*仅供医学专科东谈主士阅读参考

赵立平教养解读肠谈菌群结构密码，“跷跷板”模子揭示健康深奥

整理：吴樱、杨琛

审核众人：赵立平

近日，与好意思国罗格斯大学“微生物组与东谈主体健康勾通本质室”牵头，上海市第一东谈主民病院内分泌与代谢科室和启东市东谈主民病院内分泌与代谢科室合作参加的有计划效果在线发表在海外顶尖学术期刊《Cell》。有计划发达东谈主、勾通本质室主任、好意思国罗格斯大学赵立平教养先容，其团队愚弄自主研发的高分辨率数据挖掘平台，整合了来自三大洲、波及15种疾病的38项肠谈菌群有计划的原始数据，初度辨别出两组对东谈主体健康珍贵至关紧迫的中枢菌群成员，即“基石功能群”与“病生功能群”菌群。

这两组中枢菌群酿成踏实的互补和竞争关系，肖似太极图中的阴阳南北极，又像“跷跷板”，通过相互的升降波动影响东谈主体健康。当基石功能群占据上风时，东谈主体肠谈菌群处在健康状态。当病生功能群占据上风且上风越来越大时，预示东谈主体健康出现问题。这一紧要发现存望成为评估东谈主体肠谈健康的新尺度，并鼓励个性化菌群检测时刻的发展，为临床疾病防治和宇宙健康处治提供强有劲的器具。

图1：有计划发表在Cell杂志

本期，“医学界”有幸邀请到了该有计划的通信作家赵立平教养，为读者真切解读这项有计划背后的故事。

扫描下方二维码或者点击文末阅读原文一语气，参预大夫站APP即可稽察完竣解读视频~

经过咱们浓缩讲究，笔墨版块如下：

01

“中枢菌群”到底是什么？它们在保管东谈主体健康中施展了怎样的作用？

学术界把保管东谈主体健康必不行少的通盘细菌统称为“中枢菌群”。中枢菌群是健康东谈主应有的细菌种类，其减少或者缺失会导致菌群失调。赵立平教养暗示，他们这次发现的中枢菌群由两个相互竞争的功能群组成，其中一个与疾病缓解相关的故意功能群主要由短链脂肪酸产生菌组成，它们粗略降解膳食纤维，并生成短链脂肪酸。短链脂肪酸在东谈主体的养分供给、免疫调理和热沈健康等多项人命历程起着至关紧迫的作用。此外，这些细菌险些不佩戴任何抗药性基因或不错引起疾病的毒力因子基因，因而对东谈主体是安全的。

另一个与疾病恶化相关的功能群则主要由契机性致病菌组成，它们佩戴险些通盘已知类型的抗药性基因和毒力因子基因。大王人有计划标明，在数目受到抑遏的情况下，这些契机性致病菌不错教师腾达儿免疫系统，并使成东谈主的免疫系统保握抑遏的警悟性。然而，若是这些病菌过度孕育，就可能激发全身性炎症，进而鼓励多种疾病的发生与发展。

此项有计划发表之前，中枢菌群的紧迫性虽已被庸碌招供，但学界尚未对中枢菌群的具体成员达成共鸣。由于个东谈主的遗传、饮食和生存环境互异带来的影响，现存的菌群分析门径与念念路一直难以找到在健康东谈主体中广泛存在的“中枢菌群”成员。

02

东谈主类共有中枢菌群：庸碌存在于多种疾病中的“跷跷板”模子

赵立平教养团队将以短链脂肪酸产生菌为主的功能群定名为“基石功能群”，因为这些细菌通过产生短链脂肪酸酸化肠谈环境，从而扼制契机性致病菌的过度孕育，其功能肖似于乔木手脚“基石物种”对丛林生态系统的踏实作用。

