野外放归大熊猫和圈养大熊猫肠道正常菌群的研究

收稿日期:2004202225

3通讯作者

文章编号:049020756(2004)0621276204

野外放归大熊猫和圈养大熊猫肠道正常菌群的研究

谭　志1,鲍　楠1,赖　翼1,张和民2,李德生2,刘成君1,3

(1.四川大学生命科学学院,成都610064;2.中国保护大熊猫研究中心,四川卧龙623006)

摘要:对四川卧龙中国保护大熊猫研究中心1只放归亚成体大熊猫和3只圈养亚成体大熊猫

肠道正常菌群的种类、数量和分布情况进行了比较研究,结果鉴定出17种细菌,发现放归大熊

猫和圈养大熊猫肠道优势菌群均为肠杆菌、肠球菌和乳杆菌.与圈养大熊猫相比,大熊猫放归

野外后,肠道菌群中的肠球菌增多,肠杆菌和乳杆菌的数量有所下降,芽孢杆菌和酵母菌的检

出率增大.

关键词:放归大熊猫;圈养大熊猫;肠道菌群

中图分类号:Q93 文献标识码:A

为更好地保护大熊猫这一中国特有的濒危物种,2003年7月四川卧龙中国保护大熊猫研究中心启动了大熊猫野外放归工程,这项工程旨在将人工圈养的大熊猫放归大自然,补充野生大熊猫种群数量,改善野生大熊猫遗传的多样性,同时进一步壮大圈养种群,达到长期保存这个物种的目的,这项实验的关键在于要提高圈养大熊猫在野外的存活率.研究表明,大熊猫趋于濒危的主要原因之一是疾病致死,在致死大熊猫的各种疾病中,以肠道疾病最为严重[1].因此,研究放归大熊猫和圈养大熊猫的肠道菌群的种类和分布对预防和诊断大熊猫胃肠道疾病,提高野外放归的存活率具有十分重要的意义.

目前,圈养大熊猫的饲料主要由高蛋白高热量的精饲料构成,食谱丰富,营养水平高,而放归后大熊猫的主食将变为以竹子为主的高纤维低热量野生植物,食物结构发生很大转变.研究表明,大熊猫易因食物结构的转变而发生胃肠道疾病,并影响其生长发育,甚至造成死亡[1,2].本实验的目的就是要研究放归大熊猫和圈养大熊猫的肠道菌群变化,搞清变化规律,从而为放归大熊猫饲料的合理搭配,采取药物预防食物结构转换期肠道内病原菌的过度繁殖等措施提供重要的科学依据.

1　材料和方法

1.1　材料

1.1.1　实验动物　亚成体大熊猫4只,分别为“祥祥”、“林蕙”、“林阳”、“福福”,由四川卧龙中国保护大熊猫研究中心饲养.其中熊猫“祥祥”于2003年7月8日放归野外放养场.另三只大熊猫为圈养,大熊猫“林蕙”于2003年10月12日被租借到泰国清迈.

1.1.2　培养基　根据已报道的肠道常见菌,选择15种选择性培养基(见表1)进行培养.培养基配方参考

《微生物培养基的制造与应用》[3]、《临床厌氧菌检验手册》[4]、熊德鑫(1986)[5]方法.其它普通培养基和生

化实验培养基均按常规方法制备.

1.1.3　试剂和溶液　革兰氏染色液,硝酸盐还原试剂,MR 试剂,V P 试剂等均按常规方法配制.

1.2　方法

1.2.1　采样　粪样采集从2003年7月7日开始,到目前共采样10次,分别在7月7日,7月8日,7月162004年12月

第41卷第6期四川大学学报(自然科学版)Journal of Sichuan University (Natural Science Edition )Dec.2004Vol.41　No.6

日,7月23日,8月1日,8月15日,9月14日,10月15日,11月15日,12月15日.用于厌氧培养的大熊猫新鲜粪便即刻放入装有10mL 厌氧运送培养基的厌氧转送管内[6].样品立即于当日开始进行细菌培养,计数,鉴定等工作.

表1　培养基与培养对象

培养基

培养对象培养基 培养对象 肠杆菌培养基(MCA )

肠杆菌科(Enterobacteriaceae )优杆菌培养基(ES )优杆菌属(Eubacterium )肠球菌培养基(EC )

肠球菌(Enterococci )乳杆菌培养基(Cd )乳杆菌属(L actobacillus )葡萄球菌培养基(Sp )

葡萄球菌属(S taphylococcus )梭菌培养基(Sd )梭菌属(Clost ridium )沙鲍氏培养基(Sb )

酵母菌(Yeasts )消化球菌培养基(Ps )消化球菌(Peptococcus )芽孢杆菌培养基(BA )

芽孢杆菌属(B acillus )双歧杆菌培养基(BLB )双歧杆菌属(Bif idobacterium )沙门氏菌培养基(HE )

沙门氏菌属(S al monella )韦荣氏球菌培养基(Vs )韦荣氏球菌属(V eillonella )耶尔森氏菌培养基(S.S )耶尔森氏菌属(Yersinia )空肠弯曲菌培养基(CO )空肠弯曲菌(V ibrio Jeiuni )

类杆菌培养基(Bds )类杆菌培养基(B acteroide )1.2.2　分离纯化、鉴定和计数　按检测对象的不同,分别在不同温度下进行需氧或厌氧培养[7](厌氧培养采用碱性焦性没食子酸法和姚伟邦等方法[8]进行培养).对分离的细菌纯培养物按伯杰氏系统鉴定手

册和《常见细菌系统鉴定手册》[9]鉴定到属、种,并计数菌落数,用菌落形成单位(CFU )表示.

2　结果

2.1　肠道菌群的种类及分布

对选择性培养基中出现的菌落进行细菌鉴定后共发现17种细菌.实验结果表明,圈养大熊猫和放归大熊猫肠道正常菌群中优势菌群为肠杆菌,肠球菌和乳杆菌,其中埃希氏大肠杆菌的检出率最高,为100%,其次是粪链球菌、乳杆菌及产气肠杆菌,检出率分别为97.2%、88.9%及72%.其它细菌的检出率较低,依次为小肠结肠炎耶尔森氏菌、葡萄球菌、芽孢杆菌、普通变形杆菌、肠炎沙门氏菌、酵母菌、双歧杆菌、空肠弯曲杆菌、小韦荣氏球菌、脆弱类杆菌(见表2).优杆菌、消化球菌、梭菌等未在受试粪样中检出.

表2　卧龙放归大熊猫和圈养大熊猫粪便正常菌群检测结果

细菌种类3细菌数量(Log10n /g )检出率(%)放归大熊猫圈养大熊猫放归大熊猫圈养大熊猫

17.9±0.28.2±0.2100100

28.0±0.47.4±0.210096.1

37.0±0.77.9±0.29088.5

4 6.6±0.

