谷禾健康–第21页–谷禾健康

例如，人体肠道是富含碳水化合物的环境，碳水化合物降解细菌的多样性非常高。肠道微生物组的CAZyme组合组成了数以万计的附加基因。

CAZymes对人类健康、营养、肠道微生物组、生物能源、植物疾病和全球碳循环的研究极为重要。

在过去的5年里，大量的微生物组测序，来自各种生态环境的数十万个宏基因组组装基因组(MAGs)现在可以在公共数据库中获得。

例如欧洲生物信息学研究所的MGnify数据库和IMG/M联合基因组研究所数据库。目前，没有数据库从微生物组MAG中收集CAZymes和CAZyme基因簇（CGC）并在网络上提供它们。

CAZyme研究对人体健康非常重要

与此同时，CAZyme生物信息学领域继续发展。现在可以推断CAZymes和CGCs的碳水化合物底物，这对应用微生物组非常有兴趣。例如，基于微生物组的个性化营养旨在使用个性化饮食干预策略来调节人体肠道微生物组，以改善人体健康。

预测患者肠道微生物组可能对哪些益生元聚糖做出反应的能力将对营养师和营养学家提出个性化饮食建议非常有用。

最新更新了dbCAN-seq数据库

包括以下新数据和特征：

(i)来自四种生态（人类肠道、人类口腔、牛瘤胃和海洋）环境的9421个MAG～498000个CAZyme和～169000个CAZyme基因簇（CGC）；

(ii)通过两种新方法（dbCAN-PUL同源搜索和eCAMI亚家族多数表决）推断的41447(24.54%)个CGC的聚糖底物（这两种方法就4183个CGC的底物分配达成一致）；

(iii)重新设计的CGC页面，包括CGC基因组成的图形显示、查询CGC和dbCAN-PUL的主题PUL（多糖利用位点）的比对，以及支持预测底物的eCAMI亚家族表；

(iv)一个统计页面，用于根据底物和分类门组织所有数据，以便于CGC访问；

(v)批量下载页面

总之，这个更新的dbCAN-seq数据库突出显示了预测来自微生物组的CGC的聚糖底物。

dbCAN-seq数据库于2018年发布，提供了5349株细菌分离株基因组的CAZyme和CGC(CAZyme基因簇)序列及注释数据。

CGC是研究人员定义的一个术语,用于描述微生物基因组中含有CAZyme的基因簇。

PUL指多糖利用位点，是一个更流行的术语，描述利用复杂碳水化合物底物的基因簇，例如XUL(木聚糖利用位点)，ChiUL(几丁质利用位点)和XyGUL(木聚糖利用位点)。随着CAZyme在生物信息学领域的发展，dbCAN-seq也紧跟步伐，推出了新的版本。

在dbCAN-seq数据库的更新中，主要取得了两个重要的进展:

(i)dbCAN-seq现在提供了四个生态环境(人类肠道，人类口腔，牛瘤胃，海洋)的微生物组的全面的CAZyme和CGC目录。

(ii)dbCAN-seq使用了两种新的方法来预测微生物组CGCs的底物，并提供了底物查阅功能，允许搜索针对不同微生物组中预测的特定底物的CGCs。

对EBIMGnify数据库中的4个MAG数据集，选取其中质量最好的代表性基因组，如下表，一共9421个基因组，使用dbCAN2的run_dbcan程序进行注释，可见有近50万个蛋白质被注释为CAZymes。

人类肠道MAG中CGCs的CAZymes比例最高(55.87%)，而牛瘤胃中CGCs的CAZymes比例最低(45.45%)。

在预测出CGCs之后，研究人员开发了两种计算方法来推断它们的糖基底物，如下图。

第一种方法

使用BLAST比对CGCs的蛋白质序列(图A)与dbCAN-PUL的612个PULs的蛋白质序列(图B)，选择BLAST总评分最高的最佳命中且至少有一个CAZyme与至少一个来自其它特征基因类别，如TC、TF等相匹配(例如图C)，然后通过表S1，PUL→底物的映射文件，获知对应的底物；

第二种方法

使用eCAMI工具对CAZyme亚家族进行注释(图D)，确定了CAZyme蛋白的eCAMI亚家族和EC数量后，根据eCAMI亚家族和EC编号建立的CAZyme亚家族→EC→底物的映射文件(表S2)，使用简单的多数投票规则来推断CGC中的底物分配。

通过以上两种方法，目前dbCAN-seq数据库中新增的预测底物的CGC计数如下图：

图A为用dbCAN-PUL方法和eCAMI亚族方法注释CGCs的韦恩图。

图B各数据集中丰度top20的底物。

dbCAN-seq的官网为：

如下图，网站也新增了版块：

图A可选五个数据集。

图B可按目录浏览。

图C和D分别为支持通过eCAMI或dbCAN-PUL预测的底物查询对应的CGCs

研究人员计划每年更新dbCAN-seq数据库，以包含更多生态环境的MAG数据集，例如来自小鼠、猪、山羊的肠道MAG，以及来自土壤和地球微生物组项目的MAG。

也会继续探索用于底物预测的方法，比如无监督机器学习方法，以预测自然界中未知的底物的新型CGCs。

最近，有报道称微生物群在子宫内发育，并在整个妊娠期间改变。这一发现表明，胎儿很可能通过胎盘早期暴露于母体微生物群。

多种因素共同作用婴儿的微生物群

婴儿的基因组成、分娩方式、抗生素使用、喂养类型、疾病状况和其他环境暴露可能影响新生儿微生物群的建立和成熟。

在子宫内和早期生活中的营养和环境暴露是形成健康肠道微生物群的关键因素。强大的微生物群有助于粘膜免疫系统的发育和成熟，有助于维生素合成和营养吸收，并在中枢神经系统的生化信号中发挥作用。

健康与疾病的发展起源

MuaB,etal.ComprehensiveGutMicrobiota.2022

生命的前1000天，是发育可塑性窗口。这是一个快速成长和表观遗传调控的关键时期。

微生物群改变与许多疾病有关

这一发展时期允许通过多种因素调节妊娠结局和微生物组，包括母亲营养、药物滥用、吸烟、城市化、抗生素暴露以及婴儿的喂养类型。胎儿期对此类外部压力源的敏感性也会持续影响到成年的微生物组的组成和功能。

本文总结了孕期和产后母婴微生物组的生理及病理变化。此外，我们将讲述常见的母体和营养因素对发育的影响及其在成年期疾病发病中的作用。

本文主要从以下几个方面讲述

●妊娠期间微生物组的变化

●影响婴儿微生物群的因素

●母体微生物对后代免疫的影响

●微生物对儿童疾病风险的影响

母体微生物群发生显著变化

母体微生物群在怀孕过程中发生了显著变化，其特征是微生物群落内丰度和多样性或α多样性降低，微生物群落间丰度或β多样性增加。

孕期母体微生物组成变化

健康怀孕的特点是不同部位微生物组丰度和多样性的增加和减少。口腔、胎盘、肠道和阴道微生物组的改变与妊娠炎症和整体健康有关。

细菌的种类（放线菌属、变形菌属、厚壁菌门和拟杆菌门）分别按颜色（绿色、红色、蓝色和黄色）区分。微生物群落多样性在文本中用黑色箭头表示，它们各自的增加和减少。

妊娠期间肠道微生物改变

妊娠前期体重指数较高或患有妊娠期糖尿病的女性在妊娠晚期发现β多样性微生物群落水平升高，且在产后持续存在。还发现，在适当的营养干预后，妊娠期糖尿病患者表现出α多样性增加。

这些发现表明，怀孕是一个动态过程，根据女性怀孕前和怀孕期间的身体状态（即体重和激素水平）、心理压力和环境因素，改变了微生物组特征；所有这些都会在怀孕期间影响肠道微生物组的组成。

怀孕前三个月与正常妇女相似

例如，在怀孕的前三个月，母体肠道微生物组的组成与健康的非孕妇相似，其中厚壁菌（Firmicutes）比拟杆菌（Bacteroides）占优势。

三个月后产丁酸的细菌减少

在头三个月后，母体肠道微生物群中产生丁酸的细菌（如普拉梭菌）减少，双歧杆菌（Bifidobacteria）、变形杆菌（Proteobacteria）和乳酸产生菌增加。

反过来，肠道微生物组的改变可能会对妊娠疾病的发生率、胎儿状况、妊娠结果和胎儿免疫发育产生重大影响。

激素变化影响细菌生长

双歧杆菌增加

此外，母体胃肠粘膜免疫反应的变化，以及妊娠期间代谢激素的变化，可能引发低级促炎状态，从而诱导肠道通透性，促进葡萄糖从肠道上皮向内腔扩散。这可能会导致体重增加，进而改变肠道微生物组组成。

总的来说，最近的研究结果表明，整个孕期肠道微生物组组成发生了显著变化，与初始体重和饮食、体重增加、炎症水平和代谢参数有关。

怀孕对免疫性疾病存在有益影响

有趣的是，怀孕对某些自身免疫性疾病，包括炎症性肠病的病程有有益的影响。

炎症性肠病包括一组广泛的疾病，这些疾病具有潜在的免疫介导的失调和各种肠道炎症状态。

炎症性肠病的两种主要形式为溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）。

肠道微生物组的组成对炎症性肠病的临床过程很重要，在大多数炎症性肠病病例中，由于肠道失调，细菌多样性降低。

详见：肠道菌群失调与炎症性肠病的关联

怀孕期间炎症性肠病改善

新出现的证据表明，在怀孕期间和怀孕后，炎症性肠病的总体病程有所改善。雌激素和孕酮通过积极调节肠道上皮，对疾病活动有有益影响。

这些激素缓解了压力，减少了促炎细胞因子的产生，刺激了伤口愈合，并增加了上皮屏障功能。

注意：妊娠对炎症性肠病的积极影响可能取决于患者的特征，例如潜在的遗传风险因素、妊娠前或妊娠期间持续的疾病严重程度、环境因素（即饮食、药物、酒精）以及随后对微生物组组成的影响。

阴道微生物组由许多细菌物种控制，包括乳杆菌属（Lactobacillus）以及梭状芽孢杆菌目（Clostridium）、拟杆菌(Bacteroidales）和放线菌目（Actinomycetales）的成员。

阴道微生物组在母婴健康中有重要作用

抑制细菌和病毒

例如，乳杆菌属（Lactobacillaceae）的不同成员可以增强阴道健康的各种特征。这些产乳酸细菌在维持低pH值（<4.5）方面发挥了作用，从而形成了抵抗病原体入侵的屏障。它们还分泌可以抑制泌尿生殖道细菌和病毒感染的代谢物。

产生细菌素，杀死病原体

此外，除了降低阴道pH值和增加阴道分泌物以防止致病菌进入子宫并引起感染外，乳酸杆菌还会产生细菌素，杀死入侵的病原体。

在母体阴道道中发现的某些细菌种类也可能具有抗菌特性，有助于预防细菌性阴道病和淋病奈瑟菌感染。

怀孕后阴道微生物多样性降低

在阴道分娩期间，新生婴儿接触阴道微生物群，这对婴儿微生物群的定植至关重要。重要的是，与未怀孕妇女相比，随着妊娠进展，母体阴道微生物组发生变化，总体细菌多样性降低，不过乳酸杆菌（Lactobacillales）、梭状芽孢杆菌（Clostridiales）、拟杆菌（Bacteroidales）和放线菌目（Actinomycetales）的优势增加。

微生物变化可能是为了保护胎儿

母体阴道微生物组组成取决于胎龄和种族。有趣的是，怀孕后期的母体微生物群落与未怀孕状态的相似。

注：也有研究整个怀孕期间没有发现阴道微生物组有任何显著变化。然而，他们发现产后阴道微生物群落与分娩后长达一年的肠道微生物群落更为相似。在他们的研究中，分娩后检测到从乳酸杆菌到各种厌氧细菌的转变，包括Peptoniphilus、Prevotella和Anaerococcus。

细菌性阴道病

通常，当阴道群落内的乳酸杆菌浓度改变时，会发生生物失调。阴道失调的特点是乳酸杆菌的丰度低，厌氧微生物增多。

细菌性阴道病（BV）是一种由阴道中自然发现的细菌过度生长引起的阴道炎症，是妊娠期最常见的一种生殖道感染。细菌性阴道病是一种由阴道环境变化引起的病症，它允许机会致病菌在阴道区域定居。怀孕期间的细菌性阴道病对母亲和孩子都是健康风险。

机会致病菌——正常菌群与宿主之间、正常菌群之间，通过营养竞争、代谢产物的相互制约等因素，维持着良好的生存平衡。在一定条件下这种平衡关系被打破，原来不致病的正常菌群中的细菌可成为致病菌，称这类细菌为机会性致病菌，也称条件致病菌。

细菌性阴道病有更高的早产风险

一些初步研究表明，患有细菌性阴道病的孕妇存在更高的早产风险，这突出了怀孕期间阴道微生物组的重要性。

影响细菌性阴道病的因素

多年来，营养被认为是细菌性阴道病发展的一个因素。报告称，妊娠期缺铁和维生素D与细菌性阴道病风险增加有关。

扩展阅读：

人与菌对铁的竞争吸收|塑造并控制肠道潜在病原菌的生长

维生素D与肠道菌群的互作

富含纤维的饮食发病率降低

超重和肥胖发病率更高

此外，一项流行率研究得出结论，超重和肥胖女性的细菌性阴道病发病率更高。这些发现强调了饮食对阴道微生物组组成的影响，进而强调了微生物组对怀孕期间阴道健康的重要性。

口腔含有仅次于肠道的第二大的微生物组，里面居住着700多种不同的细菌，包括链球菌（Streptococcus）、乳酸杆菌、葡萄球菌（Staphylococcus）和棒状杆菌。

微生物定植于牙齿的硬表面和口腔粘膜的软组织，通常以生物膜的形式存在。

注：微生物组研究的一个局限性是在没有交叉污染（即肠道或肺部）的情况下对微生物组进行采样。然而，由于口腔微生物组采样的简便性，它已成为迄今为止研究最深入的微生物组。

口腔微生物组在促进健康或疾病进展中起着关键作用。它对于维持口腔稳态、保护口腔和预防疾病发展至关重要。

怀孕期间口腔微生物发生变化

总活菌数显著增加

在怀孕的不同阶段，口腔微生物组的组成会发生变化。在对非怀孕妇女口腔中存在的七种常见细菌种类的丰度进行比较时，妊娠早期、妊娠中期和妊娠晚期发现，与非怀孕妇女相比，怀孕期间的总活菌数显著增加。与其他妊娠阶段相比，妊娠早期存活微生物计数最高。

妊娠中期致病菌水平升高

与未怀孕妇女相比，妊娠早期和中期组牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas）和放线聚集杆菌（均为致病菌）的水平升高。

牙龈卟啉单胞菌是一种非酵解糖的革兰氏阴性厌氧球杆菌，是研究广泛且证据充足的重要牙周致病菌之一。

最后，念珠菌（Candida）水平在妊娠中期和末期显著升高。有趣的是，雌激素与念珠菌感染有关，并可能解释怀孕期间念珠菌的丰富。

尽管口腔微生物组已被广泛研究，但口腔微生物组与饮食和妊娠结合仍是未来研究的领域。

胎盘是孕期母亲和胎儿之间的主要营养和激素调节界面。它在感知和引导母体营养信号到胎儿方面发挥着重要作用。

胎盘连接母体和胎儿的物质交换

胎盘促进氧气和生长因子向胎儿的交换，并将废物从胎儿转移到母体循环系统。

虽然长期以来认为胎儿和胎盘是无菌环境，不过这是一个有争议的话题。

最近有证据表明，在分娩前通过胎盘进行微生物交换。健康孕妇的脐带血、羊水和胎盘中检测到微生物颗粒。然而，这种细菌DNA是否是细菌从母亲血液中定植或易位的证据尚不清楚。

细菌可能由母体经胎盘进入胎儿

一些理论表明，细菌可能由免疫细胞通过血流和淋巴进入胎盘，并通过胎盘进入胎儿一侧，以帮助启动胎儿免疫系统。事实上，在健康新生儿的胎盘组织中检测到几种细菌种类，包括放线菌属（双歧杆菌、丙酸杆菌、链霉菌、红球菌）、厚壁菌属（乳杆菌）、拟杆菌属（拟杆菌）和变形杆菌属（大肠杆菌、肠杆菌）。

此外，在通过剖宫产分娩的健康母亲的所有29例胎盘活检中发现了乳酸杆菌和双歧杆菌（Bifidobacterium）。

胎盘中的微生物组暂不明确

尽管如此，最近一项更有力的研究表明，没有证据表明人类胎盘内存在微生物组，尽管它可能含有潜在的病原体。他们证明，胎盘样本中的大多数阳性细菌信号是出生或实验室污染的结果。

然而，在同一项研究中，该小组在临产前采集的约5%的样本中发现了无乳链球菌(S.agalactiae)的证据。由于无乳链球菌是新生儿败血症的主要原因，胎盘可能是败血症新生儿感染的起始部位。

注：新生儿的败血症和早产也归因于母体口腔感染，如牙周病。此外，胎盘中发现的细菌门与母体口腔中发现的菌门最为相似。尽管似乎有一些证据表明母亲和胎儿之间存在胎盘微生物组交换，但对分娩期间或分娩后以及实验室中污染的担忧仍然是科学界争论的话题。

母亲的健康状况和微生物群状况对儿童微生物群的定植和发展有着深远的影响。同样，在出生时和婴儿早期建立健康的肠道微生物群对儿童免疫系统的发育和成熟至关重要。

由于共生微生物群在肠道免疫中起着关键作用，任何改变其组成的环境或宿主因素都可能导致负面健康结果。我们在此罗列了一些影响婴儿微生物群定植和发育的主要因素：母体营养、分娩方式、妊娠期和围产期抗生素的使用、喂养类型和胎盘微生物群。

什么是营养不良？

世界卫生组织将营养不良定义为“人体能量或营养摄入的不平衡（不足和过量）”。营养不足和营养过剩都被认为是营养不良的表现形式；然而，过度摄入某些特定营养素通常被称为肥胖。

营养不良的影响

增加了疾病和死亡率

营养不良是一个全球性的问题，它影响着每个国家的人民，最脆弱的人群是中低收入国家的五岁以下儿童和育龄妇女。营养不良增加了母亲和儿童疾病和死亡的可能性，是五岁以下儿童死亡的主要原因，占所有死亡人数的近一半（45%）。

导致肠道微生物失调

营养不足和营养过剩都会导致屏障功能和肠道完整性失调，从而导致生物失调。如前所述，在怀孕期间，健康且平衡的微生物组保护母亲和胎儿免受机会病原体的侵害，产生妊娠发育所需的营养物质，并将营养物质吸收到血液中，以促进胎儿健康成长。

母体营养对微生物群影响的一些研究

大多数关于母体营养在促进婴儿健康微生物群中的作用研究都是在动物模型中进行的。

与正常饮食对照组相比，热量限制的怀孕小鼠的细菌组成和肠道微生物组的多样性没有显著差异。

然而，与正常饮食的雌性小鼠相比，怀孕前和怀孕期间喂养高脂肪饮食的雌性老鼠在怀孕后期肠道微生物群发生了变化。

检查了营养不良婴儿的母乳，发现与健康婴儿母亲的母乳相比，唾液酸化的母乳低聚糖（HMO）的含量显著降低。

素食导致罗氏菌和毛螺菌丰度增加

另一项研究指出，素食导致微生物中罗氏菌属(Roseburia)和毛螺菌科(Lachnospiraceae)的丰度增加，而与杂食性饮食相比，未检测到a多样性的差异。高脂肪、低纤维摄入孕妇的细菌密度较低。

