饮食会削弱粘液层的完整性,增加血液中LPS的水平,通过TLR-4传递,导致血液中TNF-α、IL-1、IL-6和PAI-1(纤溶酶原激活抑制剂-1)的水平升高,引起系统性炎症。
坏死的肠道粘膜细胞会刺激巨噬细胞产生IL-6。
★ 如何减少IL-6?
生活方式:情绪积极、睡眠不足后的小睡、听音乐等。
饮食:地中海饮食、燕麦、多酚、坚果(腰果)、豆类、橄榄油、蔬菜、蓝莓、红树莓、蜂蜜等。
其他补充剂:鱼油、植物甾醇、螺旋藻、维生素B2、VB12、VE、镁、铬、锌、精氨酸、组氨酸、甘氨酸、银杏、维生素E、黄芩苷、乳铁蛋白、葡萄籽提取物、黄芪、丹参、紫锥菊、迷迭香酸、牛至、鼠尾草等。
IL-10是一种重要的抗炎因子。
它能抑制促炎细胞因子的产生(如TNF-α、IL-1β、IL-6),降低抗原呈递细胞的活性,减少炎症细胞的募集,有助于炎症反应的消退。抑制Th1细胞的活化,从而调节Th1/Th2平衡。
IL-10的“好”
在自身免疫性疾病(如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等)和移植免疫中,IL-10有助于防止自身反应性T细胞的活化,减少对移植器官的排斥反应。
IL-10抑制COX-2,这是参与偏头痛,疼痛和炎症。COX-2通常被非甾体抗炎药如阿司匹林和布洛芬阻断。
通过抑制肥大细胞,它抵消了这些细胞在过敏反应部位的炎症作用。
IL-10通过减少暴饮暴食并降低下丘脑(控制食欲的腺体)中的胰岛素和瘦素抵抗(通过抑制细胞因子、Nf-kB和ER应激)来减少肥胖。
IL-10的“坏”
IL-10可以阻断对病毒感染的反应,甚至直接增加病毒蛋白的产生,比如说,在慢性疲劳综合征中,IL-10增加;慢性感染的丙型肝炎患者在遗传上倾向于高IL-10产生,对治疗的积极反应较低。
平衡 IL-10 的“好”与“坏”
Th 1免疫系统,特别是CD 8 + T细胞和IFN γ,是人体对抗癌症的机制的一部分。阻断IL-10显示出作为癌症治疗的前景。然而,IL-10在某些情况下也通过促进细胞毒性T细胞活性和IFN-γ产生而发挥保护性抗癌作用。
重要的是认识到全身和癌组织中的IL-10水平之间存在差异。如果IL-10在正常组织中处于健康水平,在癌组织中处于低水平,那么这是比较理想健康的。
血液中IL-10的水平并不一定代表肠道或其他组织中的水平,但通常存在相关性。
在现代环境中,高IL-10水平可能比低IL-10水平更好,因为可以对抗细菌感染。
IL-10与肠道菌群有什么关联?
乳杆菌、双歧杆菌、普氏粪杆菌、某些产丁酸菌:能促进IL-10的产生,从而改善肠道炎症。
益生菌通过促进调节性T细胞(Treg)的分化来增加IL-10的产生。
★ 如何增加IL-10?
