慢性呼吸道疾病患者呼吸道微生物群研究进展

过去认为健康人肺部是无菌的,对疾病状态下呼吸道菌群的研究依赖传统培养技术。近年来,DNA测序技术应用于呼吸道标本的微生物检测,发现健康肺部存在复杂的微生物群。越来越多的证据表明,呼吸道微生物群在多种慢性呼吸道疾病发生和发展过程中扮演重要角色,与哮喘、慢性阻塞性肺病等疾病的临床表现、急性加重及预后相关。通过比较急性加重期与稳定期患者的呼吸道标本微生物群,形成了新的疾病假说,阐释了慢性呼吸道疾病急性加重的微生物学基础。未来对微生物测序数据的深度挖掘及基于临床问题的研究,有望为慢性呼吸道疾病的治疗提供新的靶点。     

肠道、肺部菌群直接或通过肠—肺轴对 呼吸系统慢性疾病的影响

人体寄生的微生物与人体为共生关系,数量庞大,并形成不同的微生态系统,影响人体免疫、代谢、内分泌等生理过程。菌群失衡导致微生态紊乱,从而导致相关疾病的发生发展。呼吸系统慢性疾病患者常有肠道菌群和肺部菌群的改变,肠道菌群通过肠-肺轴影响呼吸系统免疫及呼吸系统慢性疾病,肺部菌群的改变导致肺部疾病的同时亦会通过血流引起肠道菌群的变化。近年来随着高通量测序及生物信息学技术的发展,相关研究也越发被重视,本文着重对肠道菌群、肺部菌群通过肠-肺轴或直接在肺部免疫及呼吸系统慢性疾病中所起的作用进行综述。     

肺部菌群与呼吸道疾病的相互关系

由于呼吸道黏膜免疫系统具有很好的防御保护作用和强大的清除病原体的能力,过去学术界曾经一度认为健康机体的肺是无菌的。随着不依赖于体外培养的第二代测序技术的发展,关于肺部共生微生物的结构组成及其免疫调节功能的研究越来越受重视。肺部菌群的结构组成与出生方式、饮食结构、生活环境和抗生素使用等多种因素有关,生命早期的肺部菌群的形成和发育会影响全生命周期的呼吸道疾病的发生和发展。肺部菌群通过与宿主免疫系统相互作用调节肺部免疫稳态,还可以与肠道菌群、呼吸道病毒相互作用影响呼吸道感染。因此,干预生命早期肺部菌群的结构组成可以成为预防和控制呼吸道疾病的有效策略和新靶点。     

羊水菌群的研究进展

传统观念认为胎儿在宫内发育的过程是无菌的。随着研究方法的快速发展,针对于微生物的研究方法从传统的培养到现代分子生物学检测的进步,研究者已经认识到胎盘、羊水中具有微生物的存在。目前的研究尚不能明确胎儿宫内胎盘、羊水的菌群来源及菌群转移的具体途径,但已有的研究提示羊水菌群最可能来源为母亲肠道、生殖道以及口腔。本文综述了研究者对羊水菌群认识的转变、羊水菌群的来源以及羊水菌群与早产的相关性。     

肠道微生物、精准营养与健康

肠道微生物对人体健康和疾病发生发展都有着重要的影响。健康的肠道菌群不仅可以保护宿主免受病原菌的侵袭,还可以参与人体多项生理过程,包括生物活性代谢物的产生、免疫调节、糖脂代谢、维持体内平衡等。膳食中的脂肪、蛋白质和碳水化合物作为主要的营养素,在为人类机体提供能量的同时,也对肠道菌群的组成产生重要影响。精准营养旨在结合膳食指南,根据不同个体对营养的需求以及自身基因、肠道菌群的差异,提供科学的个性化膳食建议,以期实现对疾病的预防和控制。但精准营养的发展还存在着诸多方法学上的局限。本文主要回顾了肠道菌群、膳食与健康三者之间的相互关系,指出肠道菌群在精准营养与健康研究中的重要作用和发展前景,重点提出在人群队列水平将人工智能算法应用于肠道微生物组等多组学大数据的必要性及其对精准营养研究的关键作用。     