视黄醇又称为维生素A，对于人体的多项生命活动都具有非常重要的作用。

zonulin是一种不利调节肠道紧密连接通透性的蛋白质。

营养不良导致微生物缺乏

一项纵向比较研究报告称，与健康对照组相比，严重急性营养不良儿童（由食物和水不安全以及母乳喂养不足引起）存在肠道微生物组缺乏和发育不成熟。

含有严重急性营养不良微生物群的小鼠也被发现具有较高水平的无害梭状芽孢杆菌（Clostridium）和沃氏嗜胆菌属（Bilophilawadsworthia），这两种细菌分别与免疫受损患者和炎症性肠综合征有关。

产妇产后时期微生物群的变化显著。母亲的微生物群在出生一个月后仍未恢复到基线水平。产后的特点是激素发生剧烈变化，包括孕酮和雌激素水平大幅下降。孕期不饱和脂肪酸消耗量的增加与分娩后变形杆菌（Proteobacteria）和厚壁菌（Firmicutes）的丰度相对于其他门的减少有关。

注：由于只有少量关于产后期的研究，因此需要进一步调查，以更好地了解这一阶段的微生物群。

母体营养不良会影响营养输送

营养不良易导致宫内生长受限

非传染性疾病风险增加

妊娠期间的母体营养限制也可能以男性特有的方式影响妊娠后半期胎儿脑内大麻素系统的发育，这在母体营养限制的狒狒模型中提供了证据。宫内生长受限可能导致非传染性疾病的风险增加，如代谢综合征、胰岛素抵抗易感性、2型糖尿病和成年期心血管疾病。

注意：除了营养不足，胎盘功能不全还可能由母亲年龄、吸烟和吸毒、高海拔妊娠、胎盘血流异常（子痫前期）、感染、炎症和胎儿先天性疾病引起。

//建议

分娩类型对婴儿早期微生物群有影响

分娩类型对婴儿早期微生物群的定植有影响。由于暴露于阴道、粪便和皮肤微生物群，大多数早期微生物定植发生在自然分娩期间。

阴道分娩

阴道分娩期间，兼性厌氧菌（如大肠杆菌、葡萄球菌和链球菌）定植于新生儿肠道，并允许严格的厌氧菌（例如拟杆菌和双歧杆菌）增殖。

剖腹产分娩

相比之下，剖腹产出生的婴儿改变了微生物组，这可能会影响以后的健康。剖腹产婴儿的双歧杆菌和拟杆菌定植延迟，艰难梭菌水平较高。

基于丙酸杆菌、棒状杆菌和链球菌（Streptococcus）在剖腹产婴儿中增加，新生儿肠道微生物组存在显著差异，这与皮肤微生物组相似，而在阴道产婴儿中观察到乳酸杆菌和普雷沃氏菌(Prevotella)水平增加，这与母体阴道微生物组相似。

出生地也会影响婴儿早期微生物

有趣的是，婴儿出生的地点也会影响婴儿早期微生物群的定植。发现，与家庭分娩相比，在医院阴道分娩的婴儿中梭状芽孢杆菌（Clostridium）和肠杆菌（Enterobacteriaceae）的水平更高。

通过对771名足月医院出生的婴儿和母亲进行纵向抽样和宏基因组分析，在剖腹产婴儿和阴道分娩时使用母体抗生素预防或未在新生儿期母乳喂养的婴儿中，拟杆菌的母体传播受到干扰，以及肠球菌、肠杆菌和克雷伯氏菌等机会性病原体的高度定植，观察到的影响持续到出生后一年。

阴道分娩相较于剖腹产分娩微生物群更健康。作为一种在新生儿中引入阴道微生物群的方法，阴道接种是一种很有前途的方法，可以恢复剖腹产婴儿的微生物组成。

该方法需要对新生儿进行擦拭，新生儿通常缺乏双歧杆菌和拟杆菌，这些细菌在出生时存在于母亲的阴道微生物组中。使用这种方法，已经被证明剖腹产婴儿的微生物组组成部分得到恢复。

改变早期微生物组的另一个主要因素是妊娠期和围产期使用抗生素。怀孕期间的抗生素治疗与新生儿第一次粪便中细菌多样性的减少以及肠道中乳酸杆菌和双歧杆菌的丰度降低有关。

使用抗生素导致多样性降低

在生命早期使用抗生素也会导致物种和菌株水平上的微生物多样性降低，某些有益物种如梭状芽孢杆菌减少，抗生素抗性细菌如肠球菌的数量增加。抗生素暴露对后代微生物组更深远的影响将在后面继续讲述。

由于抗生素的使用，婴儿的微生物多样性会降低，还会对健康造成一定影响。因此建议不是必要情况，尽量减少抗生素的使用。

母乳促进免疫发育

母亲的饮食影响母乳组成

母亲的饮食是母乳组成的重要因素。最近证明，母亲的饮食显著改变了母乳低聚糖的组成，地理位置和体重也在一定程度上影响母乳的组成。

一项全面系统综述得出结论，母亲饮食中脂肪酸、脂溶性维生素、维生素B1和维生素C都与母乳成分有关。

注：虽然强烈建议母乳喂养，但有时这是不可能的或不充分的，只能用配方奶粉代替。婴儿配方奶粉试图模仿母乳，通常以补充维生素、铁、脂肪酸和益生菌的大豆或牛奶等替代品为基础。

母乳喂养下的主要菌群

配方奶喂养下的主要菌群

相比之下，配方奶喂养与母乳喂养婴儿相比，艰难梭菌（C.difficile）、脆弱拟杆菌（Bacteroidesfragilis）和大肠杆菌（E.coli）的定植率更高，其肠道微生物组与更典型的成人模式相似。

母乳对于婴儿十分重要

促进免疫系统发育和调整

母乳中含有益生母乳低聚糖，可促进双歧杆菌生长，进而在免疫系统的发育和微调以及抑制致病物种生长方面发挥重要作用。这些研究证明了母乳喂养在早期婴儿微生物群发育和成熟中的重要性。

条件允许的话，最好还是用母乳喂养婴儿（不过母乳喂养的前提需要保证母亲是健康的）。如果不行的话也应选用成分相似的配方奶进行喂养。

在婴儿期建立健康的肠道微生物群对于儿童日后免疫力的发育和成熟至关重要。孕期母体肠道微生物组可能通过细菌代谢物或免疫球蛋白直接或间接影响胎儿免疫发育。

肠-乳腺通路是肠道细菌在怀孕期间通过肠系膜淋巴网络从母体胃肠道向乳腺的生理易位机制，可能有助于后代的免疫发展。

尽管确切的机制尚待确定，但研究表明母体微生物组与胎儿免疫之间存在联系。

产前母子之间的微生物联系

怀孕期间，母婴界面存在定向微生物群影响。所谓的肠乳途径是怀孕期间肠道细菌通过肠系膜淋巴网络易位的潜在机制，被认为通过表观遗传变化诱导后代的免疫发育。

母体肠道细菌和代谢产物从母体胃肠道输送到乳腺，通过肠道-母乳轴影响产后肠道定植和免疫。母体的口腔和胎儿胎盘串扰会导致子宫内共生肠道细菌的早期定植，从而获得终身免疫。

怀孕期间，母体肠道中产生的代谢物（如短链脂肪酸）会转移到乳腺，在乳腺中通过母乳喂养传递给婴儿。

对微生物和代谢物的动物和人类研究为孕期微生物易位及其对胎儿免疫的影响提供了证据。例如，怀孕小鼠在妊娠晚期口服乳酸菌菌株乳酸乳球菌和唾液乳球菌，然后在小鼠的母乳和组织中检测到。

肠道微生物组产生代谢产物，在调节宿主免疫、生理和能量产生中发挥关键作用。

有助于婴儿生理发育

由于短链脂肪酸与人类微生物群、免疫和神经内分泌系统的相互作用，短链脂肪酸在人体稳态中发挥着关键作用，并可能有助于婴儿的神经、代谢和免疫发育。

母乳中由细菌或肠道人类细胞产生的代谢物，通过促进或抑制细菌生长的机制，帮助调节乳汁和婴儿微生物组组成。

母亲特应性状态定义为有过敏症状，如特应性皮炎、哮喘和食物过敏等。同样，母乳激素瘦素和胰岛素水平的变化与婴儿肠道微生物多样性和通透性的差异有关。

调节宿主免疫

母体视黄酸提高后代免疫力

母体视黄酸作为胎儿3型先天性淋巴细胞的调节因子，并通过诱导小鼠胎儿发育过程中的次级淋巴器官来提高后代的免疫力。

视黄酸——又称维A酸，是体内维生素A的代谢中间产物，主要影响骨的生长和促进上皮细胞增生、分化、角质溶解等代谢作用。

3型先天淋巴细胞(ILC3)具有抗原呈递作用,可以激活T细胞反应。

短链脂肪酸调节肠道免疫，防止致病性感染

微生物短链脂肪酸（包括丁酸、乙酸盐和丙酸盐）影响肠道免疫，调节结肠调节性T细胞（一种免疫T细胞的特殊亚群），增强口腔对食物的耐受性，并防止肠道致病性感染。

对哮喘有积极影响

同样，妊娠期间的细菌代谢产物和母体饮食通过补充纤维和乙酸盐增强调节性T细胞的丰度和功能，对哮喘的发展产生积极影响，这在人类哮喘小鼠模型研究中得到了证明。

在妊娠期间，母体免疫球蛋白（IgG）通过胎盘转移至胎儿，诱导出生前的被动体液免疫和出生后的先天免疫，以防止感染。

免疫球蛋白G（IgG）是血清中免疫球蛋白的主成分，约占血清中免疫球蛋白总含量的75%。

母体免疫球蛋白影响胎儿免疫力

母乳中的IgG抗体会影响产后微生物群和哺乳期的免疫力。母亲的母乳抗体也可以通过与细菌结合的胎盘运输，从而影响胎儿在子宫内的免疫规划。

母体IgG抗体在胎盘的合胞体滋养层细胞内主动运输并与新生儿Fc受体（FcRn）结合。一旦结合，IgG被包装到内体中，并保护其不被降解，直到其达到胎儿循环。

母体健康会影响免疫球蛋白

孕期母体健康状况也是免疫球蛋白转移至胎儿的关键因素。妊娠期高血糖降低了母亲母乳和血液中的免疫球蛋白丰度，并降低了IgG通过胎盘向胎儿的转移。

注：跨胎盘免疫调节也可能由其他细菌成分介导，如脂多糖、细胞因子和激素。

微生物的组成因身体部位而异，并在不同个体内部和个体之间形成了不同微生物群落的独特环境。

肠道是微生物最丰富的区域

胃肠道内发现了最丰富的微生物多样性和丰度，主要以厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）的兼性厌氧菌为特征。

微生物变化时会产生一系列影响

宿主-微生物关系复杂，当发生变化时，会对免疫、代谢和神经系统的稳态产生负面影响，导致对环境过敏原和营养刺激过敏。

这些影响主要通过免疫、神经、胃肠和内分泌调节肠-脑轴（一种调节体内稳态的双向神经体液系统）的组成部分对子宫中的后代进行表观遗传编程。

表观遗传机制是细胞分化的关键调节因子，通过在生物和病理条件下将环境线索印记到细胞和组织的生理学中来发挥作用。

在妊娠期间，DNA甲基化和组蛋白修饰打开和关闭基因，允许不同的细胞类型分化并获得胎儿暴露体的表观遗传记忆，这将在个体的整个生命周期中保存。

环境因素影响表观遗传

孕期母亲的生活方式、饮食、年龄、压力、感染和其他环境因素会影响母亲和胎儿的表观遗传途径，导致后代的遗传、代谢和神经发育改变。

在生命的前1000天，表观遗传调节和可塑性、胎儿器官发育和成熟与疾病易感性的印记一起被编程。如果外部因素不健康，可能会发生表观遗传变化，从而改变基因表达，增加成年后患病的风险。

后代的表观遗传调控是通过母亲在肠-脑轴中的饮食成分进行的。这些成分包括叶酸和营养素，它们在母体肠道中代谢和吸收，从而帮助维持健康的肠道微生物群落。

肥胖和正常体重的母亲微生物组成不同

怀孕肥胖母亲的微生物群组成与正常体重母亲的明显不同，其特征是葡萄球菌（Staphylococcus）和肠杆菌（Enterobacteria）水平升高，拟杆菌和双歧杆菌水平降低。

影响后代的健康

胃肠道改变扰乱了母体微生物群，影响了后代对代谢紊乱的敏感性，并产生长期影响。

例如，高脂饮食的母亲因脂多糖增加而导致的叶酸水平变化会影响肠道通透性和微生物组，进而影响婴儿的微生物定植，从而增加成年后的疾病风险。

动物模型为这一假设提供了进一步的支持

在妊娠期高脂饮食的狒狒模型中发现，高脂饮食会影响妊娠前和妊娠期间后代肝脏内源性大麻素成分的发育调节。胎儿大麻素系统的改变会增加成年后肝脏损伤和肥胖的风险。

综上所述，母体微生物组间接影响后代的代谢发育，因此可能是预防成年期胃肠道疾病的有效靶点。

母体代谢成分对后代的影响

增加后代心血管病风险

很少有研究探讨孕期母体代谢成分通过表观遗传机制在后代免疫中发挥的调节作用。母亲饮食中长链多不饱和脂肪酸摄入量低会诱导血管生成因子基因的DNA甲基化，导致胎盘排列、血管调节发生改变，并增加后代晚年的心血管疾病风险。

通过胰岛素生长因子（IGF-1）启动子的组蛋白修饰，母体高血糖可能会增加成年后对胰岛素抵抗的敏感性。

调节炎症反应

母亲补充膳食DNA甲基化物，如叶酸、维生素B12、胆碱、蛋氨酸和锌，可能有助于在胎儿细胞快速生长和增殖期间调节炎症反应。

胎儿发育过程中的炎症也可能诱导免疫系统过度激活并增加疾病风险。

影响胎儿发育及免疫功能

母亲补充胆碱会影响DNA和组蛋白甲基化，从而改善成年期胎儿大脑发育和功能。维生素D是另一种必需的微量营养素，当缺乏时，会改变表观遗传途径，并通过胎盘中的DNA甲基化和组蛋白修饰导致炎症、先兆子痫和不良妊娠结局。

细菌代谢物和其他环境分子也可能通过母胎界面驱动的表观遗传调节影响胎儿免疫发育。研究发现，怀孕期间接触醋酸可以增强调节性T细胞的数量和功能，抑制后代的过敏性呼吸疾病，最有可能是因为FoxP3启动子乙酰化程度增加。

妊娠期间胃肠道成分的调节已被证明对儿童的免疫和代谢发育有强烈的影响，因此应在该领域的未来研究中加以解决。

母乳喂养对儿童健康有积极影响

不易发生肠道感染

母乳喂养降低儿童肥胖和2型糖尿病风险

有证据表明，母乳喂养的婴儿青春期肥胖和2型糖尿病的风险降低。剖腹产也会破坏母亲和孩子之间的正常微生物群交换，这与儿童期和成年期乳糜泻、1型糖尿病和肥胖的风险增加有关。

其他研究人员报告称，孕前和孕期母亲超重、剖腹产和婴儿微生物群丰富的厚壁菌增加了儿童肥胖的风险。反过来，儿童肥胖可能会导致其他负面的短期和长期健康后果，包括低自尊、心血管问题以及成人肥胖和糖尿病。

孕期使用抗生素与儿童感染有关

此外发现，孕期抗生素治疗与儿童因感染而住院的风险增加有关，并且在临近分娩时服用抗生素的风险更高。

小结

这些研究强调了一个事实，即母亲的微生物多样性在新生儿微生物组组成和健康的发展中至关重要。

早产儿长期接受抗生素治疗会增加其败血症、坏死性小肠结肠炎和死亡的风险。此外，生命早期的抗生素治疗会增加生命后期超重和肥胖的风险。

孕期和生命早期的抗生素治疗可还能会改变婴儿微生物组组成的发育，导致生命后期的负面健康结果。

最近的研究集中于肠道微生物组在先天性和适应性免疫发展以及过敏性疾病发病中的作用。晚年过敏症的发展与新生儿和婴儿期微生物组发育和成熟的变化有关。这些情况也可能源于导致不同表型和症状的遗传和环境因素。

皮肤过敏

健康的人类皮肤微生物组主要由丙酸杆菌属（主要在皮脂部位丰富）、棒状杆菌属和葡萄球菌属（主要存在于潮湿的微环境中）以及马拉色菌属组成。

皮肤微生物组的组成受性别、年龄、种族、环境暴露和生活方式等因素的影响。婴儿最典型的过敏表现之一是湿疹或特应性皮炎，这是新生儿对过敏原的先天反应改变和皮肤微生物多样性受损的结果。

患有特应性皮炎婴儿的菌群变化

患有急性和慢性特应性皮炎的婴儿的特征是表皮葡萄球菌（Staphylococcus）的数量减少，多于金黄色葡萄球菌，这可能通过下调表皮蛋白和促进皮肤蛋白酶而增加过敏原致敏的风险，从而导致皮肤屏障损伤。

特应性皮炎受到微生物的影响与调节

新生儿表皮葡萄球菌的皮肤定植与toll样受体2诱导的抗菌信号和调节性T细胞介导的宿主免疫应答的调节和激活有关。

特应性皮炎的发展也受到肠道微生物群的影响。特应性皮炎患者的肠道微生物组中双歧杆菌（Bifidobacterium）的浓度较低，普拉梭菌（Faecalibacteriumprausnitzii）的丰度较高，这与克罗恩病患者中这些细菌的比例较低以及抗炎粪便细菌代谢物有关。

然而，一项大型前瞻性研究表明，在儿童期患上特应性皮炎的婴儿中，普拉梭菌（Faecalibacterium）和毛螺菌属（Lachnobacterium）的比例明显较低。

尽管有些矛盾，但这些结果表明，微生物类群丰度的改变可能对特应性皮炎的发病起到保护作用。产前和产后补充口服双歧杆菌和乳酸杆菌可以诱导T细胞介导的反应改变，降低婴儿特应性皮炎的风险。

食物过敏

饮食过敏影响微生物多样性

与健康婴儿相比，对食物敏感的婴儿的α多样性微生物群和拟杆菌（Bacteroidetes）数量减少，厚壁菌（Firmicutes）丰度增加。人类这些特定结果的可能原因包括抗生素的直接和间接使用以及膳食纤维的消耗减少。

早期喂养的类型也可能导致不同的健康结果。食用牛奶配方的奶粉会增加总厌氧菌的数量，并增加患牛奶过敏的风险。与肠杆菌和双歧杆菌相比，患有牛奶过敏的婴儿的乳酸杆菌感染率更高。

此外，从婴儿期到儿童期，牛奶过敏儿童中厚壁菌（Firmicutes）和梭状芽孢杆菌（Clostridia）的丰度均升高。有趣的是，与对照组相比，坚果过敏儿童的肠道微生物组显示拟杆菌（Bacteroidetes）种类比例增加，微生物多样性降低。

同样，与健康对照组相比，鸡蛋过敏儿童的毛螺菌科(Lachnospiraceae)和瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）浓度增加。

细菌可能有助于解决食物过敏

添加LactobacillusrhamnosusGG的牛奶配方有助于解决婴儿早期的牛奶过敏，最有可能是通过肠道微生物组中丁酸盐产量的增加。

L.rhamnosusGG还可能诱导花生过敏儿童的免疫变化和口服耐受性。口服微生物补充剂可能是食物过敏的一种潜在治疗策略，但需要进一步研究以阐明微生物菌株对饮食中过敏原的持续敏感性的影响。