生活方式:运动、晒太阳、冥想等。
饮食:芝麻油、肉桂、大蒜、辣椒素、甘草、芥末等。
益生菌:植物乳杆菌、布拉氏酵母菌、干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌等。
益生元:阿拉伯半乳聚糖
其他补充剂:姜黄素、表儿茶素EGCG、Boswellia、橄榄苦苷、褪黑素、白藜芦醇、维生素D3、辅酶Q10、植物甾醇等。
IL-17(白细胞介素-17)是一种重要的促炎细胞因子,在自身免疫和炎症反应中发挥关键作用。IL-17能够促进多种细胞产生炎症因子,如IL-1β、TNF-α和IL-6,促进中性粒细胞募集,加剧炎症反应。
在肿瘤微环境中具有双重作用,既可以促进抗肿瘤免疫反应,也可能促进肿瘤的侵袭和转移。
与自身免疫性疾病、肿瘤、感染性疾病等相关。
IL-17水平的变化可以作为某些疾病预后的生物标志物。
IL-17 C属于IL-17细胞因子家族,由上皮细胞而不是免疫细胞产生。它作为对上皮损伤的快速局部自分泌反应,促进抗微生物保护反应和肠屏障维持。
分节丝状菌(SFB):通过其鞭毛蛋白促进其产生。
青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis):能够诱导肠道Th17细胞积累,从而促进IL-17的产生。
IL-22(白细胞介素-22)是IL-10家族的重要成员,主要参与组织修复和黏膜免疫。
具体来说,IL-22在组织损伤后的修复和再生过程中起着重要作用,特别是在肝脏和肠道等上皮组织中。
它是一种促炎细胞因子,但它也能发挥抗炎作用,特别是在抑制过度的炎症反应和促进组织稳态方面。
IL-22能够增强上皮细胞的抗菌肽表达,从而增强机体对细菌和病毒感染的防御能力。
在急性结肠炎中具有保护作用,但在慢性结肠炎中,IL-22与IL-17A协同介导致病性。
分节丝状菌(SFB):通过鞭毛蛋白参与调节其产生,诱导SAA产生来促进IL-22的分泌,刺激树突状细胞促进IL-22的产生。
IFNγ(干扰素-γ)是一种重要的细胞因子,它在免疫反应、抗感染、抗肿瘤和调节免疫应答中扮演着重要角色。
IFNγ是Th1细胞介导免疫反应的关键因子,它能够促进Th1细胞的分化,并抑制Th2细胞的分化,从而调节Th1/Th2平衡。
在某些自身免疫性疾病中,如多发性硬化症和类风湿性关节炎,IFNγ的过度产生与疾病的发生和发展有关。
肿瘤:IFNγ在肿瘤免疫监视中起关键作用,但其在肿瘤微环境中的作用可能更为复杂,包括促进肿瘤免疫逃逸。
TGF-β(转化生长因子-β)是一种多功能细胞因子,在调节免疫反应和促进Tregs细胞的增殖中起作用。
肠道菌群的变化可以影响TGF-β的产生,进而影响Tregs和Th17细胞的平衡。
丁酸梭菌,诱导树突状细胞中TGF-β信号传导,进而诱导调节性T细胞(Treg)的产生。
以上我们了解一些常见的炎症因子的功能,与肠道菌群的关联,基于这一认识,我们将进一步探讨这种异常变化如何表征不同疾病的风险,以及如何通过早期干预来预防和治疗相关疾病。
在探讨肠道菌群与炎症因子异常之间的关系时,我们不得不关注它们在多种慢性疾病中的作用,尤其是那些与炎症密切相关的疾病。
这里我们通过举例分析几种典型疾病(抑郁症、心血管疾病、炎症性皮肤病)中肠道菌群与炎症因子的动态变化特征,更深入地理解肠道菌群如何作为炎症反应的早期指标,为疾病的早期预防和个体化治疗提供科学依据。
抑郁症是一种常见的精神障碍,其特征为情绪低落、食欲不振和高自杀率。研究表明,炎症反应在抑郁症的发病中起着关键作用,炎症水平的紊乱可增加抑郁症的发病率。
调节炎症水平可能是肠道菌群影响宿主健康的途径之一。通过调节特异性肠道菌群和炎症反应,可以实现抑郁症的早期预测、预防和个性化治疗。
➤ 抑郁症
一项研究通过孟德尔随机化分析方法确定了15个与抑郁症相关的肠道菌群分类群和4种细胞因子,并证实了某些细胞因子在肠道菌群对抑郁症影响中的介导作用。
研究发现,Romboutsia、Intestinimonas、瘤胃球菌UCG 011等对抑郁症具有保护作用。