5 6.8±0.37069.2

5 6.7±1.0 6.7±0.55053.8

6 6.3±0.6 6.5±0.84038.5

7 6.8±0.67.1±0.76023

8 6.4±0.7 6.0±0.63026.9

9 6.7±0.6 6.4±0.63026.1

10 6.4±0.2 6.3±0.74015

11 6.3±1.4 6.2±0.82019.2

12— 6.5±1.1015.4

13— 6.8±1.307.7

14— 6.90 3.8

31:埃希氏大肠杆菌(Escherichia coli );2:粪链球菌(S t reptococcus f aecalis );3:乳杆菌(L actobacillus sp.);4:产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes );5:小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica );6:葡萄球菌(S taphylococcus sp.);7:芽孢杆菌(B acillus sp.);8:普通变形杆菌(Proteus vulgaris );9:肠炎沙门氏菌(S al monella enteritidis );10:酵母菌(Yeasts );11:双歧杆菌(Bif idobacterium );12:空肠弯曲杆菌(Cam pylobacter jejuni );13:小韦荣氏球菌(V eillonella parvula );14:脆弱类杆菌(B acteroides f ragilis )

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2.2　放归大熊猫肠道菌群的变化

检查结果表明,放归大熊猫在放归一周后,与圈养大熊猫相比肠道正常菌群中优势菌群仍为肠杆菌,肠球菌和乳杆菌,但细菌数量和分布即开始发生了一定变化,表现在肠球菌数量明显增加,乳杆菌数量明显减少,肠杆菌数量有轻微减少,到采样后期,肠球菌数量超过肠杆菌;另外,放归大熊猫粪样中芽孢杆菌和酵母菌的检出率较高,分别为60%和40

%.

3　讨论

圈养大熊猫放归野外后,其食物结构由富含高蛋白、高脂肪以及高能量和各种维生素、电解质、微量元素的种类丰富的精饲料变成单一的以粗纤维为主、营养成分贫乏的竹子.其肠道微生态平衡会发生生理性波动[10].大熊猫在以精饲料为主食的圈养期间,肠道内的肠杆菌和乳酸菌的数量较多,通过肠杆菌和乳酸菌对多糖、蛋白质的分解,有利于肠道粘膜对乳糖、乳蛋白等高蛋白性食物的消化吸收和利用.在大熊猫以高纤维性的竹子为主食后,肠道微生态平衡发生波动,细菌种类和分布发生变化,肠球菌增多,有利于在厌氧环境下肠球菌对纤维性食物的分解和利用[11].同时,肠杆菌和乳杆菌的数量有所下降.Metchnikotl (1970)提出,乳杆菌有利于抑制肠道内条件性病原菌的生长和维持消化道中微生物菌群的平衡[2]. 值得注意的是,放归大熊猫粪样中芽孢杆菌和酵母菌等过路菌的检出率较高,这可能与圈养时卫生条件较好而放归时野外卫生条件较差有关.张志和等认为,抗生素的过量使用或联合使用会造成大熊猫胃肠道正常菌群比例失调,进而导致大熊猫慢性腹泻,表现在常住菌消失和少数过路菌参与,其中如酵母菌、乳

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杆菌等菌的优势繁殖是大熊猫慢性腹泻的主要原因[7].因此,当长期圈养的大熊猫放归后,胃肠道菌群也会发生变化,芽孢杆菌和酵母菌等过路菌数量的增加会不会也导致大熊猫的胃肠道疾病成为了一个重要的课题,需进一步研究.

本实验中放归大熊猫厌氧菌的检出量和检出率较低,其原因客观上可能是由于放归大熊猫粪样在野外难以及时采集,相对于圈养大熊猫的粪样暴露于空气中的时间较长,而且大熊猫具有肉食性动物消化道结构的特点,如肠道较短、无盲肠[12],使得厌氧菌难以在其内定植.

研究发现,动物消化道中正常菌群的种类和数量只是暂时稳定的,它们受饮食、生活习惯、地理环境、年龄及卫生条件的影响而变动[2].圈养大熊猫放归野外后,在食物结构发生巨大变化的同时,其生活环境也发生了全面的改变,各种内外因素的变化可能导致大熊猫肠道生理功能的失调,造成某些条件性病原菌的入侵,就会导致机体的各种疾病发生.因此,在圈养大熊猫放归前应注意竹子饲料和精饲料的逐步替换,避免食物结构在短期内的急剧变化,必要时可使用药物预防食物结构转换期肠道内病原菌的过度繁殖;同时,在生活环境上也要尽量模拟野生环境,提高熊猫放归后的适应能力,避免胃肠道菌群比例失调.研究放归大熊猫肠道正常菌群的种类、分布和变化对于大熊猫野外放归工程具有重大意义,还需要积累更多的数据和进行更深入的研究,这将是一项长期的工作.

参考文献:

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[3]　陈天寿.微生物培养基的制造与应用[M ].北京:中国农业出版社,1995.

[4]　熊德鑫.临床厌氧菌检验手册[M ].北京:中国科学技术出版社,1994.

[5]　熊德鑫.厌氧菌的分离和鉴定[M ].南昌:江西科学技术出版社,1986.

[6]　苏建平,马纪平.中华医学检验杂志,1993,16(4):238.

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[9]　东秀珠,蔡妙英.常见细菌系统鉴定手册[M ].北京:科学出版社,2001.

[10]　杨景云主编.医用微生态学[M ].北京:中国医药科技出版社,1997.

[11]　彭广能,熊焰,李德生,等.四川畜牧兽医,1999,26(5):26.

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The Study on the Normal Intestinal Microflora of the G iant Panda

R eturned to Wild and the G iant Panda in C aptivity

TA N Zhi 1,BA O N an 1,L A I Yi 1,ZHA N G He 2m i n 2,L I De 2sheng 2,L IU Cheng 2j un 1

(1.College of Life Science ,Sichuan University ,Chengdu 610064,China ;

2.China G iant Panda Protection and Research Center ,Sichuan Wolong ,623006,China )

Abstract :A comparative study of the intestinal microflora ’s variety ,number and distribution of one young G iant panda returned to wild and 3young giant pandas in captivity in China giant Panda Protection and Re 2search Center ,Wolong Sichuan has been made.17species were identified.The study also found that the pre 2dominant intestinal florae of giant panda returned to wild and giant panda in captivity were enterobacteria ,en 2terococcus and https://www.wendangku.net/doc/a54460473.html,pared with the giant panda in captivity ,the number of enterococcus of the giant panda returned to wild increased while the number of enterobacteria and lactobacillus decreased.At the same time ,the detection rate of B acill us sp.and yeasts increased.

K ey w ords :giant panda returned to wild ;giant panda in captivity ;intestinal flora