呼吸道过敏

肠道微生物影响哮喘

在婴儿早期和整个儿童期进行的观察和纵向研究表明，毛螺菌属(Lachnospira)、普拉梭菌（Faecalibacterium）和小杆菌属（Dialister）细菌类群的减少，与儿童期哮喘风险增加有关。

其他影响哮喘的因素

抗生素增加了哮喘风险

抗生素的使用和出生前后的暴露与小鼠的气道超敏反应和反应性有关，并增加了人类患哮喘的风险。

母乳喂养可降低哮喘风险

微生物多样性紊乱易导致儿童后期哮喘

婴儿微生物组多样性的紊乱也是儿童后期哮喘发病的关键因素。粪便杆菌和双歧杆菌的多样性降低是有哮喘风险的婴儿肠道微生物组的特征。

这些婴儿的无菌粪水用于刺激成人外周血单核细胞（PBMC），这导致调节性Foxp3细胞减少，CD4+IL-4产生细胞增加。

新生儿肠道微生物组环境的改变通过调节CD4+T细胞功能和增殖影响儿童过敏性哮喘的易感性。

肺部微生物影响呼吸健康

生命早期的肺部微生物多样性影响呼吸健康。婴儿出生头两周内的肺部微生物组促进树突状细胞中程序性死亡配体1（PDL1）的表达，这是调节性T细胞抑制过敏性呼吸道免疫反应所必需的。

如前所述，这些细菌类群的副产物和代谢物可能介导其保护作用。丁酸盐和其他短链脂肪酸作为膳食纤维的发酵产物，如普拉梭菌（Faecalibacteriumprausnitzii），它们通过诱导Tregs促进上皮屏障通透性和抗炎作用，和粘膜B细胞产生IgA。

实验研究和人体临床试验还表明，通过补充肠道微生物组衍生的丁酸，可以降低变应原敏感性和哮喘的发病率。

不足之处

生命的前1000天除了肠道微生物组的建立，还是神经健康规划和中枢神经系统后期正常运作的关键时期。

肠-脑轴由肠道和中枢神经系统以及神经和下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）调节。因此，该轴的任何损伤，包括神经元损伤或死亡，都会导致神经变性，并可能导致神经变性疾病的发生和发展。

营养不良对认知障碍有影响

母婴营养不良通常与认知技能、入学准备和表现、不良生长结果、感染和死亡等方面的损害有关。由于母亲健康和营养不良以及婴儿护理和喂养不当而发育不良的儿童会出现身体和认知延迟。孕期母亲炎症和高脂饮食影响微生物群定植，增加成年期神经退行性疾病的风险。妊娠期以性别特异性的方式影响发育中胎儿大脑中的内源性大麻素途径。

孕期母亲的生活方式会导致神经发育障碍

因此，孕期母亲的生活方式和环境暴露可能导致神经发育障碍的发作，包括胚胎神经管缺陷、唐氏综合征、自闭症、雷特综合征和其他神经心理缺陷。

肠道微生物调节认知与行为

注意

需要注意的是，当无菌小鼠在早期生活中重建了正常的微生物群，但在成年后没有重建时，行为模式和神经递质浓度正常化。

母乳喂养被发现可以促进大脑发育，并对婴儿的认知能力产生积极影响。一些因素，包括文化和社会信仰以及对母乳喂养的污名化、缺乏营养和教育、母亲压力和抑郁，都可能导致过早停止母乳喂养；所有这些都会对婴儿的肠道微生物群和早期和后期的认知发育产生负面影响。

生命早期营养、肠道微生物组和健康之间的相互关联在个体一生的稳态中起着关键作用。

生命最初营养、肠道微生物组和健康之间的关系

母亲和新生儿营养不良、喂养习惯和营养/益生菌补充对子宫、婴儿和儿童期微生物组的建立有很大影响。母体微生物组变化和过敏原/抗生素暴露也会影响儿童早期的微生物组组成。

微生物组组成和丰富性的变化会影响妊娠结局和产妇健康，并通过表观遗传编程使发育中的孩子在以后的生活中易患自身免疫、认知和代谢障碍。

生命的前1000天是一个“可塑性窗口”，在这个窗口中，后代的健康会根据母体和环境的影响进行变化。

由于饮食生活方式以及暴露于外来生物和其他环境压力源，代谢、免疫学和神经退行性疾病的患病率在全球范围内不断增加。

在微生物组水平上理解母亲和孩子之间的独特联系，有助于研究对孕期和婴儿期肠道微生物组的变化及其对母婴健康的直接和间接影响，使母亲和孩子在未来都拥有更健康的生活。

主要参考文献

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Mesa,M.D.,Loureiro,B.,Iglesia,I.,etal.,2020.Theevolvingmicrobiomefrompregnancytoearlyinfancy:acomprehensivereview.Nutrients12(1),1–21.

当前合成基因簇预测限制较大

微生物基因组中的生物合成基因簇(BGC)编码具有生物活性的次级代谢物(SM)，它可以在微生物-微生物和宿主-微生物相互作用中发挥重要作用。

鉴于次级代谢物的生物学意义和当前对微生物组代谢功能的深刻兴趣，从高通量宏基因组数据中无偏见地鉴定生物合成基因簇可以为微生物群的复杂化学生态提供新的见解。

目前可用于从鸟枪法宏基因组预测生物合成基因簇的工具有几个局限性，包括需要计算要求高的读取组装、预测范围窄，以及不提供次级代谢物产品。

《TaxiBGC:aTaxonomy-GuidedApproachforProfilingExperimentallyCharacterizedMicrobialBiosyntheticGeneClustersandSecondaryMetaboliteProductionPotentialinMetagenomes》

介绍了他们的研发成果，他们开发了生物合成基因簇（TaxiBGC）的分类指导识别，这是一种命令行工具，用于通过首先精确定位可能存在合成基因簇的微生物物种来预测宏基因组中实验特征化的合成基因簇（并推断其已知的次级代谢物）。

并在各种模拟宏基因组上对TaxiBGC进行了基准测试，表明与通过将测序读数映射到BGC基因上来直接识别BGC（平均F1得分，0.49；平均PPV得分，0.41）相比，该分类法指导的方法可以预测BGC，其性能大大提高（平均F1分数，0.56；平均PPV得分，0.80）。

总之，TaxiBGC提供了一个计算机平台来预测实验表征的生物合成基因簇及其在宏基因组数据中的次级代谢物生产潜力，同时展示了优于现有技术的重要优势。

TaxiBGC(Taxonomy-guidedIdentificationofbiosynthesisGeneClusters)，用于从鸟枪法宏基因组测序数据中预测实验表征的生物合成基因簇(BGCs)及其已知的次生代谢物(SMs)(也称为天然产物)。

SMs是一组低分子量、结构多样、具有生物活性的化合物，这些化合物包括细菌和真菌细胞间的信号分子、色素、细菌素和铁载体，已知它们主要介导了微生物生态系统中的关键相互作用。

TaxiBGC计算流程主要有三个步骤，如下图。

第一步使用Metaphan3对宏基因组进行物种注释。

第二步通过查询TaxiBGC参考数据库中的这些物种(第一步中得到的)来进行BGCs的初步预测。

第三步使用BBMap基于序列比对来对初步预测的结果进一步确认。

如下图，数据库内包含390个独特的携带BGCs的微生物物种，953个独特的实验表征的BGCs，以及总共1169个SMs。一个物种可携带的BGCs数量差异很大，在所有物种中，有217种(55.6%)只携带一个BGC(图B)。

BGC中的基因数量也有很大差异，953个BGCs中的大多数只有不到25个生物合成基因(图C)，但大多数BGCs只产生1种SM(图E)。

在TaxiBGC中，确定宏基因组中是否存在BGCs主要取决于以下两条标准：

为了确定这两个阈值，研究人员在125个模拟宏基因组上测试了400对BGC基因存在的阈值(以5%的增量，5%~100%区间)和BGC覆盖率(以5%的增量，5%~100%区间)。将预测的BGCs与实际BGCs进行比较，计算出F1分值。

如图A，当BGC基因存在阈值为5%且BGC覆盖阈值为10%时，TaxiBGC在所有模拟宏基因组中预测BGC的性能最佳(meanF1score=0.56)。

图BCD分别为在最佳阈值下，不同数量的宏基因组样本、文库大小、携带BGC的物种的相对丰度状态下对TaxiBGC预测准确性的影响，结果推荐在至少1000万读长的宏基因组上使用TaxiBGC。

★优势

1.可以直接用于宏基因组，无需基因组装；

2.预测模拟宏基因组中BGCs的能力优于直接检测BGCs的方法；

3.TaxiBGC已经应用于以下9项已发表的病例对照研究中的1433个肠道微生物组(即粪便宏基因组)样本：

不足

1.当metaphan3无法识别所有携带BGCs的物种时，TaxiBGC将无法准确地预测整个BGCs的范围；

3.虽然极力减少了假阳率，但可能出现假阴性；

4.TaxiBGC只提供少数SM产物的化学家族，而不提供特定的分子结构，如糖肽脂和胞外多糖；

5.TaxiBGC目前只用于预测已知的BGCs，其预测不能扩展未经验证的BGCs。

参考文献

ApproachforProfilingExperimentallyCharacterizedMicrobialBiosyntheticGeneClustersandSecondaryMetaboliteProductionPotentialinMetagenomes.mSystems.2022Nov15:e0092522.doi:10.1128/msystems.00925-22.Epubaheadofprint.PMID:36378489.

过敏性鼻炎是个全球性健康问题，易反复发作，困扰着全世界大约着4亿人。自20世纪60年代以来，过敏性鼻炎的患病率持续上升。近几年，我国主要大中城市过敏性鼻炎的平均患病率从11.1%升高到17.6%。

过敏性鼻炎主要临床表现包括发痒、打喷嚏、鼻塞等，这些症状不加以改善，严重的话会导致睡眠障碍、学习障碍和行为改变等，最终影响患者的生活质量。

过敏性鼻炎与普通感冒不一样，它不是由任何病毒引起的，因此不会传染。过敏性鼻炎主要由过敏原引起，常见过敏原包括花粉、灰尘、动物毛发、皮屑等。

目前过敏性鼻炎的治疗主要基于鼻用皮质类固醇以及鼻用和口服H1-抗组胺药等。但这些药物的有效性是有限的，并且还具有多种副作用，会产生药物依赖性，药效下降等问题。

目前越来越多的研究表明，过敏性鼻炎是一个较复杂的免疫炎症反应疾病，其中肠道微生物群在该病的发生发展过程中扮演了不可替代的角色，针对菌群的干预，无论在动物还是人类临床上均显示出了较大的改善，以及作为药物治疗的补充综合改善措施。

【全文概览】

01关于过敏性鼻炎，你需要知道

发病率、症状、风险因素、易感人群

与普通鼻炎的区别；与感冒的区别

02过敏性鼻炎是如何形成的？

03过敏性鼻炎与肠道菌群之间的关系

04肠道菌群在过敏性鼻炎中的重要作用（机理）

肠道菌群Th1/Th2平衡

肠道菌群影响ILC2：过敏中的重要作用

肠道菌群对血清炎症因子的影响

肠道菌群对Treg/Th17细胞平衡的影响

肠道菌群对耐受树突状细胞活性的影响

肠道菌群对Toll样受体的刺激

05过敏性鼻炎的治疗

06基于菌群的干预，对过敏性鼻炎的改善

益生菌

益生元

合生元

细菌裂解物

粪菌移植

饮食

07关于改善过敏性鼻炎的其他自然疗法

草药或补充剂等

锻炼

生活方式

在了解过敏性鼻炎是如何形成之前，我们先了解一下，什么是过敏性鼻炎？

据不完全统计，我国过敏性鼻炎的发病率在5%-25%之间，各个地区发病率不太一样，城乡差异也十分显著，估计全国患病人数在1亿以上。

尘螨在南方的致敏率最高，艾蒿、豚草和蒲公英则是西北最常见的过敏原。

大约80%的过敏性鼻炎症状在20岁之前出现，并在20-40岁达到高峰，然后逐渐下降。据报道，出生后头5年儿童过敏性鼻炎的发病率为17.2%，诊断时的高峰年龄为24~29个月(2.5%).

过敏性鼻炎是一个常见病、多发病，可分为季节性（间歇性）或常年性（慢性），大约20%的病例是季节性的，40%是常年性的，40%的病例同时具有这两种特征。

最初可能出现的症状包括：

可能还会遇到其他较多症状，包括：

当身体对大多数人无害的物质（如花粉）反应过度时，就会发生过敏性鼻炎。

通常在接触某些物质后会出现过敏性鼻炎，过敏原一般分为以下四大类：

我们稍作展开讨论：

来自屋尘过敏原

实际上，携带过敏原的并不是尘螨本身，而是一种化学物质，在尘螨的排泄物中发现，一般会以人类皮屑为生，常见于家中的以下位置：

地毯、床垫、枕头、床单、窗帘等

来自树、草等花粉过敏原

树木包括：

桦木（非常常见）、雪松、榛、扁柏、角树、七叶树、菩提树、橄榄、松树、白杨、柳树等

草包括：

黑麦草、蒂莫西、艾蒿、荨麻、芭蕉、豚草等

来自动物毛发的过敏原

注意过敏原携带在动物的毛发上。引起过敏原的不是真正的毛发，而是毛发上携带的动物死皮屑、唾液、尿液等。

研究表明，早年接触通常携带过敏原的动物会降低晚年患此类过敏性鼻炎的患病率。

这类动物包括：

猫、狗（这两种非常常见）

牛、马、兔子、啮齿动物等

来自工作中明确遇到的过敏原

某些特定物质会在一些人身上引起过敏性鼻炎，因此如果职业要求接触以下的一种或多种过敏原，那么患过敏性鼻炎的风险就会增加。

过敏性鼻炎是由遗传和环境因素相互作用引起的。

父母或家庭成员患有过敏性鼻炎，则患过敏性鼻炎的几率更大。

根据卫生假说，过敏性鼻炎发病率的增加与环境因素的变化有关，例如：

近期发表的在小鼠实验中，万古霉素诱导的肠道菌群失调，通过改变短链脂肪酸，加剧肠粘膜屏障的破坏，增加小鼠过敏性鼻炎的易感性和严重性。

鼻粘膜的H&E染色

Zhenetal.,Front.Microbiol.2022

万古霉素诱导的肠道菌群失调加重了过敏性鼻炎的严重程度，加重了鼻粘膜的炎症细胞浸润和粘液分泌。

关于过敏性鼻炎，这里有几个需要注意的点：

鼻炎是鼻粘膜的炎症，它是一种上呼吸道疾病。鼻炎的临床症状包括阵发性打喷嚏、鼻塞、流鼻涕、流眼泪等，没有明显病因。而过敏性鼻炎作为鼻炎的一种，症状是由过敏原引发的。

实际上过敏性鼻炎的症状往往与早期感冒的症状很相似。

一般来说，可以通过以下几点来区分到底是感冒还是过敏性鼻炎：

1

感冒通常伴有全身症状，如无力、发热、全身酸痛等，而过敏性鼻炎只是单纯的鼻部问题，除了可能有头痛，没有其他全身性疼痛症状。

2

过敏性鼻炎有可能会持续数周至数月，而感冒通常会在1-2周内自愈。

3

大多数过敏性鼻炎具有非常明显的季节性，尤其是春秋两季，而感冒一年四季都可能发生。

4

通过验血，大多数过敏性鼻炎在血液分析中显示嗜酸性粒细胞和IgE值升高，而其他值通常正常。相反，感冒通常具有升高的淋巴细胞值。

5

过敏性鼻炎过敏原阳性几率高，感冒几率低。

一旦过敏原吸入鼻腔，就会引起免疫反应。过敏原会和IgE抗体结合，激活肥大细胞。

也许对于普通人来说这没什么，但是对于过敏性鼻炎患者来说，就会引起过度反应，也就是说，免疫系统把花粉，灰尘等莫名扣上“通缉犯”，对其进行打击。

肥大细胞通过释放“组胺”，通知其他细胞，包括嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜中性粒细胞和T细胞等，会导致炎症和鼻粘膜充血：

本来好好的通道变窄了，气体很难通过就是鼻塞；

炎症刺激到神经，就是鼻子痒；

过度分泌的粘液会堵塞两个鼻子的重要开口：

鼻泪管的作用是将眼泪从眼睛排到鼻子，一旦因为过敏性鼻炎，粘膜肿胀就会导致鼻泪管堵塞，这时候看起来像是“泪汪汪”的。

咽鼓管引流中耳分泌物，一旦因为过敏性鼻炎被堵塞，就会让人感觉到耳朵被塞住。

最后鼻腔内的神经受到刺激会开始打喷嚏

过敏性鼻炎的发病机理

鼻粘膜中的树突状细胞（DC）吸收过敏原引流淋巴结呈递给原始CD4+T细胞分化为过敏原特异性Th2细胞诱导B细胞活化产生浆细胞分化产生特异性IgE抗体在效应细胞（如肥大细胞和嗜碱性细胞）表面进行再循环和相互作用与IgE受体（FcεRI）结合炎症介质（如组胺、前列腺素、白三烯）释放介质与鼻感觉神经、血管系统和腺体相互作用，导致过敏性鼻炎症状

LiuP,etal.,JAsthmaAllergy.2022

以上我们知道过敏性鼻炎涉及免疫反应，而人体内60%~70%的免疫细胞集中在胃肠道中。肠道健康与过敏之间的联系始于免疫系统。

所有的免疫系统成分都直接或间接地受到微生物群的调节。

健康的微生物群会改变Th1/Th2细胞的比例，有利于Th1细胞，特应性疾病的特征在于对过敏原的Th2免疫反应。过敏性鼻炎以鼻腔黏膜Th2免疫反应为主的过敏性炎症反应，病变组织中存在大量Th2细胞因子浸润。

注：Th1细胞介导细胞免疫反应，直接攻击病原体或者促使其他细胞攻击病原体，就算病原体进入被感染的细胞，还会追进感染细胞里面去攻击；

Th2细胞介导体液免疫反应，它们会促使其他免疫细胞产生抗体，由这些抗体来攻击病原体。Th2细胞就不会进入被感染的细胞。

在免疫系统发育过程中，如果肠道失调通过将Th1/Th2细胞因子平衡向Th2反应转移，导致产生产生IgE的浆细胞，从而导致异常过敏反应。

越来越多的证据表明，平衡良好的肠道菌群对发育调节性T细胞(Tregs)至关重要，这对肠道耐受诱导至关重要。下一章节我们来讨论肠道菌群与过敏性鼻炎之间的关系。

注解：由于Th1细胞和Th2细胞都能分泌细胞因子促进自身的增殖并抑制对方的增殖，因此在正常情况下机体中Th1细胞和Th2细胞处于相对平衡的状态。但当机体发生功能异常时，常表现出平衡偏向其中一方，称为“Th1/Th2漂移”。Th1细胞和Th2细胞之间的平衡状态被打破，会引起许多疾病的产生和发展。包括肿瘤和一些自身免疫性疾病。但是，不同的疾病表现出的Th1/Th2平衡漂移各不相同。如类风湿性关节炎、I型糖尿病、多发性硬化及慢性甲状腺炎等疾病中，Th1占优势状态；而在系统性红斑狼疮、硬皮病以及一些常见的变态反应性疾病比如过敏性鼻炎中，则Th2占优势状态。