Romboutsia,Ruminococcaceae UCG 011,Intestinimonas都是产丁酸菌,临床研究发现,Romboutsia的丰度与帕金森病患者的抑郁状态呈负相关。同样,应激耐受性较差的小鼠含有较少的Romboutsia,导致对抑郁症的易感性更高。
Intestinimonas与IL-10水平呈正相关,与能够修复肠道损伤的促炎细胞因子DAO、D-LA呈负相关。
瘤胃球菌科UCG 011能够影响促炎细胞Th17的分化,减少促炎细胞因子IL-17的分泌,改善慢性炎症,缓解疼痛和焦虑抑郁症状。
毛螺菌FCS 020、链球菌、Marvinbryantia等被确定为抑郁症的危险因素。
毛螺菌科FCS 020能够诱导炎症反应,与血清脂多糖和细胞因子产生正相关,并且在自闭症儿童中丰度增加。
链球菌是一种与LPS密切相关的促炎性肠道菌群。
Marvinbryantia在慢性轻度应激大鼠中数量增加。
ADA 和 IL-18 R1是抗抑郁的保护性细胞因子。
VEGF_A和TNFSF 14是促进抑郁的危险因子。
抑郁症的严重程度与VEGF_A呈正相关。这可能与VEGF介导的血脑屏障功能障碍有关。许多抗抑郁药物通过调节VEGF_A发挥抗抑郁作用,因此VEGF_A对抑郁症的治疗效果具有预测作用。
TNFSF 14是TNF受体超家族的成员,其通过激活NF-κB信号通路促进促炎细胞因子的产生。TNF损害神经递质的合成并降低5-羟色胺的可用性,导致神经毒性代谢物的积累,这反过来会导致神经系统损伤并导致抑郁症。
循环细胞因子介导的肠道菌群对抑郁症的影响

doi.org/10.1007/s13167-024-00379-z
➤ 重度抑郁症(MDD)
一项研究探讨了首发未经治疗的重度抑郁症(MDD)患者的肠道菌群组成与炎症因子和认知功能之间的关系。
研究发现MDD患者的肠道菌群多样性显著降低,某些菌群如拟杆菌属、Alistipes增加;一些菌群如梭菌科、Turicibacter减少。这些肠道菌群的改变与炎症因子(如IL-6、CRP)水平升高以及认知功能障碍(如执行功能、记忆力下降)显著相关。
在MDD患者中,拟杆菌科和拟杆菌属均与hsCRP、CCT1、CCT2呈正相关。
拟杆菌属是嗜酸性和革兰氏阴性的,是存在于人类胃肠道系统中非常丰富的细菌。拟杆菌属的某些菌株由于其许多能力对人类健康有利。然而,当人们经历压力,如休克,虐待,失去家庭成员等。拟杆菌属物种的某些菌株如脆弱拟杆菌可分泌脂多糖(LPS)、细菌淀粉样蛋白、内毒素(如脆弱溶素)和外毒素。这些神经毒素刺激各种细胞类型中TNF-α、IL-1β、IL-8、IFN-γ、CXCL 8和其他炎性细胞因子和趋化因子的释放,导致对这些细菌分子病原体的炎症反应。
活化的炎症反应可以破坏肠粘膜屏障以及血脑屏障,并且进一步地,它们可以活化CNS的小胶质细胞。发现活化的小胶质细胞参与促炎细胞因子的分泌,包括IL-1β、IL-6、TNF-α和TGF-β,从而有助于患有神经障碍的个体中认知障碍的发展。
Alistipes与IL-6呈正相关,与延迟记忆、总分和标准化评分呈负相关。
Alistipes也是促炎细菌,有研究表明,Alistipes属以IL-6依赖性方式参与促进炎症和肿瘤发生。本研究中Alistipes与IL-1、IL-6无显著相关性,与TNF-α呈负相关。因此,Alistipes可以通过炎症反应以外的其他方式加重认知障碍。
扩展阅读:
肠道重要菌属——另枝菌属(Alistipes),调节炎症情绪等的潜力菌
Clostridiaceae、Turicibacterae、Turicibacter与IL-1β和IL-6均呈负相关。
➤ 伴有厌食症的重度抑郁症
与健康个体相比,患有厌食症重度抑郁症患者具有不同的肠道微生物群,具有更高的CRP水平。伴厌食症的抑郁症患者中Blautia含量更丰富,并与CRP、HAMD评分和厌食症呈正相关。肠道菌群可能通过炎症因子CRP影响MDD和厌食症。
粪杆菌、拟杆菌、Roseburia和副拟杆菌与厌食、HAMD评分和CRP水平呈负相关。
短链脂肪酸通过干扰NF-κB通路发挥抗炎作用,补充短链脂肪酸可以减少炎症并缓解抑郁症状。