一种新的定量16S rRNA基因扩增子测序方法

近年来,16S扩增子测序技术被广泛应用于肠道微生物菌群结构和多样性研究,同时也常被用于临床样本中未知病原菌的检测。然而其对样本中物种组成的分辨率只能到属水平的相对丰度,且实验过程中多种因素皆可对结果产生一定影响,如样本起始浓度、PCR循环数、扩增引物等。为解决以上问题,本研究采用随机标签和内参法相结合的方法,开发了一套定量16S扩增子测序方法,将常规的16S rRNA编码基因测序结果中的相对丰度转化为绝对定量的拷贝数,有效提高了肠道菌群结构检测的精准性,降低了实验操作对结果的影响,也提高了测序与其他分子生物学方法间的可比性,有利于未来技术的进一步研发和改进。     

肺部菌群和肠道菌群在两种常见肺疾病中 作用的研究进展

哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)是常见高发的肺部疾病,相关发病机制尚待阐明。近年来,菌群对哮喘、COPD的发生发展的作用越来越引起重视。本文梳理了近期肺部菌群和肠道菌群在哮喘、COPD中的作用及机制相关文献,分别从肺部菌群和肠道菌群的角度,分析它们对哮喘、COPD的作用机制以及肺部菌群和肠道菌群之间相互调控的联系,以期进一步深入了解菌群在常见肺部疾病中的意义,为寻找更有效的防治哮喘、COPD的作用靶点或者分子提供相关可借鉴的思路。     

肠道菌群对糖脂代谢影响的研究进展

目前越来越多的研究成果表明被誉为人类"第二基因组"的肠道菌群能够影响糖脂代谢,进而调节相应疾病。本文就肠道菌群的分布、种类、影响因素进行大体介绍,主要对肠道菌群与糖脂代谢疾病联系和肠道菌群调节糖脂代谢过程中可能存在的作用机理进行综述,希望能够对糖脂代谢疾病的临床诊治带来裨益,为在此领域上的研究者提供参考价值。     

肺部菌群和肠道菌群及其互作与肺癌发生发展的相关性研究进展

肺部菌群及肠道菌群与肺癌密切相关,研究发现与健康人群相比肺癌患者的肺部及肠道菌群发生失调,即菌群组成结构发生显著改变。随着“肠-肺轴”概念的提出,肺部及肠道菌群在人体内的紧密联系越发受到重视,因此关于肺部及肠道菌群的研究对于阐明肺癌的发生发展机制有重要的指引作用。文中综述了肺癌患者肺部及肠道菌群的组成特点及可能的互作机制,强调了肠-肺轴中免疫系统的重要性,最后总结了肺部及肠道菌群对肺癌临床治疗的影响,并对肺部及肠道菌群可作为肺癌早期诊断与治疗的新颖靶点进行了展望。     

宿主遗传因素对肠道菌群的影响

随着高通量测序技术的发展,人们逐渐认识到肠道菌群与人类的健康和疾病密切相关,并发现肠道菌群受很多因素的影响。除了研究传统饮食和药物对肠道菌群的改变外,近年来,科学家也开始注重遗传因素在塑造肠道菌群中的作用。遗传因素可决定宿主的饮食偏好、肠道的生理结构、肠道屏障功能和免疫功能等,而这些都直接与肠道菌群相互作用,参与肠道微生态平衡的构建和稳定。因此,在研究肠道菌群与疾病发生相关性的过程中也需要考虑遗传因素的重要性。随着基因敲除、无菌小鼠和菌群移植等实验技术的革新,以及主成分分析、数量性状基因座和全基因组关联性分析等大数据分析手段的提高,科学家能够深入研究宿主遗传基因与肠道菌群之间的关联性,从而证明宿主遗传基因在塑造肠道微生态的过程中具有重要作用。本文将首先简述肠道菌群与疾病发生之间可能存在的联系,然后从多方面综述遗传因素对肠道菌群的影响及主要的研究进展,从而为今后该领域的深入研究提供重要的指导,也为今后预防和治疗疾病提供新思路和新方法。     

耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌对C57BL/6小鼠肺部菌群的扰动

【背景】肺部菌群与宿主健康和呼吸道疾病密切相关,耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistantKlebsiella pneumonia,CRKP)是临床常见的条件致病菌,感染后对肺部菌群的影响尚不清楚。【目的】探究耐碳青霉烯类肺炎克雷伯杆菌CRKP2对C57BL/6小鼠肺部菌群的扰动。【方法】将C57BL/6小鼠随机分为3组,分别用CRKP2、碳青霉烯类敏感肺炎克雷伯菌KP2044和无菌PBS溶液滴鼻,利用16S rRNA基因的高通量测序技术分析肺部菌群结构。【结果】与健康小鼠相比,菌株KP2044和CRKP2感染后小鼠肺部菌群α多样性和β多样性均显著改变,变形菌门相对丰度显著增加,乳酸杆菌属相对丰度明显下降。与KP2044相比,CRKP2生物膜形成能力较弱,感染后小鼠死亡率较低,对肺部菌群的扰动较小。【结论】虽然肺炎克雷伯菌是条件致病菌,但高剂量耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌CRKP2仍对健康小鼠肺部菌群造成显著影响;尽管菌株CRKP2具有多重耐药性,但与菌株KP2044相比对肺部菌群的扰动较小,因此推测KP菌株感染对肺部菌群的扰动程度可能与菌株毒力有关。     

