——中國(guó)成年人肥胖患病率在2004-2018年期間增加了一倍多，從3.1%增加到8.1%。我國(guó)總體超重人群占比34.8%，肥胖人群占比14.1%。——我國(guó)成年人糖尿病發(fā)病率高達(dá)12.8%。同時(shí)，我國(guó)成年人中糖尿病前期人群也高達(dá)35.2%。——我國(guó)18歲及以上居民高脂血癥總體患病率高達(dá)35.6%。高脂血癥患病率呈上升趨勢(shì)，從2002年的18.6%上升至2012年的40.4%。——最新研究數(shù)據(jù)表明，我國(guó)人群中高尿酸血癥患病率已高達(dá)13%，且有不斷上升及年輕化趨勢(shì)。與此同時(shí)，近年來(lái)越來(lái)越多證據(jù)顯示，腸道菌群作為機(jī)體“第二基因組”在這類(lèi)疾病的發(fā)生和發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著潛在作用，研究者們亦嘗試著通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群的功能和組成的方式來(lái)對(duì)這類(lèi)疾病進(jìn)行干預(yù)和治療。01
代謝系統(tǒng)疾病人群腸菌顯著改變
在人體腸道內(nèi)存在2000種以上的微生物種類(lèi)，主要包括擬桿菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、變形菌門(mén)和放線菌門(mén)，其他菌門(mén)有螺旋菌門(mén)、藍(lán)菌門(mén)、疣微菌門(mén)等。腸道微生物群落在保護(hù)宿主抵抗病原微生物、調(diào)節(jié)免疫、調(diào)節(jié)代謝過(guò)程中起著重要的作用，甚至被認(rèn)為是一種內(nèi)分泌器官。腸道菌群中各菌種間的比例發(fā)生較大幅度變化而超出正常范圍的狀態(tài)，常被稱(chēng)為菌群失調(diào)。現(xiàn)有研究指出，腸道菌群及其代謝產(chǎn)物在機(jī)體的生理和病理過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，一旦失衡，將會(huì)打破機(jī)體平衡，影響代謝系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展。
肥胖與腸道微生物多樣性降低有關(guān)，肥胖者腸道中厚壁菌門(mén)豐度增加、擬桿菌門(mén)豐度減少。研究顯示，肥胖大鼠的腸道菌群中有較多的肥胖種型以及能量攝取的菌群，特別是厚壁菌/類(lèi)桿菌的比例明顯高于普通體重的大鼠[1]。將肥胖大鼠和瘦大鼠的腸道菌群移植到裸鼠腸道內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)裸鼠脂肪增加比例與供者有相同的變化，即在熱量攝入相同的情況下，接受肥胖大鼠腸道菌群移植的裸鼠體重增加量明顯高于接受瘦大鼠腸道菌群移植的裸鼠[2]。一項(xiàng)針對(duì)中國(guó)健康與肥胖人群的宏基因組關(guān)聯(lián)研究和血清代謝組學(xué)分析顯示，肥胖人群中與谷氨酸發(fā)酵相關(guān)的一種多形擬桿菌的豐度顯著降低，與血清谷氨酸濃度呈負(fù)相關(guān)，并抑制脂質(zhì)分解代謝[3]。
研究證實(shí)，2型糖尿病患者與正常人群腸道菌群差異顯著。人類(lèi)腸道中有6萬(wàn)個(gè)微生物與2型糖尿病有關(guān)。一項(xiàng)對(duì)345例中國(guó)2型糖尿病患者的研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病人群有著輕度的腸道菌群失調(diào)，一些常見(jiàn)的產(chǎn)生丁酸細(xì)菌的基因豐度降低，多種機(jī)會(huì)性致病菌增多，厚壁菌和梭菌的比例顯著性減少[4]。一項(xiàng)來(lái)自歐洲的MGWAS分析專(zhuān)門(mén)針對(duì)絕經(jīng)后女性2型糖尿病患者，研究發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌屬中的4種乳酸菌以及某些梭菌屬中的細(xì)菌豐度增加，同時(shí)伴有至少5種梭菌的豐度降低[5]。T2D患者腸道微生物群的分類(lèi)和功能特征[4]
正常情況下，腸道菌群的生理代謝活動(dòng)對(duì)調(diào)控和維持人體脂質(zhì)代謝平衡十分重要。高脂飲食除了影響宿主能量代謝導(dǎo)致肥胖外，還會(huì)引起腸道菌群失調(diào)。高脂飲食飼養(yǎng)的大鼠表現(xiàn)為血清甘油三酯、總膽固醇及低密度脂蛋白水平明顯升高，同時(shí)腸道菌群中雙歧桿菌、乳桿菌和腸球菌數(shù)量減少，腸桿菌數(shù)量增加，而擬桿菌則表現(xiàn)為先增后減的趨勢(shì)[6]。根據(jù)一項(xiàng)mata析的結(jié)果，應(yīng)用益生菌制劑能降低血清膽固醇并增加高密度脂蛋白的含量，也間接說(shuō)明腸道正常菌群具有降低血脂的作用[7]。