因此,MDD患者中产短链脂肪酸菌的减少可能会通过炎症反应引起抑郁症。这些炎症分子干扰食欲并促进厌食。下丘脑的炎症通过上调5-羟色胺的可用性,并刺激其在下丘脑中的信号传导途径而引起厌食症。
总的来说,由于肠道生态失调引起的免疫失衡是抑郁症发病的早期风险指标。这为利用无创肠道菌群检测对抑郁症进行早期筛查、及时预防和个性化治疗提供了依据。通过将非侵入性肠道菌群检测与现有方法(如心理问卷)相结合,可以共同预测和评估患抑郁症的风险。
心血管疾病(CVD)对人类健康构成了巨大的威胁。炎症是心血管疾病病理过程的普遍原因,包括免疫细胞的激活、积聚和炎症因子的释放。
➤ 动脉粥样硬化(AS)
动脉粥样硬化是CVD的病因之一。脂质沉积和持续性血管炎症被认为是动脉粥样硬化斑块进展的两个核心因素。
一项基于粪便宏基因组学、临床测量和流行病学的研究表明,日常饮食通过影响肠道微生物群促进动脉粥样硬化的形成,而抗炎反应功能障碍可能是核心过程。
脆弱拟杆菌的增加减少了乳酸杆菌的丰度,增加了脱硫弧菌科的丰度,导致葡萄糖或脂质代谢功能障碍,加重炎症反应。
循环中低密度脂蛋白含量显著增加,斑块中CD 36、F4/80增加,促进主动脉斑块的形成和动脉粥样硬化的进展。
衰老是动脉粥样硬化发展的另一个关键危险因素。
在炎症反应加重的衰老个体中,参与花生四烯酸(AA)代谢途径的组分(如20-HETE、PGF 2 α、花生四烯酸和LTB 4)显著增加。因此,建议肠道微生物群与动脉粥样硬化可能通过“肠道微生物群-代谢物-局部炎症-动脉粥样硬化”轴联系起来。
花生皮提取物(PSE)可降低动脉粥样硬化小鼠的血清TC和LDL-C含量,增加HDL-C含量,从而减缓动脉粥样硬化斑块的形成。
天麻素可以调节肠道微生物种类和丰度,降低促炎细胞因子TNF-α和IL-6的水平,增加抗炎因子IL-10的水平。
通心络干预是一种传统中药,通过增加肠道中益生菌的水平来改变斑块稳定性,从而增加有益代谢产物的含量,如反式阿魏酸,这可以抑制斑块中NLRP 3相关的炎症通路并稳定斑块。
乳酸杆菌的管理减少了来自受干扰的肠道微生物群的毒素,并增加了SCFA的水平,抑制了动脉粥样硬化的进展。
黄酮类化合物通过抑制TMA裂解酶而具有治疗冠心病的作用。
燕麦纤维可以防止动脉粥样硬化的恶化,阻断了TLR 4信号通路,降低了NF-κB p65的表达,并通过影响肠道微生物源性异丁酰-L-肉碱、戊酰肉碱、1-甲基鸟苷和2-甲基鸟苷来维持肠粘膜屏障的完整性。
鱼油衍生的长链单不饱和脂肪酸(LCMUFA),通过降低厚壁菌门和拟杆菌门的比例,增加肠道中阿克曼氏菌的丰度,上调SCFA以及SCFA诱导的一些胰高血糖素样物质来维持肠道微环境的平衡,降低了血清中炎性细胞因子的水平,抑制了动脉粥样硬化病变的进展。
支链氨基酸(BCAA)补充剂可以通过调节炎症来减轻动脉粥样硬化,包括减少巨噬细胞浸润、降低炎症因子的血清水平和抑制炎症相关信号通路。
➤ 慢性心力衰竭(CHF)
对53名慢性心力衰竭患者和41名对照成员的粪便宏基因组分析显示,慢性心力衰竭患者的肠道微生物群组成和代谢特征与对照组有显著差异,提示肠道微生物群功能障碍与慢性心力衰竭密切相关。
当肠道微生物群被破坏时分泌的LPS,以TLR4依赖性方式减少ZO-1紧密连接(TJ),并诱导肠上皮TJ的明显变形,导致肠屏障完整性的破坏。
心力衰竭患者会发生慢性全身炎症反应,血浆中几种促炎细胞因子的水平与疾病的严重程度和预后相关。肠道微生物群破坏和细菌产物(如LPS)易位到血液中是炎症过度状态的主要因素。
LPS是最强的促炎介质之一,可诱导心力衰竭患者血清中TNF-α、IL-1和IL 6的释放。另一方面,LPS通过TLR 4直接诱导心肌细胞损伤。
研究表明,晚期心力衰竭患者心脏中TLR 4的表达增加,与心脏炎性损伤高度相关,而抑制TLR 4可缓解心力衰竭的进展。
然而,一些研究表明,通过适当调节肠道微生物群,从而减轻或逆转心室重塑,可以减轻炎症。
目前有报道称,一些中药,如芪荔强心(QL),可稳定心力衰竭后的肠道菌群,通过减少炎症因子(如NLRP 3、IL-1β和TNF-α)的产生来抑制心肌纤维化和心脏重塑。