肠道多样性的改变在过敏性疾病患者中较为常见。

目前已有的研究显示，与健康人相比，过敏性鼻炎患者的肠道菌群多样性显著较低（Chao1和Shannon多样性指数），其他菌群变化如下：

过敏性鼻炎患者肠道增加的菌群：

过敏性鼻炎患者肠道减少的菌群：

可见，健康个体和过敏性鼻炎患者的肠道菌群组成不同。

其中，普雷沃氏菌可能是影响免疫系统发育的重要微生物之一。

产丁酸盐的细菌，如梭状芽胞杆菌，可诱导调节性T细胞并通过预防肠道炎症来抑制过敏症状。

要解释肠道菌群是如何影响过敏性鼻炎的，我们要先从肠道菌群对免疫系统的塑造开始了解。

肠上皮细胞：将细菌和宿主的免疫系统连接起来

肠上皮细胞（IEC）翻译来自共生细菌的信号（细菌代谢物、细菌成分和细菌本身）并将它们发送到粘膜免疫细胞。可见，肠上皮细胞在肠道免疫中起关键作用。

微生物在肠道定植，并通过肠上皮细胞诱导血清淀粉样蛋白A的产生，从而改善Th17分化和IL-22的产生。

主要参与与定殖肠道细菌的串扰的免疫细胞主要见于固有层。其中，最常见的是树突状细胞（DCs）、Tregs、NK细胞和CD4+T细胞。

树突状细胞：刺激CD4+T细胞分化

树突状细胞在与先天性和适应性免疫反应的相互作用中起着至关重要的作用。它们迁移到次级淋巴组织并根据激活信号刺激CD4+T细胞分化成亚型。

共生细菌衍生的代谢物影响树突状细胞的功能。例如，短链脂肪酸抑制IL-12并增加IL-10和IL-23的产生，降低CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10和CXCL11的水平，间接调节T细胞功能。此外，它们通过树突状细胞的调制诱导B细胞IgA类别转换和IgA产生，并调节其他适应性反应细胞功能。

巨噬细胞：摄取病原体

短链脂肪酸：促进巨噬细胞分泌抗炎IL-10

微生物产生的短链脂肪酸促进巨噬细胞分泌抗炎IL-10。此外，它们改变巨噬细胞的新陈代谢，降低mTOR激酶活性并增加抗菌肽的产生。

在正常情况下，微生物群和身体之间的相互作用是决定身体健康的基础，如果其中一个环节受损，可能会导致肠道菌群失衡。肠道微生物群的失调显著影响微生物群与宿主之间的代谢，并抑制宿主免疫系统。大多数过敏性疾病与肠道微生物群失衡有关，如过敏性鼻炎。

典型的过敏性鼻炎肠道菌群促进细胞因子的不利变化，从而促进过敏性鼻炎发展中涉及的Th1/Th2失衡。

过敏性鼻炎患者的肠道菌群失调及其对Th1/Th2平衡的影响

KaczynskaA,etal.,Nutrients.2022

肠道菌群的每一次紊乱都会对免疫系统产生负面影响，并破坏先天性和适应性反应。上图解释了改变的肠道微生物群组成与其对过敏性鼻炎患者免疫系统的影响之间的联系。

接下来章节，我们来详细了解，肠道菌群如何影响免疫系统从而引发过敏性鼻炎。

肠道菌群失调可能会破坏Th1/Th2细胞之间的稳态，这可能会对免疫耐受产生负面影响，破坏过敏原的正常清除，并增加过敏性鼻炎的风险。我们从以下六个方面详细展开讨论肠道微生物群在过敏性鼻炎中扮演的重要角色。

前面我们已经知道，过敏性鼻炎是一种I型过敏性疾病，与Th1/Th2平衡向Th2倾斜有关。

为什么生命早期肠道菌群多样性的变化会与过敏有关？

在生命早期，全身免疫反应偏向于Th2。研究表明，生命早期肠道菌群的多样性较低，会影响IL-4和IFN-γ的水平，IL-4由Th2细胞产生的，IFN-γ由Th1产生，因此，这可能通过调节Th1/Th2平衡来影响气道炎症。

此外，在生命的前两年，较低的微生物多样性会延迟拟杆菌的定殖，并导致Th1型反应减少，从而导致Th1/Th2平衡向Th2倾斜。

一些益生菌也能通过影响Th1/Th2平衡，从而发挥作用。

植物乳杆菌(NR16)

从发酵韩国泡菜中提取的植物乳杆菌(NR16)是一种强大的Th1诱导剂，当NR16与免疫细胞共培养时，它可以产生大量的IFN-γ和IL-12，并且在同时口服NR16可降低小鼠气道高反应性和白细胞浸润。此外，口服NR16可以通过诱导Th1免疫反应来缓解过敏性鼻炎症状，这反过来又可以通过减少特定粘膜病变中Th2细胞因子的产生来重新平衡Th1/Th2比率。

植物乳杆菌可增加过敏性鼻炎小鼠模型中Th1型细胞因子（IFN-γ、特异性血清IgG2a）的产生，Th2型细胞因子（IL-4、IL-5、IL-13）减少并达到Th1/Th2的平衡。

泛福舒

一项随机对照研究表明，与对照组相比，泛福舒治疗后，泛福舒组鼻腔灌洗液中IL-4和IL-13的含量显著降低，而INF-γ的含量显著升高，导致IL-4/INF-γ的比值显著降低，泛福舒可以调节Th1/Th2细胞因子平衡，作为一种潜在的细胞信号机制，提高整体粘膜免疫。

短双歧杆菌

研究人员证实，口服短双歧杆菌可抑制Th2反应并诱导CD4+CD25+Tregs活性，但不引起Th1反应，但可调节Th1/Th2平衡并具有抗过敏作用。

其次，大剂量短双歧杆菌可显着减少打喷嚏的频率，同时降低血清IL-4和特异性IgE水平，增加脾脏中CD4+CD25+Tregs的数量，显着降低鼻黏膜上皮的过敏反应，低剂量的短双歧杆菌只能轻微缓解过敏反应。

2型先天性淋巴细胞（ILC2）是一种先天性免疫细胞，缺乏表面标记物，因此难以识别。它们反映Th2型细胞，在过敏发展中发挥着重要作用。

我们知道，过敏性鼻炎是一种IgE介导的炎症，导致鼻粘膜中Th2细胞和II型细胞因子的数量增加。

肠道微生物群失调如何影响过敏性鼻炎

LiJ,etal.,EurArchOtorhinolaryngol.2022

为什么ILC2在过敏性鼻炎的调节中起重要作用？

过敏性鼻炎患者中多种脂质受体上调，包括CysL1R（LTD4配体）和PGD2。尽管LTD4可激活ILC2中IL-4的产生，但过敏性鼻炎患者鼻分泌物中IL-4水平没有显著变化。

臭氧通过诱导ILC2释放IL-5和IL-13来加重过敏性鼻炎症状。

患有屋尘螨敏感的过敏性鼻炎的儿童外周血ILC2水平显著升高。所有这些发现表明ILC2在过敏性鼻炎的调节中起着重要作用。

肠道菌群对ILC2的影响

值得注意的是，肠道微生物群影响ILC2通过肠-肺轴从肠道向肺的迁移。例如，变形菌门显著促进了上述迁移，并促进了IL-33的产生。

此外，呼吸道过敏的发展与Ruminococcusgnavus的丰度增加有关联。

研究人员发现，肠道菌群失调刺激ILC2和树突状细胞产生2型细胞因子，并促进嗜酸性粒细胞和肥大细胞的肺浸润。

另一方面，肠道微生物群发酵膳食纤维产生的短链脂肪酸抑制ILC2的功能，防止肺部炎症。因此，研究表明ILC2s的活性受到肠道微生物群的调节，但其潜在机制尚未得到充分阐明。

益生菌可以通过抑制ILC2的激活来控制过敏性鼻炎的发生和发展

在一项木瓜蛋白酶诱导的BL6小鼠的研究中，益生菌大肠杆菌菌株Nisle1917（ECN）的治疗导致IL-5的降低较小，IL-13，IL-33的水平显著降低。ECN处理的小鼠具有显著更低的CD3+CD4+IL5+和IL13+细胞频率。数据表明，ECN能够抑制Th2和ILC2的活化以及原型致敏IL-5和IL-13的产生。

然而目前的研究相对有限，需要更多的基础和临床研究来评估未来的长期治疗效果。

对于肠道菌群在人和动物过敏性鼻炎模型中的研究显示，在益生菌的作用下，大多数血清炎症因子都有不同程度的下降，如IL-4、IL-5、IL-13、IgE、特异性血清IgG1、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞水平减少，但一些抗炎因子增加，如IL-10、IFN-γ和特异性血清IgG2a分泌增加。因此，益生菌可以通过提高血清中炎症因子的水平来缓解过敏性鼻炎患者的炎症反应，从而减轻他们的临床症状。

NVP-1703益生菌混合物：IL-5↓IL-13↓IL-10↑

（长双歧杆菌IM55和植物乳杆菌IM76）

一项关于多年过敏性鼻炎的成人研究评估了NVP-1703益生菌混合物（长双歧杆菌IM55和植物乳杆菌IM76）干预4周的疗效和安全性，IL-4血清中尘螨水平无明显变化，但尘螨特异性IgE水平显著降低。在第4周，与安慰剂组相比，NVP-1703组的血清IL-5和IL-13水平降低，而IL-10水平显著升高。

泛福舒：IL-4↓IL-13↓INF-γ↑

在早期研究中，60名过敏性鼻炎患者被随机分为泛福舒（BV）组和对照组。泛福舒治疗后，治疗组的药物评分明显低于对照组，且个体和总体鼻症状评分均显著低于对照组。

泛福舒组鼻腔灌洗液中的IL-4和IL-13水平显著降低，而干扰素γ（INF-γ）水平显著升高，这使得IL-4/INF-γ比值显著降低，嗜酸性粒细胞也显著减少，过敏性鼻炎患儿呼吸道病毒感染率/严重程度的增加可能由多种机制引起，但IFN-γ缺乏可能是其中之一，益生菌可以通过提高IFN-γ水平来改善呼吸道病毒感染。

植物乳杆菌：IL-4↓IL-5↓IL-13↓IgE↓IgG1↓IFN-γ↑IgG2↑

在过敏性鼻炎小鼠模型中，口服植物乳杆菌可减少过敏性鼻炎小鼠模型鼻腔和肺部浸润细胞数量，而支气管肺泡灌洗液和引流淋巴结标本显示免疫细胞计数减少，IL-4、IL-5、IL-13、血清IgE和特异性血清IgG1水平降低，IFN-γ和特异性血清IgG2a分泌增加，可改善过敏性鼻炎。

丁酸梭菌：IgE/G1↓IL-10↑逆转Th1/Th2失衡

显着降低了肺阻力、肺气道炎症、肥大细胞脱粒、小鼠气道炎症重塑和OVA特异性IgE/G1表达。同时，它还逆转了Th1/Th2失衡，增加了抗炎血清因子IL-10.

益生菌发酵的红参：IL-4↓IgE↓

益生菌发酵的红参（FRG）对卵白蛋白（OVA）诱导的小鼠过敏性鼻炎模型的影响是，FRG比红参更有效地降低支气管肺泡灌洗液、鼻液和血清中的IL-4和IgE水平，表明FRG比红参具有更好的免疫调节作用。FRG治疗可减少炎症。

瑞士乳杆菌SBT2171：IL-4↓IL-13↓IFN-γ↑IL-10↑

瑞士乳杆菌SBT2171（LH2171）可在体外诱导抗原刺激的幼稚小鼠脾细胞产生细胞因子，从而抑制IL-4和IL-13的产生，并增加IFN-γ和IL-10的产生。

Treg作为免疫抑制性CD4+T细胞，而Th17作为炎性CD4+T细胞，两者之间的平衡是维持人体免疫系统稳定性的关键条件。过敏性鼻炎患者Th1/Th2失衡。

益生菌可以通过调节Treg/Th17的平衡来改善过敏和免疫疾病的调节，并产生了一些具有相当效果的靶向治疗方法。

对变应性真菌性鼻窦炎患者的研究表明，血清中IL-1、IL-17、IL-21和TGF-β的分泌都有不同程度的增加，导致Th17/Treg平衡Th17方向的偏移。

研究数据证实，过敏性鼻炎患者外周血中炎性因子如IL-17、IL-35和Th17的分泌增加，炎性因子的增加导致Treg/Th17失衡，进而导致Th1/Th2失衡，导致一系列过敏性鼻炎典型临床症状和鼻粘膜纤毛破坏，鼻腺增生和炎性细胞浸润。

益生菌通过影响Treg/Th17的平衡调节自身免疫

梭菌孢子诱导CD4+FoxP3+Treg细胞可以抑制Th17细胞的促炎反应。

使用益生菌混合物VSL#3来诱导Treg细胞的增殖。

其他研究表明，炎症引起的T细胞代谢变化会影响Treg细胞的免疫功能。例如，糖酵解过程中的烯醇化酶可以调节外显子中FoxP3的结合变体，以及应激状态引起的Treg代谢变化，这是触发自身免疫反应的重要部分。

使用干酪乳杆菌作为干预对照，结果表明，干预组脾脏中CD4+CD25+Foxp3+Treg的百分比增加，而CD4+IL-17A+Th17细胞的百分比降低，调节了Treg/Th17细胞比例的失衡。

另一项研究表明，鼠李糖乳杆菌GG（LGG）提取物可以通过Toll受体（TLR2）途径，降低IL-17+Th17的比率，增加CD25+Foxp3+Treg的比率，从而维持Treg/Th17的稳态。

树突状细胞（DC）是体内最有效的抗原呈递细胞（APC），通过调节对微生物抗原的耐受性和免疫性，可以有效诱导抗原特异性免疫应答。

益生菌可能通过调节树突状细胞成熟和免疫耐受性树突状细胞（TDC）产生，产生抗炎细胞因子，从而抑制炎症，影响免疫调节。

免疫耐受性树突状细胞在调节免疫耐受中发挥关键作用

其特征在于表达共刺激分子（CD80/CD86）的半成熟表型，其可通过TLR配体或通过暴露于特定细胞而激活，在因子环境中分化。

此外，它们还表达免疫调节分子并产生免疫抑制因子，半成熟的共刺激CD80/CD86信号通过CD28分子的作用影响T细胞上Treg的激活，进而诱导免疫耐受。

目前，一些临床试验正在进行，以探讨TDC作为免疫介导疾病的替代治疗方案的有效性。与抗炎分子相比，这些TDC具有半成熟表型，表现出低水平的T细胞共刺激特性，并且产生促炎细胞因子的能力降低，特别是通过调节性T细胞（Tregs）的扩增和/或诱导。

其他研究也表明，TDCs分泌抗炎细胞因子并调节T细胞，以促进小鼠和人类肠道中Foxp3+Treg的发育。在全球范围内，这些数据表明DC/Treg/B调节轴通过重新建立耐受性和调节Tregs在肠道中发挥中心作用。

菌群的免疫调节作用来自免疫细胞与肠道树突状细胞的相互作用

最近的证据表明，益生菌可能通过调节DC成熟和TDC产生，从而抑制炎症，从而影响体外和体内的免疫调节。益生菌的免疫调节作用来自免疫细胞与肠道DC的相互作用，从而调节先天和适应性免疫系统。

不同种类和菌株的益生菌可能直接影响树突状细胞的成熟，益生菌可能调节抗炎细胞因子的水平，如转化生长因子β（TGF-β）、IL-10，并诱导Treg。

一项针对四种益生菌菌株（包括唾液乳杆菌、双歧杆菌、凝结芽孢杆菌和纳豆枯草杆菌）的研究，都诱导DC产生IL-10和TGF-β，双歧杆菌和凝结芽孢杆菌表现出更强的诱导IL-10和转化生长因子-β的能力。因此，益生菌诱导的树突状细胞活性产生抗炎细胞因子在免疫调节功能中起着关键作用。

总之，益生菌通过调节TDC活性是过敏性鼻炎治疗的潜在靶点。

Toll样受体（TLRs）是机体免疫的主要组成部分之一，是肠粘膜淋巴细胞和上皮细胞表面表达的识别受体，为入侵病原体和炎症反应提供防御屏障。

肠道共生菌群的一部分，可以通过与TLR相互作用，在控制免疫反应中发挥关键作用。

TLR位于细胞质膜和细胞内内体中，可检测细菌、病毒和真菌的一系列致病分子模式，树突状细胞中TLR的激活可影响适应性免疫反应。

许多微生物感染可以激活TLR4信号，而肠道共生微生物群的一部分，可以影响TLR4.

益生菌多糖胶囊可以通过调节Th1/Th2平衡、诱导T调节细胞分化和激活DC，进而通过TLR与肠道微生物群相互作用，在控制免疫反应中发挥关键作用。

在一项益生菌（鼠李糖乳杆菌GG）与舌下免疫疗法（SLIT）联合的研究中，组间分析表明，与SLIT维生素D组相比，SLIT益生菌组的CD4+CD25+Foxp3+诱导率显著增加，相比之下，TLR阳性细胞组的百分比降低更多。

研究表明，益生菌产生的瞬时蛋白可以诱导TLR的产生，这种蛋白可以缓解特定IgE引起的过敏反应。

此外，一些TLR可以刺激DC激活，进而导致Treg细胞产量增加。先前的研究指出，TLR可能是益生菌影响Treg细胞增殖和分化的潜在靶点。

菌群可以依赖TLR4/NF-κB途径调节过敏性炎症

在一项研究中，阐明了益生菌对TLR4/NF-kB通路在调节宿主对肺损伤和气道炎症的防御中的调节作用。过敏性婴儿哮喘和TLR有影响。

结果表明，β-乳蛋白刺激导致巨噬细胞TLR4/NF-κB信号通路的转导增加。

//小结总的来说，肠道菌群可以通过减少血清促炎因子、增加免疫细胞数量、调节Th1和Th2平衡、增加Treg数量和抑制Th17等方式来预防过敏性鼻炎的发生发展，此外，某些菌可以直接刺激TDC的形成或激活TLR通路以间接刺激DC，从而诱导Treg的形成。通过增加有益细菌的水平可以调节肠道微生物群的稳定性，恢复肠道粘膜屏障，从而改善过敏性鼻炎。

可以根据疾病的具体严重程度、疾病类型和生活方式选择合适的治疗药物。

过敏性鼻炎的治疗选择

鼻用皮质类固醇

局部鼻用皮质类固醇起效迅速，尤其是缓解鼻塞。外用类固醇与特定的细胞质糖皮质激素受体(GRs)结合，激活抗炎基因转录并抑制促炎基因转录，外用类固醇的抗炎作用可减轻所有鼻部和眼部症状。

外用类固醇联合抗组胺药

MPAze-Flu是一种由盐酸氮卓斯汀和丙酸氟替卡松组成的鼻喷雾剂，在症状评分和生活质量方面比安慰剂或丙酸氟替卡松单独有效。

鼻塞减轻剂

由于鼻黏膜的反弹作用和习惯作用，连续使用最好不超过7天。大部分药物可使α肾上腺素受体起作用，引起血管舒张和收缩，可立即缓解鼻塞症状，主要包括伪麻黄碱、羟甲唑啉、三唑啉或去氧肾上腺素。

鼻用抗胆碱能药和色甘酸钠/肥大细胞稳定剂

主要影响鼻腔分泌物的鼻用色甘宁和抗胆碱能药有一些较早的研究，但没有足够的证据做出充分的推荐。

盐水冲洗

增加儿童的鼻腔冲洗是有益的，可以减少鼻嗜酸性粒细胞和中性粒细胞。

全身性糖皮质激素的所有机制均受GR的调节，GR属于配体调节的核受体超家族，类固醇的抗炎作用可以通过三种广泛的分子机制来解释：促炎基因表达降低、抗炎炎症基因表达增加和非基因组机制。