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肠道菌群研究的主要方法

肠道菌群研究的主要方法 长期以来，为了研究肠道菌群的成员及其功能，科学家们建立和发展了众多技术 手段。经典的微生物学研究方法主要通过对细菌进行纯培养，然后在不同的培养条件下对细菌的生理活性进行研究。而随着分子生物学技术的飞速发展，在对环境中的复 杂微生物群落进行研究时，科学家们越来越多地运用不依赖于培养的方法，全面分析 各种微生物在环境中的活动和对环境的影响。 基于分离培养的方法 在肠道微生物学研究中，科学家们通常使用一定的选择性液体或固体培养基，对 粪便或肠道粘膜、肠道内容物等样本进行培养和富集，并对培养得到的细菌种类进行分析。根据肠道细菌的特性，对肠道菌进行培养通常需要在厌氧的条件下进行，严格 的厌氧和培养基的选择对于肠道菌的分离和生长非常重要。但是，局限于纯培养的方法具有很多不足之处。首先，体外培养体系难以模拟微生物在肠道中自然生长繁殖的条件，因此绝大多数的肠道微生物都还不能通过纯培养的方法得到分离；其次，仅仅依靠形态学和生理生化检测也不能对菌株进行准确的鉴定。因此，在研究肠道菌群结构和功能的研究中，研究者们通常结合分离培养方法和分子生物学方法，对感兴趣的细菌种类进行研究。 二．分子生态学研究方法 分子生态学方法通常以环境中各种微生物的基因组核酸（DNA 或RNA）为研究 对象。在以肠道菌群为对象的分子生态学研究中，研究者们最常使用核糖体小亚基 RNA 基因（细菌中的16S r RNA 基因）的全部或部分序列作为分子标签来代表物种，以基 因序列的多样性代表物种的多样性，从而对菌群的组成结构进行分析。细菌16S r RNA 基因具有广泛性、进化变异小、具备高保守区和高变区（V 区）等特点，同时序列还具有信息 量巨大且更新迅速的公开数据库，如Database Project（RDP）、SILVA 、Greengenes 等等，研究者们可以方便地将自己研究中的16S r RNA基因序列与数据库进行比对，确定细菌的分类地位。类似的，为了对肠道菌群中具有特定功能的类群进行检测，研究者们也建立了以功能基因片段为分子标签的分析方法。 常用的分子生态学分析方法分为两大类：基于DNA 指纹图谱的分析方法和基于DNA 测序技术的分析方法。除此之外，可用于实时定量的荧光定量PCR（Real time quantitative PCR）和荧光原位杂交技术（Fluorescence in situ hybridization, FISH）也是常用的分析手段。DNA 指纹图谱技术依据分子大小、核酸序列等特征的不同，将代表微生物群落中各物种的 DNA 分子标记物在凝胶上进行电泳分离，使代表不同物种的分子标记迁移到胶上的不同位置，最终得到的电泳图谱用于显示群落的组成结构。DNA 指纹图谱的最大优点是方便、快速、直观，常用于检测微生物群落结构的动态变化或比较不同群落之间的结构差异。最常用的DNA 指纹图谱技术包括变性梯度凝胶电泳（Denatured gradient gel electrophoresis，DGGE）和末端片段长度多态性（Terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP）等。 不同于指纹图谱技术，DNA 测序技术的目的在于通过直接获取序列核酸信息的方法， 对群落中各物种的进化地位作出判断。基于单克隆质粒、转化细胞构建和桑格（Sanger）双脱氧法测序的16S r RNA 基因克隆文库长期以来广泛用于研究群落中微生物组成的方法，已被多次应用于人体肠道菌群的多样性分析，并获得了在物种检测深度和物种鉴定水平上均远远优于DNA 指纹图谱技术的结果 肠道菌群与健康相关研究中的应用

人体肠道菌群定量技术研究进展

人体肠道菌群定量技术研究进展 姜美娟，梁冰 (中国人民解放军第401医院检验科，青岛266071) 摘要在传统微生物学研究中，人们只重视致病菌的作用，而没有重视正常菌群的作用。通过对肠道菌群的分布特点和生理功能的了解，我们认识到肠道菌群的微生态平衡与人的健康及疾病的密切关系系，针对传统培养方法存在的问题，国内外专家先后开展了分子生物学方法的研究和生物学评价工作。本文结合本课题组的研究，对各种技术的特点及存在的不足进行了全面的论述。 关键词肠道菌群;定量技术;进展 中图分类号:R445.6文献标识码:B doi:10.3969/j.issn.2095－1434.2011.03.013 正常菌群在人体内分布很广，其中以肠道菌群最具有代表性。对健康人的粪便标本研究已知，肠道内栖息着大约400 500种微生物，其中包括细菌、真菌和病毒等。这些微生物的总质量约为1kg，其体积相当于1个人的肝脏，其数量为1014个，是人体自身细胞总数的10 20倍［1］。在常见的十几种细菌中，绝大多数为专性厌氧菌，约占99%以上，包括双歧杆菌、乳杆菌、优杆菌、拟杆菌、消化链球菌等，也有少量的兼性厌氧菌、专性需氧菌和微需氧菌，如肠杆菌属细菌、肠球菌、葡萄球菌、酵母样菌等。它们构成了人体胃肠道的生物学屏障。肠道正常菌群与宿主、菌群中各种微生物之间相互依存，相互协调，处于动态平衡。大量研究表明，肠道正常菌群对宿主具有消化、吸收、营养、生物拮抗等生理作用，实际上已成为宿主生命的必需的组成部分。当这些正常的微生物群落受宿主及外环境影响，其种群数和菌量、活性发生了异常或定位转移时，这些群落中就容易容纳外籍菌，原先的平衡遭到破坏，出现菌群失调。在人体抵抗力降低的情况下，如瘦弱婴幼儿，年老体弱和患急、慢性疾病者，以及长期使用广谱抗生素、免疫抑制剂、肾上腺皮质激素、抗肿瘤药物和放射治疗者，尤其是应用广谱抗生素者，可使肠道正常菌群被抑制而数量减少，耐药的过路菌过量繁殖，造成肠道菌群失调，同时，肠道菌群的失调还会加重某些疾病的严重程度。因此确切了解肠道菌群变化及对肠道菌群进行精确定量对疾病的诊断有着重要的意义。 1直接镜检法 镜检法是目前广泛采用的进行肠道菌群分析的方法。该方法是通过油镜观察革兰染色粪便涂片的菌群象，估计细菌总数、球菌与杆菌比例，革兰阳性菌与革兰阴性菌的比例，结合各种细菌的形态特点、有无特殊形态细菌增多等结果来综合判断菌群状况。 观察细菌总数可以先计数部分(如1/8视野)油镜视野中细菌的数量，再对整个视野进行估计，观察几个视野后取平均值。一般来说，每视野细菌数在501 5000个为正常，101 500个为轻微少，11 100个为明显减少，11个以下为显著减少，也有高于5000的情况，但较少见，临床意义不大。细菌总数减少则与肠道菌群失调存在密切关系，应引起重视，并结合细菌类别构成等指标进行综合评估。由于通过涂片镜检的方法无法精确区分细菌种类，一般就细菌形态和染色性将细菌分为4大类，即革兰阳性杆菌、革兰阴性杆菌、革兰阳性球菌、革兰阴性球菌，通过计算4者的比例来评估肠道菌群的特征。具体计数方法为:计数1000个细菌中各类细菌的百分率。可先计数部分视野中(如1/8视野)各类细菌数，然后估计全视野中的各类细菌数［2］。该方法虽然由于所需设备简单，操作简便，耗时短，很适宜临床应用。但是并不能完全反映肠道菌群的状态，更不能对细菌种类及数量进行精确定量，而且操作过程受主观因素影响较大，不易于推广。 2活菌定量培养计数法 Hartemink等人［3］于1997年提出了活菌定量培养及计数的方法，即将一定质量的粪便标本，悬浮于PBS中，经连续10倍稀释，分别接种于不同的选择培养基中，进行培养。对不同培养基选取最佳分布菌落进行计数，并根据其相应稀释倍数而得到细菌在标本中的含量。此法可以同时显示肠道菌群的多样性和比例构成。但是，目前选择性培养基并不能真正做到完全特异性选择，仍有85%的肠道菌群无法培养得到。而且稀释平皿接种费时，通常孵育需2 3d，如果微生物分布不均，呈链状或成丛，则导致低估真正菌数。平皿接种中的氧化作用会杀死像双歧杆菌这样的厌氧菌，影响菌数的估计。 3聚合酶链式反应技术(polymerase chain reaction，PCR) 16S rRNA是编码细菌核糖体16S小亚基的核酸序列，而16Sr DNA是编码它的DNA序列，存在于所有细菌的染色体基因组中。16S rRNA基因可分为保守区和可变区，在不同的微生物可变区其核苷酸序列不同，一个16SrRNA的基因序列就代表着一种原核生物［4］。16SrRNA/rDNA分子是研究微生物的最佳靶分子，利用保守区系列设计通用引物来判断细菌的存在与否，也可以利用16Sr DNA可变区特异性序列来进行特异性微生物种属鉴定和分型，这在细菌分类学中可作为一个科学可靠的指标。基本过程是:先用PCR法扩增模板DNA，然后对扩增片段进行测序，获 182 第22卷第3期航空航天医学杂志2011年3月