赫哲族和汉族健康人群肠道细菌群落分析

目的 对汉族和赫哲族健康人群肠道菌群进行研究,探讨遗传背景和饮食习惯对肠道菌群多样性以及组成的影响.方法 以佳木斯市区20例健康汉族人群、佳木斯街津口赫哲族聚居地的20例健康赫哲族志愿者及20例健康汉族人群粪便样本为研究对象,应用基于16S rDNA V3-V4可变区的高通量测序技术测定肠道菌群多样性以及核心菌群的组成...     

肺部菌群对过敏性哮喘的影响CSCD

过敏性哮喘是一种常见的过敏性疾病,其发病机制尚未完全清楚,但共生微生物与宿主免疫稳态的建立及维持关系密切。近年来的研究发现肠道菌群在过敏性哮喘的发生发展中起主要作用,“肺-肠轴”概念的提出阐释了肺部菌群与肠道菌群之间的串扰关系。研究证实肺部菌群与过敏性哮喘密切相关,并通过肺-肠轴直接或间接影响过敏性哮喘的发生发展。本文分析肺部菌群与过敏性哮喘的相关性及可能的机制,深入了解肺部菌群在过敏性哮喘中的作用及意义,以期为过敏性哮喘的临床预防及诊疗拓宽思路。     

Nature:研究发现与肝硬化相关肠道菌群的遗传特征

<正>近日,浙江大学医学院附属第一医院传染病诊治国家重点实验室、感染性疾病诊治协同创新中心主任李兰娟院士及其科研团队,找到了汉族人和肝硬化相关的肠道菌群的遗传特征,为检测晚期肝疾病提供了方法。该研究成果在学术期刊《自然》发表。目前,部分病毒性肝炎及脂肪性、酒精性、药物性、免疫性肝病患者会经历肝炎、肝硬化、肝癌"三部曲"。尽管有些研究表明,肠道微生物的改变在终末期肝硬化并发症中起重要作用,但一直缺乏肠道菌群和肝脏病变的确切关联证据。李兰娟院士及其科研团队通过收集181个来自于中国人肠道菌群的样本,其中包括98个中国肝硬化患者及83个健康中国志愿者的粪便样本,用宏基因组学的研究方法,开展了肝硬化肠道菌群的深度测序及关联分析研究,从中获得269万个非冗余的人体肠道微生物菌群的基因集,     

从粪菌移植到下一代益生菌:挑战与进展CSCD

细菌、真菌、病毒和原生动物等微生物生活在肠道中,共同组成肠道微生物群。其中,细菌在肠道微生物群中占主导地位。肠道菌群对于维持肠道及全身健康至关重要,肠道微生态失调与人类多种疾病相关。调节失衡的肠道菌群有助于这些疾病的治疗,粪菌移植因在治疗艰难梭菌感染方面取得成功而备受关注。许多临床试验证实了粪菌移植在治疗其他肠道疾病及全身疾病方面具有潜力,但疗效却因人而异,具体机制不明。研究者们致力于从健康供体肠道菌群中寻找真正具有“益生”作用的新型细菌,这些细菌被称为下一代益生菌。     

肠道菌群:运动健康促进的新靶点

肠道菌群与人体通过广泛信息交流形成互惠共生关系。肠道菌群结构稳定性、菌种多样性和微生态平衡性使其成为人体更易接触和调控的"生理中心",深刻影响人体健康。适宜运动可通过优化肠道菌群,促进宿主肠道微生态健康。以肠道菌群为靶点的运动健康促进研究,为运动与人体健康和疾病研究呈现出新领域。基于宏基因组学、宏转录组学等微生态研究技术,揭示与人体疾病相关的肠道菌群失调,鉴定出疾病相关的特定菌群种类及功能,使得以肠道菌群为靶点的运动精准干预人体健康成为可能。     