契机性致病菌组成的功能群则被定名为“病生功能群”，而非“病菌功能群”或“无益功能群”。这是因为这些细菌并非典型的致病菌。在数目较低时，它们对保管东谈主体免疫系统的泛泛功能是必不行少的，亦然东谈主类中枢菌群的成员；只须当其数目失控后，才对东谈主体无益。

有计划团队对110名2型糖尿病患者进行高膳食纤维饮食滋扰的随即对照检修，通过创新诱惑高分辨率的菌群测序大数据分析时刻，将肠谈细菌按照和解或竞争举止区别红不同的“功能群”，筛选出在不同时代点王人能踏实地保握和解或竞争关系的141株细菌，最终在其中锁定了一组相互竞争的类“跷跷板”状貌的网罗结构模子，通过“你升我降”影响东谈主体健康。

图2：基石功能群（C1A）与”病生功能群“（C1B）酿成两组相互竞争的”跷跷板“网罗结构模子。

为了证据“跷跷板”模子中的细菌是否存在于更多疾病类型的患者过头对照中，又分析了来自5个国度、涵盖7种疾病的11项病例-对照数据。分析散伙标明，“跷跷板”模子庸碌存在于险些通盘患者和健康东谈主群的肠谈样本中，合适“中枢菌群”特征。

为考据这一假定，团队概括前期本质数据对“跷跷板”模子进行不停优化升级，用以分析了涵盖三大洲、波及15种疾病的26项病例-对照有计划的“超等数据集”。该模子粗略准确判断超等数据集里的不同疾病的患者与对照的样本，不受地域、东谈主种和疾病类型等要素的影响。此外，团队还愚弄该模子搭建了一套概率打分系统，用来评估菌群失调的进度，为定量监测肠谈健康状态提供了新门径。

03

“跷跷板”模子：健康处治更精确，可罢了疾病早期滋扰

赵立平教养有计划团队还发现，通过精确养分滋扰，不错篡改这两组功能群在肠谈中的比例，使基石功能群占据上风，进而改善患者的健康状态。“更为惊喜的发现是，它们的比例失调比疾病症状更早出现，这为疾病的个性化小心、调理与健康处治开辟了新的旅途。”赵立平教养暗示。

有计划团队将晚期玄色素瘤、B细胞淋巴瘤、炎症性肠病和类风湿性漏洞炎的11项免疫调理临床检修的菌群数据整合，愚弄“跷跷板”模子不错预测患者对免疫疗法的个性化反馈，准确率达到临床应用水平。有计划指出，通用模子有望匡助大夫在调理前预判患者对不同疗法的反馈，从而优化调理决议，进步精确度和疗效。

赵立平教养暗示愚弄肠谈微生物进行疾病的调理，确定有着格外重大的长进，是医学的改日发展标的。绝不夸张的说，改日每一种疾病的调理，王人要把肠谈菌群手脚一个紧迫要素进行研究，因为肠谈微生物不单是只影响肠谈自己，还影响全身性免疫的变化和其他远端器官的健康。是以，把肠谈菌群手脚一个必不行少的对象进行滋扰，一定是改日通盘疾病调理的组成部分。

04

永劫分的饮食滋扰能否着实篡改或逆转患者的菌群结构呢？

赵立平教养暗示现存的肠谈菌群失调主要分为两种：

“D型失调”意味着患者的基石功能群（即对肠谈健康至关紧迫的细菌群体）的成员各种性并未权贵减少，但数目过低，无法施展泛泛作用。因此需要通过提供它们所需的动力和养分，如膳食纤维，来促进其增长。当基石功能群数目增多后，它们会篡改通盘这个词肠谈环境，扼制过度增长的病生功能群过头他危急病菌，从而翻新菌群失调。

“L型失调”则是一种更为严重的菌群失调类型，指的是基石功能群种类的严重缺失。这每每发生在患者弥远屡次使用抗生素或遇到严重肠谈感染后，导致病程过长，菌群失调加重。“L型失调”的一个紧迫标记是患者的疾病状态难以归附，一朝疾病严重到一定进度，可能再也无法归附到健康状态。关于这类患者，调理的首要任务是再行引入对健康至关紧迫的细菌群体。再为这些基石功能群提供它们额外需要的养分，使它们粗略在肠谈内再行占据上风地位。这么，患者才有可能归附健康东谈主应有的菌群特征，从而缓解疾病不停发展的状态，致使可能使疾病住手发展或逆转。