Nature Genetics上的肠道菌群GWAS研究是怎么做的

Nature Genetics上的肠道菌群GWAS研究是怎么做的 木子君 肠道菌群与人类健康的密切关系越来越受到重视，已经成为时下最热门的研究方向之一。被称为人类“第二基因组”的肠道菌群除了受到环境、饮食、疾病等因素的影响以外，还在一定程度上受到遗传因素影响，也就是说肠道微生物会受到宿主基因的控制。例如已报道的乳糖编码基因（lactase gene，LCT）与双歧杆菌的关联性(Goodrich, Davenport et al. 2016)。尽管这种概念已被广泛接受，但是基于GWAS的肠道菌群研究还很有限，到底有多少微生物受到宿主基因的影响，以及这种关联如何影响健康和疾病的发生，都非常值得研究。 那么一篇肠道菌群的GWAS研究如何做，怎样才能发到高水平的期刊呢？今天就以2016年发表在Nature Genetics上的一篇文章为例，讲讲肠道菌群的GWAS研究思路。 Genome-wide association analysis identifies variation in vitamin D receptor and other host factors influencing the gut microbiota 本文主要利用1812人样本集进行GWAS研究，发现了一系列影响肠道菌群induvidual bacteria 和β-diversity的SNP。之后针对VDR基因上的SNP为例，研究了该基因影响肠道微生物的机制。 大致可以把这篇文章的思路分为三步： 下面我们看看作者如何一步步有理有据地走下来。 第一步：全基因组关联分析 本文的数据来自两个人群（PopGen和FoCus），共1812个样本有肠道微生物的16S测序以及SNP芯片数据。同时还有性别，年龄，吸烟状况，饮食情况等一些对于肠道微生物有影响的环境因素数据。 1. 前期处理 1.1 协变量 在做关联分析之前，要先确定协变量，校正其他因素对于肠道微生物的影响。经过相关性分析发现年龄，性别，吸烟，饮食等情况对于肠道微生物的影响都是显著的（图1），因此都被纳入关联分析作为协变量。

肠道菌群研究方法进展_窦会娟

作者简介：窦会娟（1977-），女，硕士，副教授，从事微生物生态学方面研究，Email：douhj106@163．com 通讯作者：窦会娟·综述· 肠道菌群研究方法进展 窦会娟，郭文涛，王婷婷，李林珂 漯河医学高等专科学校，河南漯河462000 摘要：肠道正常微生物在平衡人体健康和疾病的过程中起着重要作用，如何对肠道菌群的丰度与数量变化进行全面分析是开展肠道微生态研究的瓶颈问题。通过查阅大量资料，总结了当前肠道菌群研究常用的方法及每种方法的优缺点，为进一步深入进行肠道微生态方面的研究提供参考。 关键词：肠道菌群；分离培养技术；基因检测技术；质谱技术 中图分类号：Ｒ378文献标志码：A文章编号：1005-376X（2014）01-0119-03 DOI编码：10．13381/j．cnki．cjm．201401032 Progress on the research technology of intestinal flora DOU Hui-juan，GUO Wen-tao，WANG Ting-ting，LI Lin-ke Luohe Medical College，Luohe462000，China Corresponding author：DOU Hui-juan，Email：douhj106@163．com Abstract：Intestinal microorganisms play an important role in the maintenance of human health and prevention of disease．It is very important to analyze the intestinal flora well for further researches．Based on a number of refer-ence literatures，we summarized most of the methods used in studying the intestinal flora，as well as the advantages and disadvantages of each method，in order to provide useful reference for further studies on gut microflora． Key words：Intestinal flora；Isolation and culture；Genetic testing；Mass spectrometry 人体肠道中的微生物有1000多种，总重量大约为1．0 1．5kg，总数在1014个以上，相当于人体所有组织细胞总数的10倍。肠道正常微生物在平衡人体健康和疾病的过程中起着重要作用［1］，肠道微生物群落及其对人类健康的影响近年来已成为广受关注的热点。肠道菌群分析是进行复杂微生态系分析的基础，如何对肠道菌群丰度与数量变化进行全面分析是开展微生态研究的瓶颈问题。现将肠道菌群研究方法的进展做一综述，方便肠道微生态研究者进行参考。 1基于分离、培养的方法 该方法一般是采用各种选择性培养基培养细菌，将各种细菌分离并根据染色、生化反应及血清学实验等方法对细菌进行鉴定，同时可进行倍比稀释和菌落计数来测定活菌数量。此方法比较成熟，依然被许多进行肠道菌群的研究者采用。例如陈琛等［2］研究了中草药对小鼠肠道的影响，在研究中采用分离培养、生理生化鉴定的的方法鉴定出了小鼠肠道菌群中的乳杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、肠球菌。李建婷等［3］采用选择性培养基分离培养细菌，研究了王氏保赤丸对小鼠肠道菌群的影响。O'Keefe等［4］发现7α-去羟化菌在结直肠癌高风险人群肠道菌群中的比例显著高于低风险人群，而植物乳酸杆菌（Lactobacilli plantarum）在高风险人群肠道菌群中的比例则显著低于低风险人群。 对环境中获得的细菌菌株进行培养有助于全面、完整地研究细菌的功能和不同生长条件下的生理活性。例如，Falony等［5］以果寡糖为唯一碳源，将长双歧杆菌株（Bifidobacterium longum）BB536分别与来源于人体肠道的丁酸盐产生菌株Anaerostipes caccae DSM14662和Ｒoseburia intestinalis DSM14610进行共培养，发现了这些细菌之间两种不同的交叉互养（Cross-feeding）模式，作者提示，这些行为的揭示有助于理解肠道微生态系统中各种细菌对营养成分的利用情况和各种细菌之间的互作。但自然界中有90% 99%的微生物用传统方法无法培养出来，因此该方法只能对部分的菌群进行分析，而且耗时。

肠道菌群领域研究进展(完整版)