基于PacBio SMRT测序技术评估妊娠期糖尿病人的肠道菌群

[目的]肠道菌群是位于人体肠道内的微生物菌群,其组成与人类多种疾病相关。例如,已有研究表明肠道菌群的变化与妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus,GDM）的发病密切相关。因此本研究基于PacBio SMRT测序技术评估及比较了不同民族（汉族和蒙古族）及是否患GDM的孕妇的肠道菌群。[方法]本研究利用PacBio SMRT测序技术对97例患有GDM及健康的汉族和蒙古族孕妇粪便样本进行了全长16S rRNA测序及分析。[结果]总体来说,处于相同孕期的4组孕妇肠道菌群的组成相似,不同核心菌群展现出不同强弱的相关性。本研究在种的水平上共鉴定到了44个种。在汉族人中,患有妊娠期糖尿病的孕妇肠道菌群中Akkermansia muciniphila菌的相对丰度要显著低于健康孕妇;而在蒙古族人中,健康孕妇与GDM孕妇间差异并不明显。在健康对照中发现汉族孕妇肠道菌群中Bacteroides uniformis菌的相对丰度显著高于蒙古族孕妇;但在患有GDM组中未找到不同民族分组间的差异。另外,功能预测结果发现四组样本菌群功能组成高度相似,大多数功能基因都与能量代谢有关。汉族GDM患者与健康对照组间没有发现显著差异,但在蒙古族GDM患者中发现无机离子运输等功能相对丰度显著高于与蒙古族正常孕妇。[结论]在相同的孕期,妊娠期孕妇的核心肠道菌群结构与功能是相对稳定的,而民族差异也不会对妊娠期菌群产生显著性影响。但在四组间可以检测到一些低丰度的差异菌群,如Akkermansia muciniphila,其丰度的变化可能导致了肠道中一些与肠道营养吸收等有关的代谢发生变化,而这些变化可能与妊娠期糖尿病的发生密切相关。本研究将有助于探究肠道菌群在GDM发病机制中的作用。     

肠道菌群热点问题

肠道菌群的研究迅速发展,其对人体健康的影响被广泛认为是近年来生物医学中最令人激动的有进展的研究之一。肠道菌群在消化、代谢和免疫功能中起到重要的作用,对胃肠道的影响很大。肠道菌群生物多样性的改变能在很大程度上影响宿主健康和生长。进一步了解形成和维持肠道菌群多样性的重要性,能目标明确地促进健康、预防和治疗疾病。饮食、功能性食品和移植肠道菌群等已在调节肠道菌群方面小有成效,可进一步研究它们对各种疾病的作用。     

1 067例不同年龄及地域人群肠道菌群特征

目的探索不同人群在不同年龄阶段的菌群结构特点,了解环境因素对肠道菌群组成及发展的影响。方法收集65例中国健康儿童粪便样本并进行16S rRNA检测,同时从已发表文献中获取来自亚洲、非洲、欧洲、北美洲及南美洲国家的1 002例健康人群肠道菌群数据,分析来自不同年龄阶段健康人群肠道菌群的特征。结果 3岁以下全球各地儿童肠道菌群的种类较为一致:拟杆菌属和双歧杆菌属在儿童肠道菌群中占据主导地位,且它们在免疫调节上有重要作用。3岁以上健康人群的肠道菌群则展示出了地域性特征:亚洲健康人群的肠道代表菌属为考拉杆菌属和巨单胞菌属,非洲健康人群的肠道代表菌属为粪杆菌属,欧洲健康人群的肠道代表菌属也是粪杆菌属,北美洲健康人群的肠道代表菌属为拟杆菌属,南美洲健康人群的肠道代表菌属为普氏菌属。另外,经济较发达的欧洲及北美洲健康人群的肠道菌群多样性显著高于其他经济较落后地区。结论本研究加深了对不同地域人群肠道菌群特点以及它们随年龄增长而发展变化的认识。     

COPD的下呼吸道微生态研究进展

新一代测序技术的发展,拓展了人类对肺微生物组的认识,下呼吸道微生物组与呼吸系统疾病的关系日益受到关注。下呼吸道微生物组包含平衡的共生菌群和致病菌群,在慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)中,其疾病的严重性、炎症程度或抗生素等治疗因素均会影响肺部微生物群稳态,下呼吸道微生物群落的改变又可能通过操纵炎症或免疫过程,对COPD的病程产生影响。据此,本文通过回顾近年来对COPD下呼吸道微生态的研究,总结了COPD患者的下呼吸道微生态特征及菌群定植情况,探讨下呼吸道微生态与COPD发病机制之间的相关性和治疗对策,希望为COPD的诊断和治疗提供新思路。