口服抗组胺药

已在多种细胞上鉴定出四种组胺受体H1和H2受体，可刺激过敏反应的早期和晚期。第二代/第三代非镇静H1受体拮抗剂是过敏性鼻炎的首选抗组胺药。

许多研究表明西替利嗪是有效的，并且西替利嗪在症状缓解方面优于氯雷他定，并且具有良好的安全性。

白三烯受体拮抗剂（LTRA）

白三烯是炎症介质家族，包括LTA4、LTB4、LTC4、LTD4和LTE4，通过阻断半胱氨酸LT1（CysLT1）受体，LTRAs（如蒙特鲁甾醇）可以改善过敏性鼻炎和哮喘症状。目前，口服色甘酸作为肥大细胞稳定剂的研究不足。

迄今为止，过敏原免疫疗法是目前唯一可用于IgE介导的过敏性疾病患者的免疫调节和因果治疗。

过敏原免疫疗法的目的是对免疫系统进行重新编程以减少特异性IgE的产生，从而诱导对过敏原的耐受，可通过不同的给药途径分为皮下免疫和舌下免疫两种方式，通过不断增加过敏原剂量使患者脱敏。

同时，研究人员发现接种疫苗可以改善长期空气污染对过敏性呼吸道的负面影响。针对风疹、伤寒和天花的预防性免疫显示过敏性鼻炎的发生率较低，而麻疹疫苗的过敏性鼻炎发生率较高。

目前过敏性鼻炎的治疗仍然基于过敏原避免、症状缓解药物、抗炎治疗和过敏免疫治疗。现阶段过敏性鼻炎治疗药物不良反应多且无法治愈，症状易反复，免疫治疗疗程较长，依从性差，同时降低生活质量。

肠道微生物群正在成为早期治疗特应性疾病的新靶点，如过敏性鼻炎也是特应性疾病的一种。

益生菌可以用作宿主防御途径的免疫调节剂和激活剂，口服益生菌可以调节呼吸系统的免疫反应，并可以通过调节肠道微生物群和免疫反应的变化来预防和治疗上呼吸道疾病。

国际上对益生菌作为替代治疗方法的研究和应用正在增加，大多数研究表明益生菌可以显着改善过敏性鼻炎患者的症状。

接下来我们详细了解基于菌群干预的过敏性鼻炎疗法。

作为调节肠道菌群平衡的重要手段，益生菌包括多种细菌，其主要作用是维持免疫系统的平衡，改善菌群结构，恢复菌群平衡，同时，它可以减轻肠道局部黏膜炎症反应，恢复黏膜屏障，阻断外来病原体的入侵。

前面章节我们了解到，益生菌可以激活Th1或抑制Th2，引起抗炎作用，还可以刺激免疫因子如IL-10的产生，其主要作用是抑制炎症反应。

因此益生菌治疗过敏性鼻炎的基础研究和临床应用越来越多。

关于益生菌改善过敏性鼻炎的研究

益生菌的使用可积极改善克雷伯菌与双歧杆菌的比例，并可预防过敏性疾病的发展。

对过敏性鼻炎大鼠的研究表明，婴儿双歧杆菌和长双歧杆菌的混合物LacB可以降低粘膜中H1受体和脱羧酶组氨酸的mRNA表达，从而减轻过敏性鼻炎表现。

在一项双盲安慰剂对照试验中，与安慰剂组相比，食用5个月的干酪乳杆菌（LcS）会导致IgG水平升高，IL-6、IL-5和干扰素γ（IFN-γ）水平显著降低。

研究人员还调查了嗜酸乳杆菌对患有实验性过敏性鼻炎的BALB/c小鼠的影响，并报告使用第二周后喷嚏明显减少，而对照干预措施在第四周减少了喷嚏。

在对1919名过敏性鼻炎患者的23篇论文进行的系统回顾和荟萃分析中，研究人员表明益生菌可能有效缓解过敏性鼻炎患者的症状和生活质量。

在另一项系统综述中，包括了11项关于使用益生菌治疗和预防过敏性鼻炎的随机对照试验。研究结果表明，益生菌的使用与过敏性鼻炎患者的生活质量和鼻腔症状的显著改善有关。

关于益生菌治疗过敏性鼻炎的研究

研究表明，添加益生菌可以通过恢复肠道菌群紊乱来调节过敏性鼻炎的免疫反应。

一项研究指出，用益生菌发酵乳治疗后，患者的血清特异性IgE显著降低，免疫功能显著改善，体内肠道菌群结构得到改善，肠道菌群平衡得到恢复，症状也显著缓解。

用从人类粪便和泡菜中分离的长双歧杆菌和植物乳杆菌的益生菌混合物（PM）进行过敏性鼻炎治疗，可以通过控制肠道菌群紊乱（显著抑制变形菌，增加拟杆菌和放线菌的组成）来缓解过敏性鼻炎。

也有结果表明，益生菌和L-谷氨酰胺可以有效调节过敏性鼻炎患儿治疗过程中胃肠肽的水平，恢复肠道菌群的平衡，并恢复肠黏膜的屏障功能，从而达到治疗目的。

基于上述研究结果，可以看出益生菌可以调节和恢复肠道微生物群紊乱以治疗过敏性鼻炎。

当然，也有研究中发现益生菌治疗后效果没有明显改善的，例如：

在一项关于益生菌治疗过敏性鼻炎疗效的研究中，患者的过敏症状没有明显缓解，但与治疗前相比，一些患者的鼻粘膜微环境有所改善。

17项纳入的研究发现，益生菌治疗至少在一个结果指标上比安慰剂有显著的治疗优势，而六项试验未发现效果。

目前，作为临床过敏性疾病研究的一个新方向，益生菌有望成为过敏性鼻炎控制和治疗的潜在新目标。益生菌治疗的可能机制如下图所示：

益生菌治疗过敏性鼻炎的简要机制

益生菌作为过敏性鼻炎的辅助疗法，不仅可以从深层次恢复肠道微生物群紊乱，缓解鼻过敏的典型症状，而且具有高性价比和低风险的优势。

益生元是影响肠道微生物群组成和活性的特定膳食成分。常用的益生元是乳糖醇、乳果糖、菊粉、乳糖、低聚果糖、低聚半乳糖和大豆低聚糖等。

◣益生元对IgE水平高的过敏性鼻炎成人的影响

在52周内，患者接受乳糖，并测量其血清IgE水平。治疗一年后，血清IgE水平（尤其是花粉过敏原）显著降低，同时伴有过敏症状的缓解。

一项研究比较，干燥的Ma-al-Shaeer（一种富含纤维的传统伊朗药物，配方基于大麦）与非索非那定对成人过敏性鼻炎患者的影响。

受试者连续14天每天两次接受口头提及的制剂。两组过敏性鼻炎的临床病程均得到改善，而Maal-Shaeer组的鼻塞、鼻后滴漏和头痛评分显著降低。

◣益生元被广泛用作婴儿配方奶粉的补充

一项研究评估了益生元寡糖对过敏的保护作用。

在这项随机对照试验中，具有特应性风险的健康婴儿在出生后的前六个月接受了补充益生元或补充安慰剂的配方奶粉喂养。随访期为五年。

补充益生元组的累计过敏表现发生率显著降低。该干预措施对预防过敏性鼻结膜炎和过敏性荨麻疹特别有益。

其他关于益生元预防/治疗哮喘或过敏性鼻炎的研究

MeirlaenL,etal.,Nutrients.2021

总之，关于益生元用于预防和治疗过敏性鼻炎的数据仍然不足。然而，它们调节细胞因子释放的能力，似乎是治疗过敏性疾病的一种新的、有前途的方法。

合生元治疗过敏性鼻炎的研究也很少，个别研究益生菌功效的试验实际上涉及合生元。

关于合生元预防/治疗过敏性鼻炎的研究

合生元对预防过敏性鼻炎的作用仍未得到解答，需要更多设计良好的研究，仅研究合生元对过敏预防和/或治疗的影响。

细菌裂解物是由源自呼吸道病原体的抗原组成的免疫调节制剂。最常见的是肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、化脓性链球菌、绿色链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌和奥扎纳克雷伯杆菌。

该制剂可通过化学或机械裂解获得。不同的生产方法可以产生不同的免疫效果。细菌裂解物可以口服、鼻内和舌下给药。这里讨论了口服给药对肠道环境的影响。

细菌裂解物的作用机制基于自然暴露于病原体抗原和随后的免疫反应。它们通过Toll样受体激活DC，促进抗病毒细胞因子释放、NK细胞活化和Th1/Th2平衡的恢复。

只有五项研究调查了细菌裂解物对过敏性鼻炎的影响。其中两个使用口服OM-85。

OM-85

一项开放标签的顺序研究，研究了在过敏性鼻炎、哮喘或慢性阻塞性肺疾病患者中使用OM-85对呼吸道感染率、原发病加重率和症状严重程度的影响。

减少过敏性鼻炎发作次数，严重程度减轻

患者分三个周期接受制剂，包括连续10天的摄入，然后休息20天。他们表明，与前一年相比，OM-85治疗减少了呼吸道感染和过敏性鼻炎发作的次数，并缓解了过敏症状的严重程度，而前一年患者只接受了标准的优化护理。

已证明血清和唾液IgA水平增加。为了进一步扩大这项研究，评估了60名常年过敏性鼻炎患者的临床效果。参与研究的参与者按照与前述研究相同的方案服用OM-85。治疗后，OM-85组的总鼻部症状评分、瘙痒评分、鼻溢评分、喷嚏评分和药物评分均显著下降。此外，观察到鼻IFN-γ增加，鼻IL-4和IL-13水平降低，鼻拭子中嗜酸性粒细胞数量减少。

细菌裂解物不会直接影响肠道细菌；然而，它们刺激的细胞因子可能会影响肠道环境。关于细菌裂解物对过敏性鼻炎的影响还需要更多的研究。

粪菌移植是将健康供体的粪便转化为粪便悬浮液，并将其施用于患者的肠道，以重建肠道微生物群的平衡的过程。目前，没有关于其在过敏性鼻炎治疗中的应用的研究；然而，这可能是恢复肠道细菌组成的一种有前途的方法。潜在地，它可能比益生菌更有效，因为其显著更丰富的注入微生物和永久定植肠道的能力。

一项研究证实了这一假设，他们研究了粪菌移植对成年特异性皮炎患者的影响。结果表明，粪菌移植后特应性皮炎评分显著降低。此外，在研究和随访期间，每周局部使用皮质类固醇的情况有所减少。

肠道微生物群的宏基因组分析显示，从供体到患者的细菌菌株传播显著。未观察到治疗的不良反应。

然而，关于其在过敏性疾病中的应用，仍然没有足够的数据；因此，需要更多的大样本研究。

高质量的饮食结构，如水果和蔬菜、高纤维食物、鱼、低脂食物、蛋白适量，可以增加肠道多样性，维持肠道菌群平衡，有助于平衡免疫反应。

研究表明饮食习惯和肠道微生物群与过敏性疾病有关。

一项研究招募了186名有过敏性鼻炎症状的参与者和106名没有过敏性鼻炎症状的对照受试者，该研究结果深入了解膳食营养素、肠道微生物组、肠道免疫系统和过敏性鼻炎发展之间的复杂相互作用。

维生素A

维生素A对人体的多种功能至关重要，包括胚胎发育、良好视力、上皮分化和维持免疫功能，特别是在幼稚T细胞分化中。

如果没有维甲酸（注：维甲酸是维生素A的代谢产物），转化生长因子β（TGF-β）促进初始T细胞分化为Th17细胞，后者参与炎症、自身免疫和过敏性疾病。

在视黄酸的存在下，TGF-β帮助肠道树突状细胞介导幼稚T细胞分化为Treg细胞，从而抑制自身免疫反应。

铜和过敏性鼻炎之间：反向J形关系

铜是一种重要的微量金属，是许多氧化还原酶的辅因子，它参与铁代谢、抗氧化活性、神经肽合成和免疫功能。缺铜和过量铜都会对健康产生不利影响。

在该研究中，观察到铜和过敏性鼻炎之间的反向J形关系。这种反向J形曲线可能分别与铜在适当浓度和高浓度下的抗氧化和促氧化活性有关。

高膳食摄入视黄醇与类胡萝卜素与高丰度普雷沃氏菌的结合，可能对过敏性鼻炎的发展具有保护作用

此外，还观察到视黄醇和普雷沃氏菌的组合保护作用，与低视黄醇摄入量和低普雷沃氏菌丰度的受试者相比，高视黄醇摄入和高普雷沃氏菌丰度受试者的年龄和性别调整后的过敏性鼻炎几率低25倍。

绿叶蔬菜、时令水果，含有多种维生素和矿物质，有助于对抗过敏性鼻炎。

绿叶蔬菜包括菠菜、羽衣甘蓝、生菜、芝麻菜等，对于提高免疫系统非常重要。其他还包括黄瓜、大蒜、番茄、红椒、南瓜、红薯、西葫芦、西芹等，都是非常好的食物。水果包括香蕉、柠檬、橙子、蓝莓等。

生姜

生姜的抗炎特性有助于治疗花粉症引起的眼睛、鼻子和喉咙的瘙痒、刺激和炎症。

柑橘类水果

姜黄

姜黄抗炎和抗氧化特性，有助于治疗缓解过敏性鼻炎引起的症状。它有助于减少过敏引起的刺激和肿胀。姜黄可以通过茶、药丸或酊剂服用，甚至可以添加到烹饪时食用的食物中。

西红柿

番茄红素是西红柿中的一种抗氧化化合物，有助于减少过敏引起的炎症。

洋葱

洋葱有抗炎和抗氧化特性，同时富含榭皮素，榭皮素是一种天然抗组胺剂，有助于减轻过敏性鼻炎的症状。

omega-3脂肪酸

鱼（金枪鱼，三文鱼等）、杏仁、核桃、南瓜和亚麻籽富含的omega-3脂肪酸的饮食，可以降低儿童和成人发生过敏的风险。

怀孕期间和产后早期摄入omega-3脂肪酸的母亲可能会调节免疫系统并降低孩子发生过敏症的风险。

其他饮食建议

易过敏体质尽可能从饮食中去除蛋，乳制品，麸质谷物等容易造成过敏的食品。尽可能减少摄入添加糖和加工食品。

研究发现，一些草药对过敏性鼻炎具有治疗作用，并显示出一些治疗前景。

Septilin

Septilin是一种阿育吠陀草药配方，含有苦皮草、堇叶天花粉、茜草、山茱萸、辣木和甘草，也显示出治疗过敏性鼻炎的巨大潜力。

在一项双盲研究中，190人接受了以上草药组合或标准抗组胺药（扑尔敏）治疗。结果表明，两种治疗方法同样有效。

在这项对32名健康人进行的双盲安慰剂对照试验中，使用Septilin4周可显著减少皮下注射组胺引起的过敏反应。Septilin也被用作提高免疫力的治疗方法。

在一项针对40名持续性低度感染（如慢性咽痛或鼻窦感染）儿童的双盲安慰剂对照研究中，与安慰剂相比，服用Septilin1个月可显著改善病情。

异株荨麻

一项初步研究表明，异株荨麻(Urticadioica)的冻干胶囊可减少患者的打喷嚏和瘙痒。推荐剂量为600-900mgTID。荨麻在植物医学中具有治疗咳嗽、肺结核和关节炎的历史用途。体外研究表明它还可能具有抗炎作用。

蓍草（Achilleamillefolium）

蓍草是一种多年生草本植物，在欧洲和亚洲很常见。这种多用途草本植物具有抗氧化、健胃、解痉、收敛和透明的特性。传统上用于治疗感冒、流感和发烧，蓍草也可以是对抗过敏性鼻炎的有效药物。

它的抗菌和抗卡他性作用使其成为呼吸系统的理想草药，这种天然的治疗剂还治疗鼻窦炎和粉尘过敏。可以以茶的形式或作为酊剂服用。这是一种强效草本植物，不建议超过连续两周的限度。此外，如果对豚草过敏，应该避免这种草药。

蜂斗菜(Petasiteshybridus)

在一项开放标签研究中，580名季节性过敏性鼻炎患者服用了50-75mgBID的蜂斗菜提取物2周（每片含8mgpetasine）。

与基线相比，90%的患者在治疗后，改善了鼻漏、鼻塞、眼睛和鼻子发痒、眼睛发红和皮肤刺激等症状。

蜂斗菜也是一种温和的白三烯抑制剂，在一项研究中发现其与180mg非索非那定一样有效。但蜂斗菜含有潜在的肝毒性吡咯里啶生物碱（PA），所以应谨慎使用，或者可以使用不含PA的提取物。它属于豚草科，因此对豚草过敏的人也应谨慎使用。

生蜂蜜

生蜂蜜含有很多种活性植物化学物质，有助于体内激素水平恢复正常，有助于构建强大的免疫系统，从而有助于预防过敏性鼻炎。一项随机对照试验表明，食用桦树花粉蜂蜜的过敏患者过敏症状减少了60%，在桦树花粉季节无症状天数增加了一倍。

维生素E

维生素E也可用于治疗过敏性鼻炎，因为它是一种温和的白三烯抑制剂。

一项研究发现，112名患有过敏性鼻炎的成年人在连续10周每天服用800IU维生素E后，鼻部症状明显改善。富含维生素E的饮食也被证明有助于预防过敏性鼻炎的症状，维生素的保护作用随着剂量的增加而增加。建议使用混合生育酚，而不是单独使用α.