肠道菌群领域研究进展（完整版） 已有大量研究证实，肠道菌群与肥胖、糖尿病、高脂血症、高血压、心脑血管疾病、慢性肾病、神经系统疾病等相关，肠道菌群科学家们2019年在肠道微生物组研究领域取得了研究成果； 【1】Nat Biotechnol：突破！科学家在人类肠道微生物组中鉴别出100多种新型肠道菌群！ 近日，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自英国桑格研究院等机构的科学家们通过对肠道微生物组研究，从健康人群的肠道中分离出了100多个全新的细菌类型，这是迄今为止研究人员对人类肠道菌群进行的最全面的收集研究，相关研究结果获奖帮助研究人员调查肠道微生物组在人类机体健康及疾病发生过程中所扮演的关键角色。 本文研究结果能帮助研究人员快速准确地检测人类肠道中存在的细菌类型，同时还能帮助开发出治疗多种人类疾病的新型疗法，比如胃肠道疾病、感染和免疫疾病等。人类机体中细菌大约占到了2%的体重，肠道微生物组就是一个主要的细菌聚集位点，同时其对人类健康非常重要。肠道微生物组的失衡会诱发诸如炎性肠病等多种疾病的发生，然而由于很多肠道菌群难以在实验室环境下生存，因此研究人员就无法对其进行更加直观地研究。

【2】Science：肠道微生物组可能是药物出现毒副作用的罪魁祸首 药物本是用于治疗很多患者，但是一些患者遭受这些药物的毒副作用。在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学的研究人员给出了一种令人吃惊的解释---肠道微生物组（gut microbiome）。他们描述了肠道中的细菌如何能够将三种药物转化为有害的化合物，相关研究结果发表在Science期刊上。 研究者表示，如果我们能够了解肠道微生物组对药物代谢的贡献，那么我们能够决定给患者提供哪些药物，或者甚至改变肠道微生物组，这样患者具有更好的反应。在这项新的研究中，研究人员研究了一种抗病毒药物，它的分解产物可引起严重的毒副反应，并确定了肠道细菌如何将这种药物转化为有害的化合物。他们随后将这种药物给予携带着经基因改造后缺乏这种药物转化能力的细菌的小鼠，并测量了这种毒性化合物的水平。利用这些数据，他们开发出一种数学模型，并成功地预测了肠道细菌在对第二种抗病毒药物和氯哌嗪（一种抵抗癫痫和焦虑的药物）进行代谢中的作用。 【3】Nat Med：肠道微生物组的改变或与结直肠癌发生密切相关肠道中“居住”着很多不同的微生物群落，即肠道微生物组，其与人类健康和疾病息息相关，近来有研究表明，评估粪便样本中的遗传改变或能准确反映肠道微生物组的状况，或有望帮助诊断人类多种疾病。近日，一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中，来自

肠道菌群失调症的研究进展

肠道菌群失调症的研究进展 王晓华1a,夏文涵1b,王晓刚2,黄广萍2 (1.南昌市卫生学校a.免疫及微生物教研组; b.解剖教研组,南昌330006; 2.南昌市第一医院检验科,南昌330008) 关键词:肠道菌群;肠道菌群失调症;研究进展 中图分类号:R446.5 文献标识码:A 文章编号:1009-8194(2007)08-0136-03 健康人群的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物被统称为肠道菌群[1]。种类不同的肠道菌群按一定的比例组合,各菌间互相拮抗,互相协同,在质和量上形成一种动态生物平衡,一般情况下,肠道菌群与人体和外部环境保持着一个平衡状态,对人体的健康起着重要作用。但在某些情况下,这种平衡可被打破形成肠道菌群失调,引发疾病或者加重病情,引起并发症甚至发生多器官功能障碍综合征和多器官功能衰竭[2]。这种由于敏感肠菌被抑制,未被抑制的细菌便乘机繁殖,从而引起菌群失调,导致其正常生理组合被破坏,产生病理性组合,引起临床症状就称为肠道菌群失调症[3](alteration of intestina flor a)。近年来因肠道菌群失调而导致临床发病的机率约为2%~3%。为更好的预防和治疗因肠道菌群失调而致的不良后果,本文针对肠道菌群的特点与机能、肠道菌群失调症病因病理学改变、分类、检查、治疗和预后等相关研究作如下综述。 1 肠道菌群特点 肠道内的细菌是一个巨大而复杂的生态系统,一个人的结肠内就有400个以上的菌种,从口腔进入胃的细菌绝大多数被胃酸消灭,剩下的主要是革兰阳性需氧菌[4],胃内细菌浓度<103 10-3CF U/L(CFU:colony form ing unit菌落形成单位)。小肠菌的构成则介于胃和结肠之间。学者们为了将研究更为细致化,按照Dubos法将主要菌种如类杆菌属,双歧菌属和真杆菌属等根据其存在模式分成三大类:(1)与宿主共生状态的原住菌(autochlho no us m icrobio ta);(2)普遍存在于某种环境的普通菌(nor mal m icrobito ta);(3)偶然进入宿主的病原菌(pathog ens)。依照肠道菌群所持有合成维生素,协助营养素的消化和吸收,产生糖皮质激素作用增强因子,产生过氧化氢、硫化氢及其各种酸、抗生素等物质并结合其对宿主免疫机能的影响力,在机体感染防御中起积极作用这一生理学机能,我们不难理解肠道菌群具有相互影响的特点,任何打破其内外环境的举措都可导致菌群的失调。 2 肠道菌群失调症的发病机制 2.1 病因学 1) 饮食因素:运用测定细菌酶类的方法研究菌丛代谢活性的结果表明,饮食可使粪便菌丛发生明显改变。无纤维食物能促进细菌易位。G unffip等[5]用大鼠作试验研究,结果表明食物纤维能维持肠道菌群正常生态平衡,且细菌代谢纤维的终产物对小肠上皮有营养作用,纤维能维持肠黏膜细胞的正常代谢和细胞动力学。M acF ie[6]报道加入纤维的低渣饮食对保存肠的结构和功能有好的效果,纤维的保护作用是否通过直接刺激肠黏膜或诱导释放营养性胃肠激素尚不清楚。食物纤维能减少细菌易位,但不能使屏障功能恢复至正常。 2) 菌丛的变化因素:菌丛组成可因个体不同而存在差异,但对同一个人来说,在相当长的时期内菌丛组成十分稳定。每个菌种的生态学地位由宿主的生理状态、细菌间的相互作用和环境的影响所确定[7]。在平衡状态下,所有的生态学地位都被占据。细菌的暂时栖生可使生态平衡发生改变。 3) 药物的代谢因素:肠道菌丛在许多药物的代谢中起重要作用[8],包括乳果糖、水杨酸偶氮磺胺吡啶、左旋多巴等。任何抗生素都可导致结肠菌丛的改变,其取决于药物的抗菌谱及其在肠腔内的浓度。氯林可霉素和氨苄青霉素可造成大肠内生态学真空状态,使艰难梭菌增殖。应用甲氰咪胍等H2 受体拮抗剂可导致药物性低胃酸和胃内细菌增殖。 4) 年龄因素[9]:随着年龄的增高,肠道菌群的平衡可发生改变,双歧菌减少,产气荚膜梭菌增加,前者有可能减弱对免疫机能的刺激,后者导致毒素增加使免疫受到抑制。老年人如能维持年青时的肠道菌群平衡,也许能够提高免疫能力。 5) 胃肠道免疫功能障碍因素[10]:胃肠道正常免疫功能来自黏膜固有层的浆细胞,浆细胞能产生大量的免疫球蛋白,即分泌型IgA,此为胃肠道防止细菌侵入的主要物质。一旦胃肠道黏膜合成单体,或双体Ig A,或合成分泌片功能发生障碍,致使胃肠道分泌液中缺乏分泌型Ig A,则可引起小肠内需氧菌与厌氧菌过度繁殖,从而造成菌群失调,引起慢性腹泻。无症状的Ig A缺乏者,小肠内菌群亦可过度繁殖。新生儿期菌群失调发生率较高,亦可能与免疫系统发育未成熟或不完善有关。 2.2 病理改变 1) 细菌生长过盛:胃肠道的解剖和生理学异常会导致近段小肠内结肠型丛增殖,而出现各种代谢紊乱[11],包括脂肪泻,维生素缺乏和碳水化合物吸收不良。并可伴发生于小 收稿日期:2007-06-04