05

推断肠谈菌群有计划新标的：团队后续有计划蓝图

赵立平教养暗示，接下来将以基石功能群为靶点，诱惑临床实用的检测与调理决议，并在多种疾病中考据其效果。现存包括功能群的个性化检测时刻，粗略精确地分析个体的微生物群落特征；还有基石功能群的养分复旧时刻，通过特定的养分决议来促进故意菌群的孕育；以及含有基石功能群的滚动或教诲时刻。这些时刻粗略针对患者的具体情况，即不管是“D型失调”如故“L型失调”，进行个性化的滋扰调理。另外，值得一提的是，这些时刻依然罢了了尺度化，包括相关的试剂盒等检测器具王人已完备。“因此，咱们并不受具体病种的抑遏。不管患者患的是哪种疾病，只须他们的菌群状态需要调整，咱们的时刻王人不错提供匡助。手脚一种赞助性时刻，与现存的任何疾病的药物滋扰、手术调理等王人不打破，而是起到协同增效的作用。”因此，赵教养号召医学边界的通盘同仁，乃至全社会各界博采众长，真切合作，针对菌群的归赈济珍贵开展使命。

终末，赵立平教养指出，这次有计划的见效不仅在于它初度揭示了通用的肠谈中枢菌群成员过头生态功令，更为改日的精确医学和个性化医疗边界开辟了新的发展谈路。极端是针对糖尿病这一日益广泛的挑战，若是不足时弃取程序调整肠谈菌群的失衡状态，任由那些已参预糖尿病阶段或处于高危状态的东谈主群病情链接恶化，后果将不胜设计。因此，咱们必须积极弃取行动，愚弄对肠谈中枢菌群的新意志，设法阻断他们走向疾病的谈路，致使努力促使疾病状态获取逆转，从而为患者带来新的但愿。

众人简介

赵立平 教养

上海交通大学人命科学时刻学院微生物学特聘教养

·好意思国新泽西州立罗格斯大学生死亡学与微生物学系冠名讲席教养。

·好意思国微生物科学院（AAM）fellow。加拿大高级有计划院（CIFAR）fellow。

·2008年——于今，《海外东谈主类微生物组定约IHMC奉行委员会》委员；

·2006-2012《海外微生物生态学会ISME》常务理事；

·2004-2009《上海系统生物医学有计划中心》常务副主任；

·2018-2024好意思国胃肠病学会《微生物组有计划与素质中心》科学照看人。

·从事肠谈微生物组与代谢健康有计划三十余年，发现首例不错引起肥美的东谈主体肠谈病菌；诱惑了以肠谈菌群为靶点的肥美症、糖尿病养分调理决议；建造了基因组专一性的、不依赖数据库的、基于生态功能群的微生物组数据分析时刻平台；初度决然出对保管东谈主体健康具相关键作用的“两个竞争功能群”（TCG）中枢菌群模子，为菌群失长入肠谈健康的个性化的定量评估提供了全新的通用尺度。

·在Cell、Science、PNAS、ISME Journal、Nature Communications、Nature Reviews Microbiology等刊物发表论文百余篇。

·2012年，好意思国《科学》周刊对他的有计划使命作念过专题报谈。

推选阅读：《努力减肥却老是失败？可能是你的肠谈菌群“惹的祸”！》

扫描下方二维码或者点击文末阅读原文一语气，参预大夫站网页版，无需下载APP可学习更多骨子~

职守剪辑｜小林

*\"医学界\"接力所发表骨子专科、可靠，但不合骨子的准确性作念出痛快；请相关各方在弃取或以此手脚决策依据时另行核查。