严重的心力衰竭总是伴随着肠道功能障碍。因此,重视肠功能的维持,可能会改善心力衰竭患者的预后。
肠道微生物群失衡会加重心血管疾病

doi.org/10.3390/nu15030607
➤ 高血压
• 高盐饮食与肠道菌群失衡:
高盐饮食导致乳杆菌属减少,这些菌株能够产生肠道吲哚-3-乳酸,进而影响Th17细胞的活化。
• Th17细胞与炎症因子IL-17A:
Th17细胞的活化与IL-17A的产生增加有关,IL-17A通过上调肾脏中的钠转运蛋白(如钠氢交换蛋白3和氯化钠共转运蛋白)促进肾钠再吸收,这可能导致盐敏感性高血压。
• 益生菌治疗与血压调节:
用鼠乳杆菌(Lactobacillus murinus)进行的益生菌治疗可以预防小鼠的盐敏感性高血压,这表明通过调节肠道菌群可以影响血压。
• 高盐饮食与肠道菌群代谢物:
高盐饮食降低了肠道中脆弱拟杆菌和花生四烯酸的水平,这可能增加肠源性皮质酮的产生,进而提高血清和肠道中的皮质酮水平,促进血压升高。
• 饮食中钠的减少与SCFA:
减少饮食中的钠可以增加循环中的短链脂肪酸(SCFA),降低血压,这表明菌群代谢物SCFA可能在血压调节中发挥作用。
• 神经炎症与高血压:
肠道微生物群的紊乱及其代谢产物失调,会刺激巨噬细胞释放过量的炎症因子,加剧高血压的进展。
• 交感神经系统的激活与肠道菌群:
交感神经系统的激活增加了肠粘膜的渗透性,破坏了肠道微生物群的平衡,导致炎症细胞的动员和分化,这些炎性细胞返回大脑后加重神经炎症。
双歧杆菌能够增加eNOS的活性,降低血清过氧化氢酶的活性,这可能有助于维持血管的舒张和降低血压。
高纤维饮食增加了共生细菌的丰度,抑制了机会致病菌的繁殖,例如,产乙酸菌比例的增加有效降低了血压,减轻了心脏肥大和纤维化。
总的来说,维持肠道微生物群的稳定性对CVD的进展具有抑制作用。合适的饮食疗法,如益生菌和益生元补充剂,可以维持肠道微生物群的平衡,这已被证明可以有效降低血液中炎症因子的水平,改善心血管疾病的预后。
炎症性皮肤病代表了一组具有多种病因的疾病,包括遗传因素、感染和免疫失调,涉及先天性和适应性免疫系统中各种免疫细胞和炎症介质的激活。
一项研究首次使用双样本MR分析评估肠道微生物群与炎症性皮肤病之间的双向因果关系。

doi.org/10.3389/fimmu.2023.1231848
▸阿克曼氏菌属、瘤胃球菌属、双歧杆菌属、真杆菌属、粪球菌属等:
产生乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐,通过GPCR和PPARγ受体调节免疫细胞,减少炎症因子释放,抑制组蛋白脱乙酰酶(HDAC),促进线粒体脂肪酸β-氧化。
▸乳酸杆菌和双歧杆菌:
增加色氨酸(Trp)和Trp代谢物,维持肠道屏障功能,减少痤疮炎症。
▸长双歧杆菌特殊作用:
将Trp代谢为吲哚-3-甲醛(I3C),通过AHR途径抑制Th2细胞,缓解特应性皮炎(AD)。
▸双歧杆菌、乳杆菌、Roseburia:
将多不饱和脂肪酸代谢为共轭亚油酸(CLA),抑制COX-2/5-LOX途径,抑制TLR4/NF-κB信号通路,减轻特应性皮炎皮肤病变。
▸硫酸盐还原菌(SRB):
如Desulfovibrionaceae,产生硫化氢(H2S),干扰丁酸盐氧化,损害肠道屏障,增加炎症因子释放。
以银屑病(牛皮癣)为例
银屑病是一种慢性复发性炎症性皮肤病,其特征是促炎细胞因子的释放增加。
Th-1、Th-17、Th-22细胞的扩增和活化, 一旦活化,这些细胞促进大量促炎介质的产生,包括但不限于来自角质形成细胞、淋巴细胞和其它免疫细胞的TNF-α、IL-6、IL-1、IL-17、IL-22、IL-23、VEGF、IFN-γ。此外,这些细胞促进皮肤病变的免疫发病机制,并在银屑病过程中驱动全身参与。
通过健康的饮食和运动获得的体重减轻能够改善银屑病的临床病程和治疗反应,甚至防止其发生,这种平衡的一个关键因素是肠道微生物群。(这在我们之前的文章中也详细阐述过)
肠道菌群在代谢综合征和银屑病中的多效性作用

doi.org/10.3390/ijms25158098
哪些菌群产生炎症因子,影响银屑病发生发展?