2016这一年有关肠道菌群相关研究精华一览(top10)

2016这一年，有关肠道菌群相关研究精华一览（TOP 10） 2016这一年，三大期刊Nature、Science和Cell纷纷发表肠道微生物组方面的重磅研究文章，这些文章从不同的角度揭示了肠道微生物组在人类健康和疾病中发挥着至关重要的作用。本文中小编盘点了近年来肠道微生物相关研究报道。 【1】Nature：肠道微生物竟是这样在幕后操纵我们的胖瘦的 6月9日，顶级期刊《自然》杂志刊登了耶鲁大学医学院Gerald I Shulman教授团队的研究论文(3)，他们的发现几近完美地解释了「肠道菌群究竟是如何引起肥胖的？」这一困扰学界多年的问题。 Shulman教授并不是偶然发现了这个秘密，早在2006年，由微生物领域大牛Jeffrey I. Gordon教授领衔的研究已经表明(4)，肠道微生物是肥胖的一个重要致病因素，尤其是微生物产生的某些短链脂肪酸可能是罪魁祸首。后来，越来越多的研究表明，短链脂肪酸与多食、肥胖和代谢综合症之间存在关联。但是研究人员一直不清楚短链脂肪酸究竟是如何导致肥胖的。 Shulman教授在前人的基础上，对那些短链脂肪酸展开了研究，最终发现醋酸盐（acetate）是导致肥胖的关键所在。

经过在小鼠体内复杂地探索与反复地验证，Shulman教授以小鼠为模型，帮我们还原了肠道微生物失衡引起啮齿动物肥胖的全过程。（梅斯医学公众号首页回复“ Nature：肠道微生物竟是这样在幕后操纵我们的胖瘦的”，即可查看详细内容）【2】Science：华人科学家揭示肠道微生物不会感染人体自身的机制 来自爱丁堡大学MRC炎症研究中心的科学家们揭示出了，免疫系统阻止我们肠道中的细菌渗入血液中引起败血症一 类全身性炎症的机制。并帮助解释了尽管在我们的肠道中自然存在大量的细菌，我们却不会遭受更多感染的原因。研究发现有可能会改善对危及生命的感染的治疗和预防。他们的论文发布在《科学》（Science）杂志上。 这些研究结果有可能促使开发出一些新方法来阻止全身感染——如果不能早期控制它们可以危及生命。这些称作为败血症或脓毒症的感染是危重患者的最大杀手之一。 爱丁堡大学MRC炎症研究中心的姚成灿（Chengcan Yao，音译）说：“肠道屏障损伤可以导致往往致命的疾病——败血症，它是危重病人最大的杀手之一。我们的研究揭示了可以用来帮助阻止败血症常见原因之一的一种新治疗方法。PGE2是前列腺素分子家族的一个成员，常用抗炎药物包括阿司匹林（aspirin）和布洛芬（ibuprofen）可以阻断前列腺素分子。这些药物是否会带来全身性炎症的风险，值得评估。

肠道菌群研究方案设计汇总

肠道菌群研究方案设计汇总 研究菌群与疾病，从整体上看，无外乎三种模式：关联关系探究、因果关系探究和应用菌群干预疾病的研究。其实这三点即独立也相互关联。 一、疾病与菌群关联关系类研究 ①特征菌群类研究 此类研究目的主要是客观地描述人体菌群组成的特征，解释某种疾病或现象与其共生菌群的关系。 研究思路： 此类研究方法相对比较简单，设立疾病组和健康组，通过大样本量对比研究，确定特定人群的特征微生物组成。目前此类文章已经发表了很多很多，几乎各种疾病与肠道菌群的关系都有涉及，如今想发高分文章，选题角度一定要新颖，而且一般需要的样本量较大，最好能再结合代谢组学等其他组学做多组学关联分析，在找到差异菌群的同时，对差异的代谢通路进行关联分析，这样文章相对比较容易上档次。 ②菌群影响因素类研究 影响肠道菌群的因素有很多：遗传、生活方式、饮食习惯、运动、生活环境等都是影响肠道菌群平衡的重要原因。 例如：对新生婴儿菌群组成影响因素的研究，比如分娩方式、孕期饮食、喂养方式（母乳、提前添加辅食、配方奶粉）、早产儿等，研究对婴儿肠道菌群影响的因素，对后续指导和维护婴儿健康有重要的作用。

二、疾病与菌群因果关系类研究 ①细菌功能验证及疾病机理研究 潜在致病菌或有益菌的功能验证及疾病机理研究思路： 1.确定一种或几种目标菌，利用动物实验对该菌进行验证，通过分析临床理化指标，探讨该菌与疾病的关系。 2.收集处理后动物模型粪便样本，测序，探讨该菌如何影响肠道菌群致病或改善疾病； 3.结合临床指标、理化结果、微生物结果，综合分析作用机制。 ②疾病的发生发展与菌群相关性研究 研究思路：

三、菌群干预类研究 肠道菌群研究常用的干预手段： 研究思路： 1.研究治疗手段（不同药物干预、同药物不同剂量干预、干预不同天数、益生菌、粪菌移植等）对疾病的治疗效果（临床指标、理化指标等）。基于临床指标判断治疗效果。 2.比较疾病组、疾病干预组、及健康对照组微生物组成的差异 3.验证治疗手段是否是通过改变菌群后治疗效果 至于具体的研究方法，其实现在研究肠道菌群的方法无外乎16S rRNA 测序/宏基因组学测序+代谢组学，可以说这是目前最流行的做法了。代谢组学相对更接近表型，基因测序与代谢组学的结合，能够更全面的阐述深层次的机制问题。