尿酸作為人體代謝產(chǎn)物的一種，也被發(fā)現(xiàn)與腸道菌群的變化密切相關(guān)。腸道菌群主要通過(guò)參與嘌呤和尿酸的分解代謝、影響尿酸排泄兩種途徑來(lái)影響人體血尿酸水平。一項(xiàng)通過(guò)對(duì)韓國(guó)普通人群糞便微生物進(jìn)行橫向研究分析,以及對(duì)同卵雙生子成對(duì)糞便微生物進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)2年的縱向研究分析證實(shí)人體血尿酸水平與腸道菌群優(yōu)勢(shì)腸型密切相關(guān)，其中普雷沃菌（主要分解產(chǎn)物為丁酸、琥珀酸、乳酸等）優(yōu)勢(shì)腸型者相較于類(lèi)桿菌優(yōu)勢(shì)腸型者血尿酸更低[8]。另一項(xiàng)通過(guò)應(yīng)用廣譜基因測(cè)序技術(shù)對(duì)23例腎結(jié)石患者與6名普通人群糞便進(jìn)行對(duì)比分析的研究，同樣得出血尿酸與普雷沃菌、類(lèi)桿菌細(xì)菌豐度的相關(guān)性結(jié)果[9]。腸型與宿主特性的關(guān)聯(lián)[8]02
腸道菌群導(dǎo)致代謝性疾病發(fā)生機(jī)制
腸道菌群可刺激小腸上皮細(xì)胞生長(zhǎng)，增加小腸絨毛毛細(xì)管密度，進(jìn)而使得腸道可以攝取更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[11]；同時(shí)腸道菌群還參與宿主體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸、脂類(lèi)的代謝過(guò)程，尤其是參與近端小腸無(wú)法完全消化的碳水化合物（膳食纖維等），將其分解為宿主可吸收的短鏈脂肪酸或糖類(lèi)物質(zhì)。腸道菌群還可以對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控進(jìn)而影響能量代謝機(jī)制。腸道菌群可有效抑制細(xì)胞脂肪基因的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)脂肪細(xì)胞中甘油三酯的沉降。腸道菌群對(duì)法尼酯衍生物受體的調(diào)節(jié)與高脂飲食誘發(fā)肥胖有關(guān)，主要機(jī)理在于法尼酯衍生物受體是一類(lèi)依賴于膽汁酸激活的核受體主要參與調(diào)節(jié)膽汁酸合成及甘油三酯在肝臟中的沉積過(guò)程[12]。
腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致的內(nèi)毒素血癥可能與肥胖和炎癥反應(yīng)有關(guān)。脂多糖（LPS）是腸道細(xì)菌的成分，可引起內(nèi)毒素血癥和低水平全身炎癥，促進(jìn)代謝綜合征或肥胖。高脂飲食可導(dǎo)致小鼠肥胖、雙歧桿菌減少和血漿內(nèi)毒素水平升高。LPS注射可導(dǎo)致小鼠體重增加和胰島素抵抗，但TLR4缺乏的小鼠不會(huì)出現(xiàn)胰島素抵抗。缺乏LPS受體CD14的小鼠顯示出抗炎作用。肥胖大鼠服用抗生素后，脂肪組織炎癥因子減少，氧化應(yīng)激和脂肪細(xì)胞生長(zhǎng)恢復(fù)正常。高脂飲食的小鼠產(chǎn)生內(nèi)毒素，增加脫硫弧菌數(shù)量。腸道菌群失調(diào)與胰島素抵抗呈正相關(guān)[12]。
腸道易受炎癥和氧化應(yīng)激影響，是身體與外界的屏障。長(zhǎng)期高脂高糖飲食可擾亂腸道菌群，損害腸黏膜屏障，增加腸壁通透性，導(dǎo)致內(nèi)毒素入血和免疫系統(tǒng)激活，引發(fā)感染和炎癥。腸道菌群形成的菌膜屏障有助于維持腸壁通透性，與腸上皮細(xì)胞緊密相連，爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)酸性代謝產(chǎn)物產(chǎn)生，降低腸道pH值，防止內(nèi)毒素和潛在致病菌侵害腸上皮細(xì)胞[13]。
腸道菌群會(huì)將宿主未分解的短鏈脂肪酸酵解為醋酸鹽、丙酸鹽等物質(zhì)，其中醋酸鹽可參與微生物-腦-β細(xì)胞軸調(diào)控過(guò)程，是促使代謝綜合征發(fā)生的重要信號(hào)因子。醋酸鹽進(jìn)入血液后通過(guò)血腦屏障刺激副交感神經(jīng)，激活迷走神經(jīng)，不僅可促進(jìn)胰島素分泌，也可釋放出胃饑餓素，引起饑餓感，導(dǎo)致人體大量進(jìn)食，這是誘發(fā)肥胖的重要原因。這一神經(jīng)調(diào)控機(jī)制是腸道菌群失調(diào)引發(fā)肥胖的重要原因[12]。腸道菌群調(diào)節(jié)宿主代謝機(jī)制[10]小結(jié)
腸道菌群的總數(shù)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)億，其繁多的種類(lèi)、復(fù)雜相互作用以及代謝產(chǎn)物對(duì)宿主生理功能的影響都極為重要。近年來(lái)，腸道微生物群與代謝性疾病之間的相互作用逐漸成為研究的焦點(diǎn)。代謝性疾病，作為一種發(fā)病率逐年上升且呈現(xiàn)年輕化趨勢(shì)的常見(jiàn)疾病，其發(fā)生、進(jìn)展和預(yù)后與腸道微菌群的關(guān)系極為密切。
隨著微生物學(xué)研究的迅猛發(fā)展，新的發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)。目前，研究者們正致力于深入闡釋宿主與腸道菌群之間的相互作用機(jī)制，并探索如何通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，將這些研究成果轉(zhuǎn)化為促進(jìn)人類(lèi)健康的實(shí)際應(yīng)用，從而為治療代謝性疾病開(kāi)辟新的途徑。了解腸道菌群檢測(cè)、移植及MDF，歡迎大家咨詢~ 