注：生育酚，是维生素E的水解产物。天然的生育酚都是D-生育酚（右旋型），它有α、β、、δ等8种同分异构体，其中以α-生育酚的活性最强。作为抗氧化剂使用的生育酚混合浓缩物，是天然生育酚的各种同分异构体的混合物。

维生素C

因此，每天应多吃橙子、灯笼椒、西红柿、柠檬、草莓、豆芽、土豆、奇异果、西兰花、柚子等富含维生素C的食物。

金钗石斛

金钗石斛具有抗炎和免疫活性，近期的一项小鼠研究发现，石虎提取物的治疗抑制了PI3K/AKT/mTOR通路，在门和属水平上恢复了肠道菌群的平衡，并改善了调节T细胞分化，从而有效地扭转了过敏性鼻炎症状。

适度运动

定期锻炼有助于减少过敏反应，适度运动对有过敏症的人无害，过敏体质的人可以按照普通人群的运动建议进行。这包括每周至少150分钟的中等强度有氧运动或75分钟的高强度运动。

这些活动包括步行、跑步、骑自行车、跑步机锻炼、游泳等。

瑜伽

注意选择正规教师，一开始不要追求动作的完美，重要的是注意调息。

避免触发因素

一旦确定了过敏原，请尽量远离。例如：

洗鼻子

洗鼻液可以帮助清除鼻子中的过敏原。使用生理盐水喷雾有助于减少接触过敏原。

改善不良习惯

与其他过敏性疾病相比，肠道菌群在过敏性鼻炎发病机制中作用的证据仍然较少，但肠道菌群失调与过敏性鼻炎之间的关系是显而易见的。

肠道微生物群的高度多样性有助于平衡免疫反应，其机制涉及增加代谢物（如短链脂肪酸）和减少炎症介质的产生。

总的来说，通过各种方式调节肠道微生物群，恢复肠道粘膜屏障，恢复免疫平衡，抑制炎症，有助于改善过敏性鼻炎，肠道菌群或将成为过敏性鼻炎早期干预的新靶点。

注：本账号内容仅作交流参考，不作为诊断及医疗依据。

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随着生活水平提升，我国养宠人士逐年增多。数据显示，我国城镇养宠人士达到6844万多人，且仍在不断增长。

其中养猫人群数占比59.5%，养狗人群数占比51.7%，养水族类占比8.3%，养爬行类宠物的占比为5.8%；啮齿类占比4.5%；鸟类占比3.6%。

养宠物，它们的健康绝对是重要的一方面。同时宠物的健康在一定程度上也会影响人们的健康。

胃肠道微生物在健康中起着重要作用。宠物的胃肠道(GI)微生物群也是与健康密不可分的代谢活跃器官。肠道微生物群有助于宿主新陈代谢、抵御病原体、影响免疫系统，并通过这些方式直接或间接影响宿主的大部分生理功能。

本文在这里主要介绍猫狗体内的肠道微生物，饮食与肠道微生物的关联以及肠道微生物的作用和对宿主健康的影响，并分析疾病中发生的变化。

在此基础上提出一些有助于恢复健康肠道微生物环境的建议，帮助宠物及主人拥有更好的健康。

●猫狗体内的微生物

●肠道微生物的作用

●肠道菌群与宿主健康

●饮食对猫狗肠道微生物的影响

●宠物身上的微生物对主人的影响

●恢复猫狗肠道健康的方法

什么是微生物群？

微生物群对人类和宠物健康的广泛而深远的影响，胃肠微生物群现在被认为是具有独特代谢能力的器官。胃肠微生物群由位于消化道中的数万亿个细胞组成，从口腔开始，一直延伸到直肠。

微生物群的发育在出生前就开始了，微生物群会影响宿主健康的许多方面，包括生理学、解剖学、行为、繁殖和健康状况。

不同部位微生物群落不同

整个胃肠道的微生物群落不同，代表了每个肠段的微环境和生理功能，这已在狗和人类身上得到证实。

例如，对健康家犬的两项研究发现，小肠和大肠的微生物群之间存在显著差异，包括十二指肠中变形杆菌（Proteus）的比例高于结肠或直肠，以及大肠中毛螺菌属（Lachnospira）和瘤胃球菌属（Ruminococcus）的比例高于小肠。

健康狗不同部位的细菌群落组成

PereiraAM,etal.TopCompanionAnimMed.2021

★主要肠道菌群

一般来说，猫和狗的肠道菌群组成相似。据报道，厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroides)、变形菌门(Proteobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)是猫和狗肠道中的主要微生物。

猫狗之间的细菌差异

然而，一些研究注意到猫与狗之间的肠道菌群还是存在某些差异。

猫比狗具有更高的α多样性

最近一项研究，基于粪便样本，比较46只猫和192只狗的肠道微生物组的差异，表明猫比狗表现出更高的α多样性。

与猫相比，在犬中增加的细菌门是肠球菌属、梭杆菌属、巨单胞菌属。

而在猫中的细菌门较多，包括另枝菌属(Alistipes)、双歧杆菌属（Bifidobacterium）、肉食杆菌属(Carnobacterium)、柯林斯菌属(Collinsella)、粪球菌属(Coprococcus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、普拉梭菌（Faecalibacterium）、颤螺菌属（Oscillospira）、副乳杆菌属、消化球菌属、消化链球菌属、瘤胃球菌属和萨特氏菌（Sutterella）.

在较早的分析中还观察到猫与狗之间的胃肠道微生物组更加多样化，然而，同一项研究也揭示了猫中大多数细菌丰度的个体间差异较小，而具有相同细菌属的猫数量较多。

猫狗之间的真菌差异

猫和狗之间的差异在真菌微生物组中也很明显，Nakaseomyces在狗中占主导地位，而酵母菌、曲霉属和青霉属在猫中含量更高。这种差异可能是由于微生物组对不同饮食的适应。

注：与猫的肉食性饮食相比，狗之间更大的个体间多样性可能是更多样化、杂食性饮食的产物。

狗和人的肠道菌群相似吗？

狗的微生物组比预期更接近人类。

欧洲分子生物学实验室(EMBL)研究人员发现，狗的微生物组的基因含量与人类肠道微生物组的相似性高于小鼠、猪的。

研究人员将小鼠、猪和狗微生物组中的基因内容映射到人类肠道基因目录中，发现分别有20%、33%和63%重叠。

有证据表明，肠道中也有来自其他部位的微生物群。例如，已发现口腔微生物群的成员在患病的胃肠道下部定植。

由于品种、饮食、年龄、生活环境和不同研究分析方法等因素，同一物种的个体菌群比例也可能不同。然而，大多数研究只比较了少量动物，需要更大规模的队列研究来确认环境影响的存在并估计影响大小。

动物体内的肠道菌群数量庞大，类型复杂，与身体形成了一种“互惠互利”的共生关系。它们的生长依赖于身体提供的丰富营养和相对安全环境；同时它们在维护身体健康，促进正常发育等方面发挥着至关重要的作用。

正常菌群是能够在肠道中特定部位“安家落户”，即黏附、定植和繁殖，这个时候，菌群就能够在定植的部位表面形成一层“菌膜屏障”。

维持微生态平衡状态

这层“菌膜屏障”就像是肠道表面的一层保护伞，对于流经消化道的外源性微生物（包括许多外源性病原体）形成了一种天然的隔绝，通过竞争、消化和分泌各种代谢产物和细菌素等，抵抗外源微生物定植和侵袭。

机体内的正常菌群通过这种拮抗作用，抑制并排斥机体不慎食入的病原菌在肠道的“安家落户”，维持体内微生态的平衡状态，使机体免于感染致病菌。

提供能量

细菌代谢活动产生对细菌增殖和宿主都有用的能量和底物。主要活动是发酵酒精和不易消化的碳水化合物（淀粉、菊粉、纤维素、半纤维素、果胶和树胶）。

它发生在结肠中，它会导致产生气体和短链脂肪酸、乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐，从而为肠上皮和其他组织提供能量。

支持上皮细胞生长，利于物质吸收

短链脂肪酸合成导致肠道pH值降低，它支持肠上皮细胞的生长、增殖和分化。此外，当短链脂肪酸通过肠道吸收时，它们允许重新吸收Na+或K+离子。

微生物群的另一个重要作用是初级胆汁酸（胆酸和鹅去氧胆酸）和次级胆汁酸（脱氧胆酸和石胆酸）的转化，这对于肠道吸收膳食脂肪和脂溶性维生素至关重要。

共生菌对宿主免疫系统的诱导、塑造和功能具有重要作用，这反过来又对肠道结构的发育和共生菌病原体的鉴定具有重要意义。

微生物在局部和全身设置组织免疫基调的能力需要微生物的强直感应以及免疫系统先天和适应性成分之间的复杂反馈回路。肠黏膜是免疫系统与外部环境之间的界面。

加快淋巴细胞、免疫球蛋白的增殖

几项研究的结果表明，无菌动物肠粘膜中的淋巴细胞密度较低，血清中的免疫球蛋白含量较低。这些动物接触共生微生物会导致肠道中淋巴细胞和免疫球蛋白以及血清中免疫球蛋白的快速增加。

1型和2型T辅助细胞的发育和调节受细菌的影响，细菌可以通过产生丁酸盐和乙酸盐来抑制NF-kB信号通路，并可以作用于与G蛋白偶联受体。

诱导炎症介质产生和释放

免疫系统和微生物群之间存在动态关系。具有Toll样受体的肠黏膜可诱导下降信号并引发炎症介质（细胞因子、吞噬细胞）的产生和释放。

增强免疫细胞的杀伤力

此外，双歧杆菌（Bifidobacterium）能通过刺激免疫细胞产生重要的细胞因子白介素来促进动物机体内重要的免疫细胞——淋巴细胞的增殖、分化、成熟，增强免疫细胞的对病原体的杀伤力。

在健康条件下，宿主和微生物之间的串扰和交叉调节创造了细菌的稳态平衡，因此胃肠道保持健康并且没有潜在致病细菌的过度生长。

在那种情况下，存在一种共生状态。当这种体内平衡状态被破坏时，就会发生生态失调。在生态失调的情况下，细菌组成不平衡，肠道内的细菌代谢活动或细菌分布发生变化。

生态失调可以总结为以下三点：

减少细菌多样性；有益细菌的损失；病原体的过度生长。

肠道微生物失调可能与一些疾病有关

胃肠道微生物组直接或间接影响一系列生理和免疫功能。因此，胃肠道微生物组组成的破坏可能导致有害的后果，例如炎症性肠病、过敏、便秘、口腔疾病（即牙周病）、肥胖、糖尿病和肾脏疾病。

患有炎症性肠病的动物生物多样性降低

患有炎症性肠病的动物中更常见的生态失调的特点是微生物群落多样性普遍降低，尤其是产生短链脂肪酸减少。

狗中大肠杆菌增加

与健康的狗相比，患有慢性肠病的狗的短链脂肪酸浓度和模式发生了改变，以及粪便微生物群的变化。

一项研究检查了来自患有炎症性肠病的狗的回肠和结肠粘膜微生物群样本，发现它们表现出附着在上皮细胞上或在这些采样部位侵入肠粘膜的肠杆菌科和大肠杆菌增加。

这些发现与最近的另一项研究一致，该研究还发现患有慢性肠病的狗结肠粘膜中的大肠杆菌增加，以及幽门螺杆菌和嗜黏蛋白阿克曼菌减少。

猫中梭杆菌增多

对于猫，研究表明，与健康猫相比，有炎症性肠病的猫胃肠道微生物群发生了变化。一项研究还发现，患有胃肠道淋巴瘤的猫的回肠和结肠活检组织中梭杆菌属升高。然而，目前尚不清楚这种变化在胃肠道淋巴瘤发展中的任何作用。

有趣的是，最近有文献指出，与人类相比，嗜黏蛋白阿克曼菌在猫和狗的胃肠道中并不丰富，这表明这些细菌在动物粘液的微生物降解中作用还不明确。

改变食物可以有效减少肠病症状

两项内镜研究检查了饮食干预对诊断为炎症性的狗的影响。

这些研究发现，饮食的干预改变了位于十二指肠和结肠粘膜层的胃肠道微生物组，在几乎所有患有轻度疾病的狗中，仅改变食物就可以有效减少炎症性肠病的迹象。新型蛋白质和水解蛋白都是有效的，但水解蛋白在减少炎症性肠病症状方面稍微更有效。

此外，营养治疗对犬肠病微生物组的影响研究还分析了水解蛋白饮食对29只慢性肠病犬的微生物组和健康的影响。

参与这项研究的狗从目前的饮食改为治疗性水解蛋白饮食。在这种治疗性饮食2周后，69%的狗经历了慢性肠病的快速缓解，并持续了整个6周的研究。此外，慢性肠病的缓解与微生物群结构的改善和次级胆汁酸水平的增加有关。

炎症性肠病改善的狗肠道微生物不同

另一项对患有炎症性肠病的狗进行的研究表明，炎症性肠病症状和体征消失的狗的微生物群与没有改善的狗不同。

那些对饮食有反应的狗的嗜胆菌属(Bilophila)和伯克霍尔德菌（Burkholderiacepacia）占优势，拟杆菌丰富，而那些没有改善的狗的奈瑟菌科更丰富。伯克霍尔德菌尚未显示与狗的慢性肠病有关，拟杆菌可能具有保护性或毒性。

在患有食物敏感型慢性肠病的狗身上进行的一项研究发现，尽管微生物组成（β多样性）没有变化，但在喂食与合生元配对的水解蛋白食物时，细菌丰富度略有增加。

在动物中表现出胃肠道症状的食物过敏经常被误认为是炎症性肠病，因为症状重叠，最明显的是腹泻。

通过肠道微生物可以治疗过敏

由于过敏本质上是免疫疾病，并且肠道微生物组已被证明具有促炎和抗炎特性，这取决于定植生物体，因此针对胃肠道微生物组可能是治疗全身性过敏的一种合乎逻辑的方法，这已成为多项动物研究的主题。

益生菌治疗可以降低过敏反应

在狗中，发现添加益生菌会导致粪便中乙酸盐和丁酸盐浓度增加，以及改善细胞介导的对抗原攻击的免疫反应。然而，益生菌的免疫调节作用尚未在对食物反应性慢性肠病或腹泻的狗的研究中得到一致的证明。

经验证的犬特应性皮炎模型发现，早期接触益生菌（鼠李糖乳杆菌）可显著降低过敏原特异性免疫球蛋白lgE，并在生命的前6个月部分预防特应性皮炎。

这项研究的后续研究表明，在停用益生菌后，这些影响持续了3年。一项对确诊为特应性皮炎的狗进行的随机对照试验报告称，服用益生菌（清酒乳杆菌）2个月可显著降低所有接受益生菌的狗的特应性疾病严重程度。

不过应该指出的是，绝大多数评估使用益生菌治疗全身性过敏的研究都是在人类身上进行的。

猫和狗的便秘患病率没有得到很好的描述，很难量化宠物的排便频率。尽管如此，便秘可能是宠物中相对常见的临床问题，尤其是猫。

便秘与肠道微生物的关系还不确定

尚未确定便秘与胃肠道微生物组组成之间的明确联系，包括特定细菌群的丰度，以及肠道微生物群可能影响胃肠道感觉的确切机制和运动功能不清楚。尽管如此，证据表明存在联系，尽管主要来自人类研究，对动物的研究有限。

在一项针对20只猫的研究中，通过PCR分析的有限数量的细菌分类群在有和没有便秘的猫之间没有观察到显著差异。

对胃肠道微生物与便秘之间的机制关系的研究甚至更少，特定细菌类群对胃肠道运动的影响还远未得出结论。

肠道细菌和产生的代谢物可能会影响肠道运动

一项体外研究表明，梭菌、乳杆菌、脱硫弧菌和甲基杆菌的丰度降低可能通过影响血清素受体来影响胃肠道运动，从而导致慢性便秘的发展。肠道细菌产生的短链脂肪酸，如乙酸盐和丁酸盐，也被认为是改变血清素可用性的一种手段，从而影响肠道的运动和分泌。

此外，某些胃肠道细菌菌株已被证明能从色氨酸中产生血清素。这不仅为治疗便秘开辟了一条新的途径，也为治疗受血清素水平影响的其他疾病开辟了新的途径。

纤维素可以调节猫的肠道微生物

益生菌可以改善肠道症状

一项针对便秘猫的干预试验评估了含有多种菌株的益生菌，包括：

StreptococcusthermophilusDSM32245;

LactobacillusacidophilusDSM32241;

LactobacillusplantarumDSM32244;

LactobacilluscaseiDSM32243;

LactobacillushelveticusDSM322422;

LactobacillusbrevisDSM27961;

BifidobacteriumlactisDSM32246；

B.lactisDSM32247

观察到猫慢性肠病指数显著下降，粪便评分和粘膜组织学有所改善。治疗后，链球菌和乳杆菌的数量显著增加，双歧杆菌和拟杆菌的数量有增加的趋势。不过这些猫的细菌分类群的上述变化对功能的影响尚未确定。

尽管关于猫和狗的数据有限，但一些综述总结了益生菌对人类便秘有益影响的研究。此外，最近的一项研究评估了益生菌对肠道蠕动的作用机制；第二项研究评估了益生菌对便秘患者自发排便的影响。

据报道76%的狗和68%的猫患有牙齿疾病，牙齿疾病是宠物中最常见的疾病。研究表明，临床上健康的狗和猫的口腔微生物群中始终有6种细菌门：放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、梭杆菌门、变形菌门和螺旋体门。

牙周疾病的猫

例如，在没有牙周病的猫中，研究表明最常见的采样门一直是拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门，而在患有牙周炎或牙龈炎的患者中，据报道致病菌的变异程度很高，但研究之间几乎没有相似之处。

牙周疾病的狗

另一方面，在没有牙周病的狗中，拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门占主要，尽管据报道放线菌在一些研究中占主导地位。

口腔疾病不同阶段微生物组成有所不同

对患有牙周病的狗的研究发现，根据口腔疾病的具体阶段，微生物组的组成会有所不同。

在一项对患有轻度牙周炎或牙龈炎的狗的研究中，毛螺菌科、梭菌目、消化链球菌科、消化球菌属和犬棒状杆菌属非常普遍。

另一项研究在患有牙周病晚期的狗中鉴定了血链球菌、消化链球菌属、大肠杆菌、奇异变形杆菌、韦荣氏球菌、金黄色葡萄球菌、唾液链球菌、放线菌属和粘性放线菌。牙周病已被证明与狗的全身性疾病有关。

饮食与牙周疾病

猫和狗的饮食之间的主要区别是食物是干的还是湿的。由于干粗磨食物的磨蚀性，通常喂食干粮以促进口腔健康。

尽管这些食物已被证明可以减少牙菌斑和牙龈炎，但尚未评估它们对微生物组的影响。

喂养干粮的口腔微生物更多样化

宠物肥胖是一个严重的问题。根据宠物肥胖预防协会最近的一份报告，60%的猫和56%的狗被归类为超重或肥胖。

肥胖还与多种其他疾病有关，例如糖尿病、骨关节炎、心血管疾病、皮肤病和寿命缩短。有几个因素会使动物易患肥胖，包括胃肠道微生物组、遗传、绝育、活动水平降低以及高脂肪和高能量饮食。

肥胖猫狗中的肠道微生物

一些报告发现，肥胖和瘦削的猫狗的胃肠道微生物组的组成不同。具体而言，与瘦狗相比，属于放线菌门和罗氏菌属的细菌在肥胖狗中的数量明显更多。

在猫中，与瘦猫相比，肥胖和超重猫的梭状芽孢杆菌、拟杆菌属和梭杆菌属的丰度较低，但属于肠杆菌科和梭菌簇IV组较高。

饮食对不同体重动物的肠道微生物影响不同

此外，多项研究发现，不同的饮食对肥胖动物和瘦动物的胃肠道微生物群有不同的影响。

例如，一项研究表明，与瘦狗相比，超重狗的微生物组对饮食干预更敏感。在4周的高蛋白/低碳水化合物饮食中，与瘦肉/正常狗相比，超重狗的微生物组成发生了显著的变化，这是由于乳酸杆菌、普氏杆菌、链球菌和Turicibacter的丰度变化较大所致。

肠道微生物与肥胖有关

肠道微生物组通过其对肠道的直接影响及其对远端器官的间接影响，与肥胖的发展有关。

胆汁酸利于脂质代谢

肠道微生物群已被证明会影响胆汁酸的代谢；细菌代谢产生的游离胆汁酸可以抑制细菌种群的生长，例如乳酸杆菌和双歧杆菌，它们被认为可以预防肥胖。

此外，肠道中的几种细菌（例如梭状芽孢杆菌、海莱蒙梭菌（Clostridiumhylemonae）和Clostridiumhiranonis）含有与胆汁酸代谢有关的基因。由于胆汁酸被认为有助于肠道激素分泌以及葡萄糖和脂质代谢，因此胃肠道微生物组对胆汁酸的影响也可能影响这些过程。

肠道微生物组破坏导致脂肪堆积

肠道黏膜屏障受到肠道微生物组的影响，这可能导致炎症增加，这是导致体重增加的已知因素。胃肠道微生物组的破坏已被证明会抑制脂蛋白脂肪酶，这会导致脂肪组织和肝脏、胰腺和心脏中的甘油三酯过度沉积。

肥胖的治疗

然而，目前针对猫和狗的体重管理指南并未考虑肠道微生物组。事实上，已经发现大约一半的肥胖猫和狗会在减肥计划后恢复体重，除非它们继续喂食专门配制的体重管理饮食而不是维持饮食，这表明可能需要持续喂养特定配方的饮食以维持体重减轻。