厚壁菌门中,金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)产生超抗原如TSST-1,其刺激角质形成细胞和DC分别产生促炎细胞因子和IL-23。这导致Th17细胞活化和IL-17产生,促进银屑病特征。
放线菌门中,纹状体棒状杆菌(Corynebacterium striatum)直接刺激角质形成细胞和DC产生IL-1β、IL-6和IL-23,增强Th17细胞分化。
在变形菌门中,大肠杆菌和粘膜奈瑟氏菌(Neisseria mucosa)通过LPS激活巨噬细胞和DC,触发IL-23、IL-6和IL-1β的产生,从而稳定Th17细胞并促进IL-17的产生。
孢子形成细菌如梭菌和脆弱拟杆菌通过诱导结肠T淋巴细胞和平衡Th1/Th2/Th17细胞来调节免疫应答.
分节丝状细菌(SFB)诱导Th17细胞分化。
在标准治疗的协同作用下,可以建议采用适当的饮食或其他干预措施来调节肠道菌群,从而改善银屑病的临床表现,并降低合并症的发生率。
婴儿双歧杆菌35624和1:1:1的益生菌混合物(即长双歧杆菌CECT 7347、乳双歧杆菌CECT8145、鼠李糖乳杆菌CECT 8361)在8至12周的治疗过程后,要么降低促炎TNF-α和血浆C-反应蛋白,要么降低患者的银屑病面积和严重程度指数。
在用咪喹莫特治疗的BALB/c小鼠中,戊糖乳杆菌GMNL-77显著降低了红斑鳞屑病变和促炎细胞因子如IL-23和IL-27的mRNA水平。
有趣的是,补充短双歧杆菌CCFM683有效地下调了角蛋白16/17、IL-17和TNF-α的表达,通过调节FXR/NF-κB通路和角质形成细胞增殖来改善银屑病。
以上我们了解了炎症因子在多种疾病中的作用机制,以及肠道菌群如何通过影响这些因子的水平和功能来调节炎症反应。炎症因子不仅反映了炎症的状态,还可以作为疾病进展和治疗效果的生物标志物。
为了有效地评估炎症因子的变化,临床上采用了多种检测方法。这些方法能够提供准确的炎症因子水平信息,辅助医生做出及时的诊断和治疗决策。接下来,我们将详细介绍几种常用的检测技术。
检测体内炎症通常需要特定的血液检查,以测量指示炎症反应的各种标志物。
◉ ELISA(酶联免疫吸附测定)
原理:抗原-抗体特异性结合,通过酶标记检测
优点:
灵敏度高、特异性强、可批量检测
缺点:
检测时间较长、操作步骤多、成本较高
适用:
IL-1β、IL-6、TNF-α等细胞因子的定量检测
◉ 化学发光免疫分析
原理:利用化学发光物质标记抗体或抗原
优点:
检测速度快、灵敏度高、自动化程度高
缺点:
仪器要求高、试剂成本高
适用:CRP、PCT等急性期蛋白的快速检测
◉ 免疫比浊法
原理:
抗原抗体形成免疫复合物产生浊度
优点:
操作简单、成本低、检测快速
缺点:
灵敏度较低、易受干扰
适用:CRP、血清淀粉样蛋白等的常规检测
◉ 流式细胞术
原理:通过荧光标记检测细胞因子
优点:
可同时检测多个指标、特异性强、定量准确
缺点:
设备昂贵、要求技术人员专业水平高
适用:细胞内细胞因子和膜表面标志物检测
◉ PCR技术
原理:检测炎症因子的基因表达水平
优点:
灵敏度极高、特异性强、可检测微量样本
缺点:
操作复杂、成本高、易污染
适用:炎症因子基因表达研究
◉ 蛋白质芯片
原理:多种抗原抗体反应的微阵列分析
优点:
可同时检测多个指标、样本用量少、高通量
缺点:
成本高、技术要求高、标准化难度大
适用:多种炎症因子的同时检测
◉ 肠道菌群健康检测
原理:通过分析肠道菌群及其代谢产物的变化情况,间接反映人体的炎症状态
优点:
非侵入性、可重复采样、早期预警、利于干预、反映整体状态、长期监测