常见SPF级小鼠和大鼠肠道菌群多样性研究

2019年4月第27卷一第2期中国实验动物学报ACTA LABORATORIUM ANIMALIS SCIENTIA SINICA April 2019Vol.27一No.2黄树武,闵凡贵,王静,等.常见SPF 级小鼠和大鼠肠道菌群多样性研究[J].中国实验动物学报,2019,27(2):229-235.Huang SW,Min FG,Wang J,et al.Diversity of intestinal flora in commonly used SPF mice and rats [J].Acta Lab Anim Sci Sin,2019,27(2):229-235.Doi:10.3969/j.issn.1005-4847.2019.02.016 [基金项目]广东省科技计划项目(2016A030303024,2017B030314171,2017A070702001,2018B030317001)三 Funded by Science and Technology Planning Project of Guangdong Province (2016A030303024,2017B030314171,2017A070702001, 2018B030317001).[作者简介]黄树武(1990 ),男,医学学士,研究方向:实验动物质量监测和微生物学研究三Email:hsw2015@https://www.wendangku.net/doc/a54460473.html, [通信作者]潘金春(1979 ),男,副研究员,研究方向:实验动物质量监测和比较医学研究三Email:jcpan@https://www.wendangku.net/doc/a54460473.html, 常见SPF 级小鼠和大鼠肠道菌群多样性研究 黄树武,闵凡贵,王静,潘金春? (广东省实验动物监测所,广东省实验动物重点实验室广东广州一510663)一一?摘要?一目的一研究常见SPF 级小鼠和大鼠的肠道菌群多样性三方法一分别采集广东地区三家实验动物生产单位的C57BL /6二ICR二BALB /c 小鼠和Wistar二SD 大鼠的盲肠内容物样品,用细菌16S rDNA 通用引物扩增V4-V5 区域,采用Illumina Miseq 2?300bp 测序平台进行测序,使用生物信息学方法进行微生物群落分析二Alpha 多样性分析与Beta 多样性分析三结果一对序列去杂优化后OTU 聚类分析,稀释性曲线说明本次测序的数据量合理;实验小鼠和大鼠肠道菌群共分成八个门,其中拟杆菌门(Bacteroidetes )二厚壁菌门(Firmicutes )占据主要地位,属水平上主要是拟杆菌属(Bacteroides )二Hungatella 二副杆状菌属(Parabacteroides )二乳酸杆菌属(Lactobacillus )等;样品间差异性分析显示相同设施来源动物的菌群组成相似性较高;Alpha 分析结果显示来源于同种设施的动物物种丰富度相近;Beta 分析显示相同设施动物的肠道菌群差异较小,但品系对肠道菌群差异性有所影响三结论一不同来源设施的饲养环境是动物肠道菌群多样性的主要影响因素,不同品系对肠道菌群多样性有一定影响三 ?关键词?一小鼠;大鼠;肠道菌群;Illumina miseq ?中图分类号?Q95-33一一?文献标识码?A一一?文章编号?1005-4847(2019)02-0229-07Diversity of intestinal flora in commonly used SPF mice and rats HUANG Shuwu,MIN Fangui,WANG Jing,PAN Jinchun ?(Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute,Guangdong Provincial Key Laboratory of Laboratory Animals, Guangzhou 510663,China)Corresponding author:PAN Jinchun.E-mail:jcpan@https://www.wendangku.net/doc/a54460473.html, ?Abstract ?一Objective 一To study the diversity of intestinal flora in commonly used SPF mice and rats.Methods The cecum contents of C57BL /6,ICR,BALB /c mice as well as Wistar and SD rats were collected from three experimental animal production units in the Guangdong area.The V4-V5region was amplified using 16S rDNA primers and sequenced by the Illumina Miseq 2x 300bp sequencing platform.Microbial community analysis,alpha diversity analysis,and beta diversity analysis were carried out by bioinformatics.Results 一In OTU cluster analysis after sequence removal optimization,the dilution curve indicated that the data quantity of the sequencing was reasonable.The intestinal microflora of mice and rats were divided into eight phyla.Bacteroidetes and Firmicute phyla occupied the main position,mainly in the level of Bacteroides ,followed by the genuses Hungatella and Parabacteroides and then Lactobacillus.Analysis of the differences among the samples showed that the flora composition of animals from the same facility,and that of the same strains from the same facility was also similar.Alpha analysis showed that the species richness was similar in animals from the same facility,and beta analysis showed little difference in intestinal flora of the same origin animals.Moreover,the strain had an effect on the difference of intestinal flora.Conclusions 一The origin is the main factor influencing the diversity of intestinal flora,and

鱼类肠道正常菌群研究进展_宋增福

第26卷第8期2007年8月 水产科学 F I S H E R I E S S C I E N C E V o l .26N o .8 A u g .2007 鱼类肠道正常菌群研究进展 宋增福1 ,吴天星 2 (1.上海水产大学生命学院,上海　200090;2.浙江大学化学系,浙江　杭州　310027) 关键词:鱼;肠道;正常菌群中图分类号:S 917.1 文献标识码:C 文章编号:1003-1111(2007)08-0471-04 收稿日期:2006-10-19;　修回日期:2006-11-29. 作者简介:宋增福(1971-),男,博士,研究方向:水产微生态与疾病防治;E-m a i l :z f s o n g @s h f u .e d u .c n .通讯作者:吴天星(1963-), 男,教授,博士生导师,研究方向:动物营养学与饲料科学;E-m a i l :w u t x @t i a n b a n g .c o m 鱼类肠道正常菌群是肠道的正常组成部分;是肠道微生物与宿主以及所处的水生环境形成的相互依赖、相互制约的微生态系;对营养物质的消化吸收、免疫反应以及器官的发育等方面具有其他因素不可替代的作用,并且影响到鱼类的生长、发育、生理和病理。笔者拟就鱼类肠道菌群的形成、结构与数量、生理功能以及影响菌群结构的因素、与益生菌的关系等方面加以综述。 1　鱼肠道正常菌群的形成 研究表明细菌最初的定植过程在幼鱼发育阶段是非常复杂的,通常受到多种因素的影响,但主要是决定于鱼卵表面、活的饵料和幼鱼饲养水体中的细菌[1-2]。处于孵化阶段的幼鱼具有一个发育不完全的消化道,其内是无菌的。处于孵化过程中的幼鱼主要依靠卵黄来供给营养物质,当其从卵中孵化出来,一旦接触到周围的水生环境和活饵料,多种细菌就开始在肠道上皮定植[3-7]。M r o g a 等[6]研究发现肠道菌群的主要来源是所摄取的活饲料而不是养殖水体。另有结果表明,最先定植的细菌能调节上皮细胞的基因表达,从而使最先定植的细菌与宿主肠道环境相适应,并且可以阻止在这个生态系统中后来的细菌的定植。因此,最初的细菌定植与成年最终稳定的肠道菌群组成结构具有高度相关性。然而,也有的试验结果表明肠道的菌群与鱼的饲料和水体环境中的细菌并不相同[8]。 2　鱼类肠道菌群的特性、组成及数量 鱼类肠道菌群细菌种类繁多,数量极大。有研究报道指出,淡水鱼肠内细菌的数量基本为105～108[9],而海水鱼肠内细菌的数量为106～108[10]。肠道的优势细菌为革兰氏阴性菌,同时也存在革兰氏阳性菌[11]。 由于鱼类的生存生长环境与陆生动物不同,因此,在肠道微生态系中其细菌的某些生理生化特征也表现出特异性。S m i t h 对鱼的肠道的大肠杆菌进行研究时就发现,鱼肠道的大肠杆菌可以液化明胶,不产生吲哚,而这些特性是从陆生动物肠道分离的大肠杆菌所不具备的。 不同种类的鱼之间,由于所处的水体环境、食性等因素,其肠道细菌组成和结构也不尽相同的。研究表明淡水鱼类肠道内专性厌氧菌以A 、B 型拟杆菌科等为主 [11-12] ,好 氧和兼性厌氧细菌则以气单胞菌属、肠杆菌科等为主[9]。乳酸菌在陆生动物是常驻菌,而在鱼类也是肠道菌群的组成部分。R i n g 等[13-19]曾对乳酸菌进行了系统研究。王红宁[20]对淡水养殖池中的鲤鱼肠道的菌群结构研究发现,在鲤鱼肠道中的需氧和兼行性厌氧菌的数量依次为:气单胞菌、酵母菌、大肠杆菌、假单胞菌、葡萄球菌、需氧芽孢杆菌。气单胞菌和酵母菌的数量更多。可以认为是肠道里的优势需氧、兼性厌氧菌。厌氧菌的数量依次是:拟杆菌、乳酸杆菌、梭状芽孢杆菌,其中拟杆菌数量最多,可以认为是肠道中的优势厌氧菌。尹军霞等[21]对淡水养殖池中的4种不同食性鱼—乌鳢、鲢、鳊、鲫的肠道壁菌群进行了定性、定量分析,发现不论是好氧菌还是厌氧菌,同种鱼前肠壁分布一般比中肠壁和后肠壁少;同一肠段相比,都是厌氧菌总数远大于好氧菌总数,一般相差2～3个数量级;不同鱼种之间,肠壁的好氧菌总数差别比厌氧菌总数差别大得多;厌氧菌中的乳酸球菌和双歧杆菌具有一定的正相关性。4种鱼肠道壁中的厌氧菌总数和双歧杆菌分布的规律是:肉食性的乌鳢>杂食性和广食性的鲫>食浮游植物为主的鲢>草食性的鳊,即鱼类肠道壁中的厌氧菌总数和双歧杆菌随着从草食性向肉食性发展而逐渐增加。R a c h e l 等[22]从淡水扁鲨和O s c a r s 以及南方比目鱼中分离到梭菌、革兰氏阴性菌属的梭菌、拟杆菌等细菌。因此,鱼类肠道的菌群组成结构随着鱼种类、食性、生长的环境的不同而呈现出差异。 3　鱼类肠道正常菌群的生理功能 肠道正常菌群在鱼类的生长发育过程中担当非常重要的作用,它既要参与营养物质的消化和吸收,同时又要担当机体的防御功能,维护机体的健康。3.1　营养功能 根据微生态的三流运转理论,微生态系统中存在能源 流动、物质交换和基因传递。动物、人类及植物的组织细胞与正常微生物之间以及正常微生物与正常微生物之间都存在着能源的交换。电镜观察发现肠上皮细胞表面的微绒毛与菌体细胞壁上的菌毛极为贴近,并有物质交换的迹象。 在鱼类肠道微生态环境中,正常菌群的建立通常被认为是对动物发育不完全肠道酶系的有益补充,尤其是在幼鱼发育阶段。它能合成分泌一些天然食物中不含有而宿主 DOI :10.16378/j .cn ki .1003-1111.2007.08.012