巨单胞菌和瘤胃球菌可能对体重减轻有负面影响

一项研究分析了18只食用限制性高蛋白/高纤维饮食的肥胖狗，18只狗中的8只也参加了锻炼计划。

此外，体重减轻较快的狗的乙酸和丙酸浓度降低。由于巨单胞菌和瘤胃球菌科产生这些酸，这些结果表明，产生这些短链脂肪酸的胃肠道微生物组可能对狗的体重减轻产生负面影响。

低脂肪饮食增加了肠道微生物多样性

一项类似的小型研究表明，17周的限制性低脂肪/高纤维饮食显著增加了6只肥胖比格犬的肠道微生物多样性。

在这项研究结束时，用这种饮食喂养的比格犬的Allobaculum数量也有所增加，梭状芽孢杆菌、乳酸杆菌和Dorea数量有所减少。

●猫的体重减轻与微生物群的关系暂不明确

然而，一项研究评估了中等蛋白质/高纤维饮食对肥胖猫体重和粪便微生物群的影响，结果与上述结果不一致。

此外，一项类似的研究发现，与17只瘦猫相比，10周的标准减肥饮食对14只肥胖猫的粪便微生物群的影响很小。

因此，需要更多的研究来更好地了解猫的体重减轻与粪便微生物群之间的关系。

糖尿病在猫和狗中的患病率正在增加。虽然狗几乎只患有1型糖尿病，但猫更可能患有2型糖尿病。

各种模型系统中微生物组研究的进展表明，胃肠道微生物组在糖尿病等肠外疾病中发挥作用。改变的肠道微生物群组成与猫和狗的糖尿病的发展有关。

1型糖尿病的狗肠道菌群失调

例如，最近的一项研究表明，患有自然发生的1型糖尿病的狗肠道菌群失调，粪便中浓度发生变化，表现出与患有2型糖尿病的人类相似的模式。

糖尿病的猫肠道微生物多样性降低

此外，与同龄的健康猫相比，患有糖尿病的猫的肠道微生物多样性显著降低，产生丁酸盐的细菌也减少了。

药物通过微生物介导治疗糖尿病

用于治疗糖尿病的药物已被证明会影响胃肠道微生物组。在一项研究中，抗糖尿病药物二甲双胍通过显著提高拟杆菌门的丰度来改变胃肠道微生物组。

益生菌能改善糖尿病

减少炎症反应

支持在糖尿病中使用益生菌的证据表明，益生菌可以减少炎症反应和氧化应激，增加胃肠道上皮细胞内粘附蛋白的表达，从而降低肠道通透性。已经提出这些机制导致胰岛素敏感性增加和自身免疫反应减少。

降低发病率

一项针对256名女性的研究发现，妊娠早期的益生菌干预降低了妊娠糖尿病的发病率。含有双歧杆菌的益生菌也被证明可以改善糖尿病小鼠模型的葡萄糖耐量。

虽然不知道对猫和狗是否可行，但2型糖尿病或高血压患者严格遵循以高碳水化合物和高纤维植物为基础的素食饮食，其血红蛋白A1c降低，空腹和餐后血糖水平有所改善。这些影响还伴随着胃肠道微生物组中拟杆菌门和厚壁菌门比例的降低。

尽管目前数据有限，但正在进行几项研究以进一步研究益生元对代谢疾病的影响。总之，显然需要更好地了解不同的营养干预措施如何影响糖尿病中的胃肠道微生物组成和功能，这将为开发更有效的糖尿病营养干预措施提供信息。

慢性肾脏病(CKD)是猫和狗最常见的疾病之一，但迄今为止，关于这些物种的胃肠道微生物和肾脏疾病的研究很少。

慢性肾病的猫微生物丰富性和多样性降低

最近的一项研究表明，与健康猫相比，患有慢性肾脏病的猫的粪便微生物组的丰富性和多样性降低，这与先前对患有慢性肾脏病的人类肠道微生物的研究一致。

确定生态失调与肾脏疾病之间因果关系的研究正在进行中。潜在的微生物组成被认为会影响个体对慢性肾脏病的易感性，有证据支持在猫和狗中发现的这种联系。例如，据报道患有严重牙周病的动物患肾病的风险增加。

使用益生菌可能对减少肾结石有益

肾结石是猫和狗中常见的一种疾病，平均会使猫的寿命缩短约3年。动物的肾结石和膀胱结石大部分由草酸钙或磷酸铵镁（鸟粪石）组成，结石的形成是一个复杂的过程，涉及遗传和环境因素。

人类和动物的研究表明，草酸杆菌和乳酸杆菌通过草酸盐的降解防止结石形成。需要更多研究胃肠道微生物对猫和狗肾脏功能和肾脏疾病的影响，以及营养对这些微生物群的影响。

如前所述，猫和狗的肠道微生物群组成通常相似，但也有一些差异。肠道微生物组与宿主之间存在复杂的关系，这受到猫与狗的独特解剖学和生理学的影响。

关于猫和狗之间的消化和生理差异如何影响微生物组的证据是有限的。可以通过研究食物如何通过产生微生物后生元来影响每个物种的健康。

后生元——后生元是益生菌经加工处理后的益生菌代谢物成分统称，包括菌体与代谢产物。

食品、肠道微生物群和宿主之间的三方相互作用

WernimontSM,etal.FrontMicrobiol.2020

宠物食品、胃肠道微生物群和宿主之间的三方相互作用分8个阶段。

(1)摄入：狗和猫以提供给它们的宠物食品的形式摄入碳水化合物、蛋白质和脂质等营养物质。

(2)营养素：宠物食品中的营养素进入胃肠道，可供宿主和微生物组消化。

(3)宿主消化：宿主的消化包括糖解、蛋白水解和脂肪分解等过程，释放出单糖和双糖、氨基酸和脂肪酸。

(4)宿主吸收：通过宿主消化产生的单糖和双糖、氨基酸和脂肪酸可以被宿主细胞吸收利用。

(5)微生物消化：未被宿主消化或吸收的营养物质可通过糖解、蛋白水解和脂肪分解被微生物组消化，释放出单糖和二糖、氨基酸和脂肪酸。

(6)微生物吸收：微生物消化产生的单糖和双糖、氨基酸和脂肪酸可以被微生物组吸收和利用。

(7)微生物发酵：超过宿主和微生物吸收能力的营养物质被绕过到下消化道，在那里它们可以进行微生物发酵以产生可以在胃肠道内局部影响宿主健康的后生元。

(8)宿主吸收：微生物衍生的后生元也可以被宿主吸收，从而影响胃肠道以外部位的宿主健康。

当提供多种口味相似但营养素含量不同的食物，并允许通过在食物中自由选择喂养来自行选择常量营养素摄入量时，这导致在不同物种之间观察到显著不同的后生元。

例如，在28天的自由选择喂养期后，狗的循环血浆微生物代谢物均未发生变化，而猫的38种代谢物浓度中有16种发生了变化。

家猫的身体结构

家猫是一种专性食肉动物，因此从动物蛋白质的消耗中获取能量。猫科动物基因组高度保守区域的分析和饮食适应直系基因的评估揭示了淀粉和蔗糖代谢途径中基因家族的缺失，反映了它们的肉食性。

家猫特有的代谢和生理特性

ButowskiCF,etal.NZVetJ.2022

家狗的身体结构

相比之下，狗被归类为兼性食肉动物，在营养上通常被视为杂食动物，因为它们消耗和利用植物和动物材料。通过驯化，狗保留了许多祖先特征，尽管已经观察到与人类文明一起适应碳水化合物含量较高的饮食。

家狗特有的代谢和生理特征

不同的身体结构导致营养代谢不同

猫和狗之间的这些差异，无论是在首选的常量营养素摄入量还是在微生物组对选定的常量营养素摄入量的代谢反应方面，都为优化猫和狗的营养摄入带来了独特的挑战和益处。

最近，低加工或生的高动物蛋白（肉类）饮食越来越受欢迎，更“天然”的宠物食品的需求，这些食品反映了动物的肉食性。这些宠物食品通常以生（新鲜或冷冻）、空气压缩或冻干形式出售。

这些高肉粮通常含有高粗蛋白，含有中高水平的粗脂肪，碳水化合物含量最低。从营养充足性的角度来看，生肉饮食可以制造完整和平衡的饮食。

狗吃生食的影响

一些研究评估了以肉类为基础的生食对健康狗肠道微生物的影响。与对照饮食相比，以肉类为基础的生食通常在常量营养素含量方面存在很大差异，蛋白质含量更高，碳水化合物和纤维含量更低。

不同饮食对狗粪便微生物组的影响

PillaR,etal.VetClinNorthAmSmallAnimPract.2021

厚壁菌和拟杆菌总体下降

微生物多样性增加

一项对6只狗喂食生食超过1年的研究发现，微生物的多样性增加，产气荚膜梭菌和梭杆菌的丰度增加，这两种细菌都可以从蛋白质中产生丁酸盐，表明对饮食的适应。

梭状芽胞杆菌与蛋白质消化有关

尽管梭状芽胞杆菌科可能与胃肠道疾病有关，但有人认为，当给狗喂食富含蛋白质的饮食时，梭状芽胞杆菌的增加可能不会损害它们的健康，但与蛋白质消化有关。

在猫中，罐头饮食是一种额外的高蛋白替代品，通常单独喂养或与膨化饮食结合喂养。研究在猫身上使用潮湿的食物，它们的摄入会导致饮水量增加，减少自愿能量摄入量，并降低尿液比重，这可能对某些健康状况有益。

不同饮食对猫粪便微生物组的影响

研究评估了断奶到高蛋白/低碳水饮食小猫中的微生物，研究之间存在一定的一致性。

高蛋白/低碳水饮食增加了物种多样性

有趣的是，高蛋白/低碳水饮食增加了物种多样性，在高蛋白/低碳水喂养的小猫中增加5个属是已知的丁酸盐生产者：梭状芽胞杆菌和真杆菌可以通过从碳水化合物产生丁酸盐，或通过从蛋白质产生丁酸盐，而Faecalibacterium、Ruminococcus和Blautia也是丁酸盐的生产者。

虽然饮食可以显著改变微生物的组成，并导致代谢途径和代谢物产生的变化，但这些变化通常比伴随疾病的变化要小得多。

在患病动物中，特别是那些患有胃肠道疾病（例如慢性肠病）的动物中，微生物组的多样性迅速降低，许多核心物种，如C.hiranonis、梭杆菌属和普拉梭菌减少。

养宠物益处也有很多，他可以让老人的心情更加舒畅，预防心绪管系统疾病，而且还在无形中增加运动量，起到强身健体的作用；也可能传播疾病。

最近关于宠物和人类微生物相互作用的研究表明，在家养狗会增加同居成年人之间的共同皮肤微生物群。

降低哮喘风险

研究表明，婴儿接触农场动物与降低日后发生哮喘的风险有关。最后，已证明围产期宠物暴露会影响肠道微生物群的组成差异，并保护儿童免受早期喘息。

许多科学家认为，婴儿和儿童需要接触无害的微生物，以“训练”他们正在发育的免疫系统来区分自身分子和外来分子，而不是过度反应并最终损害自身组织，与狗同住有助于这种免疫系统训练。

心血管疾病患者中，养宠物患者代谢综合征和肥胖风险小

一项研究分析了162名冠心病患者的肠道微生物群，养宠物(n=83)，不养宠物(n=79).

养宠物的患者患代谢综合征(MetS)(OR=0.462)和肥胖症(OR=0.519)的风险较低，养宠物的患者中发现了沙雷氏菌属Serratia和粪球菌属的优势，不养宠物的患者中瘤胃球菌属、肠杆菌科和Anaerotruncus的未知属占优势。

养宠物可能通过塑造肠道菌群成为预防代谢综合征的保护因素。

最近人们还发现了人畜共患的现象，并且可以在人与动物关系中的微生物交换中进行干预。

引起皮肤真菌病

皮肤真菌病（癣）由多种皮肤真菌引起，可感染人类和动物。感染源包括人类、家畜、宠物和野生动物（主要是兔子和啮齿动物）。

狗或猫可能表现出临床症状，由于主人经常接触宠物，会导致真菌病在宠物与家庭成员之间传染。

由于遗传因素、先前存在的皮肤病（如过敏性皮炎）或免疫功能受损状态，一些人更容易患上皮肤真菌病。

胃肠道微生物

胃肠道疾病是宠物与其主人比较常见的疾病。此外，沙门氏菌（Salmonella）和弯曲杆菌（Campylobacter）等特定细菌性肠道病原体是有充分记录的人畜共患病，对宠物与其主人都会带来健康影响。

注：感染沙门氏菌或弯曲杆菌会引起急性肠炎，主要症状有腹泻、发热、腹痛和血便，还伴有乏力、肌肉酸痛、视觉模糊、躁动不安和嗜睡。

狗还可能藏匿并脱落原生动物寄生虫蓝氏贾第虫的囊肿，或者携带有蛔虫。两者都是导致人类感染的常见潜在人畜共患疾病。

注意：感染蓝氏贾第虫会出现上腹部不适，有时伴有腹痛、腹鸣、胃肠胀气及慢性腹泻粪内带有粘液，量多并有臭味，重者可伴有脂肪。此外，尚可有厌食、低热、体重减轻、失眠、头痛及多汗等症状。但不发生贫血，亦无舌炎、口炎、手足抽搐等热带口炎。

其他微生物

巴尔通体病

巴尔通体病是一种媒介传播的人畜共患疾病，在世界范围内都有分布，可以感染人类和大量哺乳动物，包括小型伴侣动物（猫和狗）。

至少有十三种Bartonella已被确认为人类疾病的病原体。主要有B.clarridgeiae、B.elizabethae、B.henselae、B.koehlerae、B.quintana、B.rochalimae和B.vinsoniiberkhoffii。

家猫引起的巴尔通体病

猫是B.henselae的主要但不是唯一的宿主，B.henselae是人类猫抓病的病原体。

家猫也是B.clarridgeiae和B.koehlerae的主要宿主。人们认为受感染的猫很少会出现临床症状。然而，在受感染的猫中经常可以检测到慢性复发性菌血症，而复发性菌血症的潜在长期后果尚不清楚。

猫也可能感染B.bovis,但家猫在这种巴尔通体的流行病学中的作用尚未明确。

犬类引起的巴尔通体病

狗也可能是B.henselae的宿主，犬科动物被认为是B.vinsoniiberkhoffii的主要宿主，可引起狗和人类的心内膜炎。

加利福尼亚州的土狼等野生犬科动物和潜在的家犬已被描述为B.vinsoniiberkhoffii的主要储存宿主，因为这些动物也会发生长期菌血症。

注：汉氏巴尔通体属最常感染宠物狗，普通狗也会被感染。

随着年龄或药物的影响，健康宠物的肠道微生物群动态平衡可能会被破坏，从而引发各种疾病。

了解宠物的肠道健康状况，最好的方法是进行肠道微生物检测，直观了解微生物的种类及数量。将得到的检测结果与同年龄、同品种的健康犬进行比较，可以比较全面地了解宠物的肠道微生物状况，来更好地进行对应的治疗。

在谷禾肠道菌群检测报告中，就有这样的特殊案例，来自宠物的肠道菌群。

报告显示，其样本菌群构成非常单一，实际测序深度很高，达到10万，但仅检出167种菌，绝大部分是大肠杆菌。

下面的表是根据人的菌群结果评估的，可以看到构成多样性非常低。

下面是主要菌门和属还有种的构成，种部分列出了注释有菌名称的丰度大于0.1%以上的菌。

下图是菌属构成表：

报告显示，菌属构成中弯曲杆菌占比较高。

除此之外，其他的病原和机会致病菌主要检出了大肠杆菌，占比77%，属于严重超标，空肠弯曲杆菌，产气夹膜菌和痢疾志贺氏菌都有超标：

编辑

注：空肠弯曲菌（上图中红色箭头指向菌Campylobacterjejuni），有内毒素能侵袭小肠和大肠黏膜引起急性肠炎。

经过与送检者沟通后，我们了解的情况如下：

主人反映该宠物猫有腹泻，其有长期腹泻情况，因此送检了其本人和养的宠物猫的粪便样本做肠道菌群检测，了解菌群构成，找出腹泻原因，以便后续治疗。

了解猫狗的肠道微生物状况后，需要进行相应的治疗来帮它们恢复健康，谷禾在这里罗列了一些常见的治疗方式。

在疾病状态期间，所应用的疗法旨在改变微生物群落。

蛋白质、碳水化合物是大部分宠物必需的营养物质，是促进机体发生生长的重要营养素。宠物肠道中丰富的微生物菌群生长都离不开碳水化合物，前面也有提到一些饮食对疾病的影响作用。因此，合理控制宠物蛋白质、碳水化合物的摄入是维持肠道健康的关键。

需要根据不同的宠物制定相应的饮食

不同年龄段的宠物对脂肪的吸收能力不同。老年犬猫由于肠道消化能力逐渐退化，不能较好地吸收脂肪。适量的功能性脂肪酸，如Omega-3脂肪酸可以增强宠物机体免疫力，预防炎症，减轻其胃肠道疾病的发生。

存在关于无谷物狗粮的争论。有些兽医认为不应该用任何谷物喂养宠物，有些人则说它可以适量喂养。常见的谷物包括大米、燕麦、玉米和小麦。

不建议吃的原因包括体重增加、胃肠道炎症增加、过敏等。如果狗不耐受谷物，可能会出现皮肤发痒、呕吐、胃部不适、脱毛、腹泻、感染和胀气。

换句话说，如果出现上述症状，可以尝试一下无谷物食物并监测症状是否有所改善。

狗狗的肠道内部衬有一层叫肠粘膜的组织。粘膜的作用是防止食物分子和细菌等危险物质从肠道进入血液。

然而，粘膜可能会受损，导致肠道变得可渗透。换句话说，像细菌这样的物质可以通过。这就是所谓的“肠漏”。

通过给狗狗吃富含胶原蛋白的食物，比如骨头汤，可以加强粘膜中的结缔组织，从而减少肠漏程度。

宠物食品制造商在其产品中添加的一些成分会对狗的肠道菌群和整体健康产生负面影响。人工色素和抗氧化剂等食品添加剂减少肠道细菌的数量。

最好能阅读食物的配料表。

除了饮食之外，益生菌、益生元的施用也会影响和改变微生物群的组成。

益生菌和益生菌的使用在人类医学中广泛传播，以保持或恢复健康状况。

益生元治疗

根据2015年给出的第一个定义，它们是“一种不易消化的化合物，通过肠道微生物的代谢，调节肠道微生物群的组成或活性，从而赋予对宿主有益的生理影响”。

猫和狗接受益生元的治疗效果

MondoE,etal.OpenVetJ.2019

一些研究报告了在宠物饮食中添加益生元的好处。事实上，它们能调节肠道微生物群并保护动物免受肠道感染。

益生元促进炎症性肠病缓解

益生元治疗改变肠病中微生物组成

关于微生物组的组成，用益生元治疗的炎症性肠病狗的粪杆菌属和乳酸杆菌显著增加。然而，与那些接受标准治疗的人相比，这些结果在研究之间并不一致。除了对炎症性肠病的有益作用外，多项双盲、安慰剂对照研究表明，益生元给药还可以减少猫和狗的腹泻。

狗使用益生元的疗效

有一些关于益生元在国内犬类饮食中的使用研究发现，在狗中，摄入1.5%的菊粉可以降低粪便的pH值并增加双歧杆菌的数量。

使用16SrRNA测序表明，喂食相对少量膳食纤维的狗会改变肠道微生物群的结构，增加厚壁菌门的密度并减少梭杆菌的密度。另一项研究强调了低聚果糖的膳食补充剂如何诱导有益效果，例如双歧杆菌的生长，并且它提高了狗整个胃肠道中几种矿物质的消化率。