缺点:
成本高、技术要求高、数据分析复杂
适用:多种炎症因子的同时检测
通过肠道菌群监测炎症因子的方法虽然存在一些局限性,但其独特的预警价值和非侵入性特点使其成为传统炎症监测方法的重要补充。
随着技术的进步和研究的深入,这种检测方法的局限性正通过多种创新手段得到克服:
这些技术创新显著提升了肠道菌群检测在临床应用中的价值,特别是在精准医疗和预防医学领域,使其成为疾病预警和健康管理的重要工具。
饮食方式
地中海饮食(MD)包括水果、蔬菜、全谷物、橄榄油、红酒等,可能对IBD有益。有证据表明,地中海饮食后可降低IBD和炎症的发生率。地中海饮食有助于抗炎菌群的存活,并防止肠道微生物群的失调发展。
通过调节肠道微生物群,改变肠道微生物组成,增加SCFA水平,降低尿TMAO水平,地中海饮食可以成为阿尔茨海默的潜在治疗干预措施。此外,更严格地遵守地中海饮食会延缓阿尔茨海默的进展,并提供1.5-3.5年的阿尔茨海默防护。
更多抗炎饮食,详见我们之前的文章:
益生菌
益生菌引入人体后,不仅会产生抗炎代谢产物,下调IL-6、IL-12、TNF-α等炎症因子和NF-κB通路等相关信号通路,还有助于抑制病原体的生长,修复肠道屏障,调节初始淋巴细胞的分化和增殖。
在BALB/c小鼠中,引入干酪乳杆菌可以预防肠道和关节炎症,不仅在膝盖,还在肠系膜和腘淋巴结中下调IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23、TNF-α。
在一项涉及18名活动性强直性脊柱炎患者的试点研究中,补充嗜酸乳杆菌和唾液酸乳杆菌4周后,巴斯强直性脊柱炎疾病活动指数和视觉模拟量表有所改善。
此外,干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、双歧杆菌和嗜热链球菌的组合成功降低了用光受体间类维生素A结合蛋白免疫的C57BL/6小鼠的视网膜组织学评分,这是一种自身免疫性葡萄膜炎的动物模型。
在牙周炎的背景下,引入乳双歧杆菌HN019或罗伊氏乳杆菌显著改善了牙周炎的临床指标,包括减少探诊深度、减少探诊出血和降低手术风险。上述临床试验或动物实验中没有报告严重不良事件。
下一代益生菌,如F.prausnitzii、A.muciniphila,它们对IBD的治疗效果已经得到证实。这些益生菌可以减少浸润的巨噬细胞,抑制NF-κB信号通路,减少IL-8的产生,最终降低结肠炎的严重程度。
考虑到IBD和常见肠易激综合征之间肠道生态失调的相似模式,下一代益生菌在肠易激综合症管理中的应用也可能很有前景。
益生元
益生元是指微生物选择性利用以带来健康益处的底物。菊粉和低聚果糖等益生元的微生物发酵会产生代谢物(如SCFA),进一步调节肠道微生态系统和免疫反应。
在SpA的背景下,据报道,口服长链菊粉和低聚果糖可显著降低HLA-B27转基因大鼠结肠炎和关节炎的发病率。
对于牙周炎的动物模型,口服甘露寡糖成功地防止了牙槽骨丢失,降低了IL-10和IFN-γ的表达,下调了TNF-α和IL-1β的水平,并显著恢复了肠绒毛和隐窝深度。
值得注意的是,益生元具有广泛可接受的安全性,报告的严重不良事件很少。
后生元
在国际益生菌和益生元科学协会的指导下,益生元是指死亡的微生物或其对宿主有益的成分,包括SCFA、SBA等。
在SpA的背景下,直接外源性补充短链脂肪酸可以减轻各种动物模型中的关节炎严重程度。此外,口服短链脂肪酸还可以防止效应T细胞的激活和免疫细胞向脾脏和颈部淋巴结的运输,最终降低C57BL/6J和Kaede转基因小鼠模型中葡萄膜炎的严重程度。