肠道菌群与心力衰竭关系的研究进展

?76?国际心血管病杂志2018 年 3 月第 45 卷第2 期IntJC ardiovascD is，March 2018, Vol. 45, No.2 肠道菌群与心力衰竭关系的研究进展 王玲洁陆林张凤如沈卫峰张瑞岩 【摘要】肠道菌群与心力衰竭（心衰）密切相关。心衰伴发的血流动力学改变如肠 道内低灌注和淤血可改变肠道的形态、通透性、功能以及肠道菌群的生长和组成，进而破 坏肠道屏障，出现微生物或内毒素移位，加剧全身炎症反应。肠道菌群的代谢产物氧化 三甲胺是偶联肠道菌群与心衰的关键介质。目前针对肠道菌群的干预策略包括饮食调 节、抗生素、微生态制剂、菌群移植等，但安全性和有效性尚需证实。 【关键词】心力衰竭；肠道菌群；氧化三甲胺；菌群移植 doi：10. 3969/j.issn. 1673-6583. 2018. 02. 004 越来越多的证据表明，肠道菌群在心力衰竭 (心衰)发病中有重要作用。 1肠道菌群的组成特征 人体细菌大多数位于肠道，健康人的肠道菌群 主要有2类，即厚壁菌和拟杆菌，它们大多与人体共 生1，其整体组成结构和功能在一段时间内稳定，但 它们对内、外源性环境的变化高度敏感。外源性因 素如饮食、接触病菌感染者或服用药物，可减弱肠 道菌群的多样性；内源性因素如急性体液失衡、肠 道慢性淤血或缺血缺氧、酸碱失衡、胃肠运动减弱、营养缺乏都能潜在改变肠道菌群2。肠道菌群与多 种疾病紧密相关，如肥胖、脂肪肝、胰岛素抵抗、糖 尿病、高血压和动脉粥样硬化[3]。 2心衰时肠道菌群组成和功能的改变 2.1 肠道菌群与心衰的早期研究 早在数十年前，有学者即观察到心衰时全身炎 症与细菌移位的关系。在当时红细胞沉降率（ESR) 和C反应蛋白（CRP)被当作是心衰的生物标志物， 之后证实心衰患者内毒素水平升高，特别是脂多糖 (LPS)，它可结合LPS结合蛋白（LBP)，启动信号级 联反应、增加细胞因子如肿瘤坏死因子a(TN Fa) 的产生，加重心衰[45]。此外，心衰患者肝静脉的L P S水平明显高于其他循环部位如肺动脉和左心 室，提示心衰恶化可能是由肠道内的内毒素人血所 致6，初步证实了肠道与心衰的联系。 2.2 肠道菌群与重度心衰的研究 心衰患者的肠道功能普遍发生改变，表现为低 作者单位：00025上海交通大学医学院附属瑞金医院心脏科 通信作者：王玲洁，Email: lingjier@ 126. com 灌注、淤血和通透性增加。在明显的菌群失调出现 之前，细菌组成成分已发生改变。P asm等7通过 纤维二糖试验进行研究发现，与健康对照者相比，中重度充血性心衰患者肠道渗透性（IP)增加78%，升高的右房压与IP呈正相关;重度心衰患者肠道菌 群发生明显改变，粪便培养中致病性病原菌（弯曲 杆菌、志贺杆菌、沙门菌、耶氏森菌和假丝酵母菌）的菌落生长明显增加7。此外，动物实验表明，压力 负荷性心衰可直接导致无明显充血症状的豚鼠的 粪便菌群改变，提示心衰可以破坏肠道菌群平衡8。3肠道菌群代谢产物与心衰 饮食诱发的肠道菌群来源的代谢产物包括胆碱、甜菜碱和氧化三甲胺(TMAO)。胆碱是合成细胞膜 磷脂、甲基代谢和合成神经递质乙酰胆碱必需的营养 素，肠道菌群可以将饮食中的磷脂酰胆碱(卵磷脂）的胆碱转化成三甲胺（TMA)，然后被人类宿主吸收，经 肝脏黄素单加氧酶(FMO)转换成TMAO?。肠道菌 群组成是决定TMAO水平的主要因素[10]。循环中 TMAO水平受饮食中TMAO底物(如磷脂酰胆碱和 左旋肉碱）的影响极大。TMAO已被证实与动脉粥 样硬化[11]和慢性肾脏病[12]有关。心衰患者TMAO 水平明显高于非心衰患者[13]，TMAO水平升高可预 测糖尿病患者的心衰住院风险增加[14]。TMAO结合 其他传统危险因素还可以对急性心衰患者1年的住 院死亡率进行危险分层，但分层价值受肾功能的影 响[15]。胆碱、甜菜碱和TMAO水平与脑钠肽(BNP)水平[13]和左室舒张功能[16]相关，但与左室收缩功能 不相关，在校正传统的心血管危险因素和心肾指数 后，TMAO升高可预测心衰死亡率[12]。值得注意的 是，尽管3种代谢产物都可以预测全因死亡和心脏移