该领域对原发性硬化性胆管炎的研究相对丰富。已经启动了几项为期12-24周的II期临床试验,报告称,无论是去甲熊去氧胆酸(SBA的衍生物)、奥贝胆酸(FXR配体)还是西洛菲索(FXR激动剂),都能显著降低原发性硬化性胆管炎患者(有或没有IBD)血清中的碱性磷酸酶。
此外,在患有IBD相关肝损伤的C57BL/6J小鼠中,添加乳脂球膜(Milk Fat Globule Membrane)与促炎细胞因子减少、Faccalibacumum和Roseburia恢复、结肠炎和肝损伤减轻以及谷胱甘肽转移酶途径的重新激活有关。
对于牙周炎患者,口服热灭活植物乳杆菌L-137有效地减少了同时接受支持性牙周治疗且基线深度不小于4mm的患者的探诊深度。
此外,小檗碱促进丁酸盐的产生,改善肠道屏障,降低循环LPS和促炎细胞因子水平,下调牙槽骨中的促炎细胞,最终改善牙周炎动物模型中的牙槽骨损失。同样,在后生元中也没有报告严重的不良事件。
抗生素
临床上,抗生素用于杀死致病菌或抑制其增殖。
在SpA的背景下,口服美罗培南和万古霉素有效地抑制了BALB/c和SKG小鼠脾脏中Th1和Th17细胞减少的外周附着点炎的发展。
对于葡萄膜炎,甲硝唑或万古霉素已被证明可以缓解葡萄膜炎,并增加用光受体间维甲酸结合蛋白预处理的B10.RII小鼠肠外淋巴组织中Tregs的丰度。
对于原发性硬化性胆管炎患者,应用万古霉素、甲硝唑和米诺环素可改善肝酶和梅奥风险评分。
此外,阿莫西林联合甲硝唑、单独甲硝唑和阿奇霉素可有效改善牙周炎患者的临床结果,其中阿莫西林联合甲硝唑在减少探诊袋深度、探诊出血和提高临床附着水平方面表现最佳。
粪菌移植 (FMT)
FMT是指将健康人类粪便中的微生物群移植到患者消化道中,使肠道微生态系统快速恢复的疗法。FMT的效果受到各种因素的干扰,包括供体的粪便质量、粪便的制备程序、给药方法和频率、FMT前的个体化肠道微生物组成(包括细菌、真菌和病毒)以及操作员技术。
一项试点随机对照研究表明,FMT组的内镜严重程度指数降低,C反应蛋白水平降低,这证明了FMT在维持克罗恩病缓解方面的疗效。
FMT还可以通过改善肠道微生物群的失调来减少肝脏脂肪积聚,从而减少NAFLD。
对FMT在阿尔茨海默病治疗中的作用的系统综述表明,FMT可以恢复SCFA和健康的微生物组,从而破坏阿尔茨海默患者的Aβ寡聚体,从而减少阿尔茨海默的发病机制。进一步机制研究表明,FMT降低了结肠、血清和SN中的LPS水平,抑制了TLR4/MyD88/NF-κB信号通路,使肠道微生物群和SCFA正常化,增加了突触素I的表达,并改善了阿尔茨海默模型小鼠的认知缺陷和Aβ沉积。
在许多慢性疾病中,例如肥胖症、动脉粥样硬化、2型糖尿病、炎性肠病、多发性硬化、类风湿性关节炎等,炎症是主要原因。肠道菌群的结构成分可能引发炎症,这可能引发一系列涉及白细胞介素和其他细胞因子的炎症反应。同样,某些短链脂肪酸和细菌代谢的其他代谢副产物可能有助于抑制炎症反应。因此,肠道菌群改变往往可能是炎症的预警信号,更早于临床症状的出现,其在疾病防治中的价值正逐渐被认识和挖掘。
特别是在当今精准医疗时代,结合人工智能深度学习算法、多组学整合分析等创新技术,肠道菌群检测的准确性和临床应用价值将得到进一步提升。随着检测技术的不断优化、数据分析方法的持续改进,以及临床验证研究的深入开展,肠道菌群检测将在疾病预警、健康管理、个体化治疗,响应监测以及预后评估中发挥越来越重要的作用。
未来,深入了解肠道微生物诱导的炎症因子的信号机制,有助于为肠道微生物诱导的炎症性疾病开发更精确、更有效的治疗方案。
本文内容仅供学习和交流目的,不构成任何形式的医疗建议。
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