猫使用益生元的疗效

很少有关于猫科动物营养和益生元使用的研究。两项研究描述了猫饮食中典型的高蛋白饮食摄入主要诱导粪便梭状芽孢杆菌的生长。

发现在猫科动物饮食中添加低聚果糖会增加双歧杆菌浓度并减少大肠杆菌数量。同一项研究表明，在猫营养品中添加果胶提高了产气荚膜梭菌（Clostridiumperfringens）和乳酸杆菌的浓度。

益生菌治疗

数千年前，人类发现了发酵食品带来的好处。因此，益生菌的使用比益生元更古老。它们被定义为“当施用足够量时，可以为宿主带来健康益处的活微生物”。

无论是对人类还是宠物，益生菌对宿主健康都有许多有益的影响，尤其是在免疫系统的调节和压力状态下。益生菌在牲畜中的使用已广泛传播，而在宠物营养中的使用仍在发展中。

益生菌治疗效果的研究总结

益生菌促进了T细胞表达

对患有慢性肠病的狗进行了体外研究。这项研究证实了含有三种不同乳酸杆菌菌株的益生菌混合物对细胞因子表达的积极作用，主要是通过调节T细胞。

发现益生菌的施用促进了T细胞表达的增强。在这项研究中，为患有炎症性肠病的狗配制了一种类似于人类VSL#3的益生菌混合物。数据强调了T细胞靶点的增加、粪杆菌数量的减少以及生态失调的恢复。

从断奶到1岁，幼犬的饮食通常通过添加益生菌来补充。事实上，已经证明粪肠球菌在肠粘膜水平和全身水平都存在辅助作用。这些影响可能与断奶期间保护性免疫反应的改善有关。

当饮食改变不起作用时，患有慢性肠病的狗和猫会接受抗生素治疗。最常用的分子是甲硝唑和泰乐菌素。甲硝唑作用于细菌和原生动物。通常，它同时用于营养治疗和饮食改变，因此很难知道其真正的效果。

泰乐菌素用于治疗对泰乐菌素有反应的慢性腹泻，这通常会影响成年犬。许多研究强调了它的效率，但其作用机制仍然未知。

恩诺沙星是另一种用于肠病的抗生素。它是一种氟喹诺酮，可用于治疗肉芽肿性结肠炎。

●抗生素同时还会减少有益菌

需要注意的是，使用抗生素治疗某些疾病存在禁忌症。事实上，大量使用抗生素可能会减少有益菌的数量，促进潜在病原体数量的增加，并促进抗菌素耐药现象的发生。

一些研究人员表明，抗生素实际上会改变微生物组成，从而降低细菌多样性，因此它们会导致生态失调的发生。在过去的几年中，抗菌素耐药性的现象不断增加，并具有重要意义。人类与宠物的密切同居会导致抗菌素耐药性转移到对人类也有影响的细菌。

最近，已开发出一种新方法，该方法通过引入健康的细菌菌群来恢复结肠菌群。它被命名为粪便微生物群移植(FMT)。

粪菌移植是一种医学非药物实验治疗，旨在恢复微生物多样性。它包括将粪便菌群从健康供体移植到受胃肠道疾病影响的患者中。

粪菌移植后肠道生态失调得到改善

在人类医学中，该方法用于治疗艰难梭菌感染，有效率为87%–90%，并用于治疗炎症性肠病。

粪菌移植在兽医学中很有前景，但是应用的研究还很少。这种治疗方法已用于受胃肠道疾病影响的狗，如炎症性肠病和产气荚膜梭菌感染。

最近的一份病例报告描述了粪菌移植用于治疗一只患有难治性炎症性肠病的狗和一只患有无反应性慢性肠病的猫。在这两种情况下，粪菌移植后24小时内粪便稠度得到改善。

即使粪菌移植似乎是治疗生态失调的有效疗法，但仍需要进行更多的临床研究以更好地了解其机制和接受这些输注的患者的潜在风险。如今，只有有限的数据可用。

噬菌体是一种能够侵染细菌的病毒，是生物圈中最丰富的物种。

●噬菌体可以裂解消灭有害菌

噬菌体通过尾丝蛋白与宿主菌表面受体特异性结合侵染细菌使其裂解，精准消灭有害菌，不影响有益菌。30分钟内可杀灭99.9%的宿主菌，且不受细菌耐药性限制。面对细菌耐药、抗生素残留等问题，噬菌体作为天然的细菌杀手，是防治细菌性疾病的最佳选择。

调节肠道菌群

噬菌体一经发现，就被人类作为治疗细菌性疾病的利器之一。有研究表明，噬菌体可以裂解肠道中的有害菌例如沙门氏菌和大肠杆菌，降低了肠道有害菌数量，有益于肠道有益菌（如乳酸菌类）的繁殖和生长，起到了调节肠道菌群的作用。

建议

噬菌体能显著降低肠道内有害菌数量，提高肠道有益菌比例；并且有利于免疫器官的发育和体液免疫功能的提高。与抗生素相比，噬菌体在增强肠道活性，降低腹泻率方面，与抗生素差异不大，可以作为替代抗生素的候选产品之一。

研究表明，压力会对肠道微生物群的健康产生负面影响。当肠道微生物组受损时，它会导致压力增加，从而导致周期性模式。

压力会引起体内激素的变化，从而引起肠道微生物组的变化。特别是，压力会触发皮质醇激素的释放。皮质醇对身体有多种负面影响，包括血压升高和肠道健康受损。

狗的压力可以由多种因素引发，包括：

注意狗狗的压力迹象和症状。一些可能表示狗有压力的迹象包括：

可以为狗提供舒适的环境，以最大程度地减少压力。如果狗生病了，给它吃药，吃它最喜欢的食物，并给她一个舒适的地方睡觉。这会使狗平静下来，有助于减轻它的一些压力。

让狗狗进行体育锻炼

让你家狗狗参加各种体育锻炼，如散步、跑步、玩耍等。

研究表明，体育锻炼通过刺激体内内啡肽的释放来减轻压力。内啡肽是中枢神经系统释放的神经递质。它们的主要作用是减轻疼痛和增强快感。

身体也会在其他愉快的活动中释放内啡肽，体育活动对健康很重要。

定期对宠物进行身体检查

应该至少每年带狗狗去看一次兽医。兽医有专业知识来识别可能错过的狗的潜在健康问题。

让你的狗定期接受兽医检查可以降低疾病未被诊断的风险。如果不进行治疗，肠道疾病往往会加重，因为消化系统每天工作多次。

如果狗身体健康，兽医每年看一次就足够了。

如果你的狗患有髋关节发育不良或糖尿病等慢性疾病，应该多看兽医。

此外，随着肠道菌群检测技术的不断成熟，不久的将来通过宠物肠道菌群检测也能发现一些疾病风险，不用让宝贝宠物承受各类监测设备的心理困扰，简单便捷。

人体的研究表明肠道菌群影响并反映着身体的健康，同样肠道微生物群也对猫狗以及其他哺乳动物的健康至关重要。

主要参考文献:

PillaR,SuchodolskiJS.TheGutMicrobiomeofDogsandCats,andtheInfluenceofDiet.VetClinNorthAmSmallAnimPract.2021May;51(3):605-621.doi:10.1016/j.cvsm.2021.01.002.Epub2021Feb27.PMID:33653538.

WernimontSM,RadosevichJ,JacksonMI,EphraimE,BadriDV,MacLeayJM,JewellDE,SuchodolskiJS.TheEffectsofNutritionontheGastrointestinalMicrobiomeofCatsandDogs:ImpactonHealthandDisease.FrontMicrobiol.2020Jun25;11:1266.doi:10.3389/fmicb.2020.01266.PMID:32670224;PMCID:PMC7329990.

PillaR,SuchodolskiJS.TheRoleoftheCanineGutMicrobiomeandMetabolomeinHealthandGastrointestinalDisease.FrontVetSci.2020Jan14;6:498.doi:10.3389/fvets.2019.00498.PMID:31993446;PMCID:PMC6971114.

ButowskiCF,MoonCD,ThomasDG,YoungW,BerminghamEN.Theeffectsofraw-meatdietsonthegastrointestinalmicrobiotaofthecatanddog:areview.NZVetJ.2022Jan;70(1):1-9.doi:10.1080/00480169.2021.1975586.Epub2021Sep19.PMID:34463606.

肠道菌群&性激素

青春期发育可以在适当的时候，早熟或延迟。

青春期发育异常会给患者带来痛苦，也可能是潜在病理的征兆。

青春期是由激素驱动的，它会影响肠道微生物群。性别之间的肠道微生物群差异出现在青春期开始时，证实了微生物群和性激素之间的关系。在不同的研究中已经提出了肠道微生物群和性激素之间的双向相互作用。

本文介绍了性早熟发育，以及性早熟中肠道微生物群的变化，便于从儿科内分泌学的角度考虑性激素-肠道菌群轴的作用。

肠道菌群的改变可能发生在患有中枢性早熟的女孩身上的证据，为预测和预防性早熟提供了一个有趣的发现。

加深对性激素与微生物群变化作用之间联系的理解，可以通过提供儿科内分泌学的视角，在青春期疾病中实施微生物群靶向治疗。

青春期特征是：

正常的青春期是由于下丘脑-垂体-性腺轴（HPG）的长期成熟活动所致。

下丘脑以脉动的方式将促性腺激素释放激素释放到垂体门静脉系统，在那里它刺激LH和FSH分泌（也是脉动的）。

注：

LH（促黄体生成素）：主要刺激睾丸中的间质细胞和卵巢中的卵泡膜细胞分泌雄激素。

FSH（卵泡刺激素）：主要刺激卵泡或生精小管形成雌激素、抑制素、卵子或精子。

间质、管状和卵泡隔室通过旁分泌过程共同作用，产生雌激素，并调节性类固醇的产生和配子的发育。类固醇激素对促性腺激素释放激素和促性腺素分泌有内分泌负反馈作用。

FSH分泌被抑制素、孕酮和雌二醇的负反馈抑制。在成年女性受试者中，临界雌二醇浓度刺激LH激增，从而启动排卵。

HPG轴出生时短暂激活，青春期完全重新激活

出生时，由于缺乏抑制HPG轴的胎盘类固醇，这一轴会被激活，从而导致类固醇激素的产生增加，这是青春期继续进行的第一步。这种短暂的激活大约在出生后一周开始，几个月（大约6个月）后停止。

HPG轴在整个儿童期并不完全休眠，尤其是女性，其FSH浓度略高于男性。有时，也可以用超声波检查卵巢卵泡。在青春期，HPG轴经历完全重新激活。

最重要的GnRH抑制系统是γ-氨基丁酸能神经元（产生γ-氨基丁酸的神经元）和阿片受体；吻肽、神经激肽B和强啡肽A这三种存在于弓状核（ARC）中的神经肽被认为是影响GnRH释放的基本生成物，因为它们对男孩和女孩的青春期生理学有重要贡献。

厌食因子——瘦素：在青春期发挥重要作用

瘦素是一种主要由脂肪细胞产生的细胞因子，它作为一种厌食因子，通过抑制下丘脑神经肽Y（NPY），从而抑制食欲，在控制体重、食物摄入和能量平衡方面发挥重要作用。儿童时期必须达到正常的体重和组成，以避免青春期功能障碍。

除了瘦素与NPY的相互作用外，一些研究表明瘦素通过与KiSS-1基因直接相互作用而影响青春期和生殖功能。GnRH神经元缺乏瘦素受体，但KiSS-1神经元表达瘦素受体。瘦素直接刺激kisspeptin释放并介导GnRH的脉动释放。

青春期是一个复杂的过程，具有广泛的生理变化。调节青春期开始的机制涉及遗传、营养和环境相互作用。

胎儿营养异常以及内分泌系统可能导致发育改变，从而永久影响结构、生理和代谢。

生长关键时期激素和营养之间的相互作用对于代谢适应反应控制和青春期发育预期至关重要。

越来越多的证据表明，产前和产后早期是青春期开始规划的重要时期。各种研究表明，产前暴露于不利环境因素，如导致儿童出生SGA（小于胎龄）和/或IUGR（宫内生长受限）的因素，会影响青春期时机。儿童出生的SGA可能会经历几次青春期改变，如性早熟。

性早熟如何定义？

性早熟（PP）定义为女性青少年在8岁之前和男性在9岁之前出现变化：

性早熟患者表现出性和身体生长加快，同时出现生长突增。如果不治疗，骨骺生长加快可能会导致骨骺过早闭合，导致成年后身材矮小。

性早熟分类

根据潜在的生理病理过程，病理性性早熟分类如下：

中枢性性早熟

中枢性性早熟是最常见的性早熟形式，女孩多于男孩。一般异常位于大脑。

由于先天性或后天性中枢神经系统（CNS）损伤或单基因缺陷导致的HPG轴过早成熟，从而导致的中枢性性早熟（CPP）或促性腺激素依赖性性早熟（或真正的性早熟），也可能是特发性的。

外周性性早熟

一般异常不在大脑中，而是在睾丸、卵巢或肾上腺中。

中枢性性早熟病例男女有别

据评估，每5000-10000名儿童中就有1名患有中枢性性早熟，女性的发病率是男性的10倍。

大多数女性中枢性性早熟病例似乎是特发性的，而男性中枢性性早熟患病率较高似乎通常是由病理性脑损伤引起的。特别是，下丘脑错构瘤是引起中枢性性早熟的最常见的脑损伤。

注：下丘脑错构瘤，是临床极为罕见的先天性脑组织发育异常性病变。

性早熟的临床检查评估

准确的个人和熟悉的病史、完整的体检、荷尔蒙和放射检查对性早熟诊断至关重要。

——青春期体征

临床检查应侧重于发育学数据、根据Marshall和Tanner分类对青春期体征的评估、过去6-12个月的生长模式，青春期体征（女孩的乳腺芽、男孩的睾丸体积、两者的阴毛）和其他青春期体征（痤疮、油性皮肤、勃起、男孩夜间排泄物、女孩阴道分泌物和月经出血）的进展率。

——基线LH水平

基线LH水平是诊断中枢性性早熟的有希望的生物标志物；基础晨LH值超过0.2mUI/ml通常被认为是青春期的标志。在成瘾中，LH与FSH的比值高于0.6与中枢性性早熟有关。

——GnRH刺激试验

GnRH刺激试验仍然是鉴别中枢性性早熟的金标准，大于5IU/L的LH截止峰值水平被广泛用于诊断中枢性性早熟。

——其他激素评估

其他激素评估应包括甲状腺测试、睾酮、雌二醇、17-羟基孕酮（17-OHP）、癌胚抗原（CEA）、癌抗原125（CA125）、甲胎蛋白和β-hCG，具体取决于患者的病史。

——骨龄

——盆腔超声

在女孩中，盆腔超声是评估卵巢早熟发育和排除卵巢囊肿或肿瘤的有用工具。

——脑部MRI检查

建议对患有中枢性性早熟的患者进行脑部MRI检查，以排除CNS损伤，应在男孩（<6岁）中进行常规检查。

性激素和肠道菌群之间的关系在最近的研究中得到了广泛的探讨，并且是一个不断扩大的研究领域，可能会为各种与性有关的疾病带来新的治疗选择。

20世纪80年代，最早的研究之一是在细胞水平上进行的，其中发现孕酮促进了拟杆菌和中间普氏杆菌的生长。

2012年一项研究在对91名女性的粪便样本进行测序时发现，无论健康状况如何，在怀孕期间，尤其是在孕晚期，当雌激素达到峰值时，肠道微生物组明显改变。

2015年，一项欧洲研究表明，健康男性的普氏拟杆菌丰度高于生育女性，而绝经后女性的微生物群与男性没有差异。

因此，微生物群会影响雌激素水平，反过来，雌激素水平可能会受到微生物群组成和多样性的影响。

微生物群对雌激素的影响

微生物组能够通过表达B-葡萄糖醛酸酶（一种介导膳食和非膳食雌激素解偶联的酶）代谢雌激素。

未结合的雌激素可以通过作用于α和β雌激素受体而进入全身血流并具有代谢活性，这些受体在多种器官和组织中表达；雌激素活性不仅对生殖健康有影响，而且对心血管风险、代谢和骨稳态以及中枢神经系统也有影响。

微生物群多样性与绝经后妇女和男性的尿雌激素水平较高有关，而绝经前妇女的雌激素水平似乎不受微生物群组成的影响，这表明微生物群主要影响非卵巢雌激素水平。

补充植物雌激素能够促进特定细菌的肠道定植，富含植物雌激素的饮食可能与亚洲绝经后妇女代谢综合征的风险降低有关。

反过来，性激素水平也可能影响微生物组的组成

雄激素过量，如多囊卵巢综合征患者，也可能导致生物失调和细菌多样性降低。多囊卵巢综合征（PCOS）是一种内分泌疾病，其特征是雄激素水平较高，雌激素水平较低，几项研究表明，多囊卵巢综合症患者的肠道失调与细菌多样性较低有关，导致丁酸生成减少，BMI升高，睾酮血清浓度升高。

此外，肠道微生物组通过产生有助于减少炎症反应的短链脂肪酸在决定胰岛素分泌方面发挥重要作用；菌群失调可能导致胰岛素抵抗和糖代谢改变，如多囊卵巢综合征；较高的胰岛素水平刺激卵巢产生雄激素，从而使多囊卵巢综合征的发病机制永久化。

微生物群及其代谢产物也可能影响肠道菌群定植

微生物群及其代谢产物也可能通过定殖阴道，以及一些作者认为的子宫内膜和胎盘，影响女性生育、怀孕、胚胎发育和分娩的各个阶段。微生物群的改变与促炎细胞因子的分泌和早产有关。剖宫产新生儿肠道菌群多样性较低，可能是因为他们没有通过阴道被母体肠道菌群定植。

性激素信号和脑-肠轴功能中的应激反应之间存在复杂的相互作用

我们知道，肠道和中枢神经系统之间的双向沟通途径，根据肠道细菌是大脑和内分泌系统之间的重要媒介。肠道菌群是调节脑-肠轴的中枢，肠道屏障短链脂肪酸，除了是能够调节肠道运动和伤口愈合的炎症调节剂外，还代表了微生物组和肠-脑轴之间的联系。

功能性胃肠疾病的发生率，如功能性消化不良和肠易激综合征，导致运动能力受损和/或敏感性改变，在女性中明显更高，这可能是因为性激素信号和脑-肠轴功能中的应激反应之间存在复杂的相互作用。

雌激素激活脑-肠轴的受体，间接干扰胃肠动力

具体而言，已观察到雌激素通过直接激活位于脑-肠轴的受体，并通过调节其他受体系统间接干扰胃肠动力和敏感性。在卵巢周期的卵泡期，当雌激素水平较高时，女性的胃肠动力降低。

此外，支持循环雌激素在胃排空延迟中起重要作用的假设，绝经前和绝经后女性接受激素替代疗法与未接受激素治疗的绝经后妇女相比，胃排空速度较慢，而绝经后的女性与同龄男性相类似。相比之下，睾酮或雄激素似乎对胃动力或胃超敏反应没有影响。

性激素和肠道菌群之间的相互关系

CalcaterraV,etal.,FrontEndocrinol(Lausanne).2022

雌激素通过对核受体的作用，以及通过与膜G蛋白偶联的雌激素受体1(ER1)受体的激活，实现其快速、非基因组的作用机制。

雌激素干扰疼痛调节

雌激素受体在中枢神经系统和涉及内脏疼痛感知的通路中广泛表达，包括下丘脑、杏仁核和中脑，所有这些都已被证明向参与胃肠功能调节的迷走神经细胞发送广泛的投射。

具体而言，在外周内脏传入中，雌激素似乎通过改变离子通道的开放和受体表达的调节来调节伤害感受，以及激活胆酸速激肽-神经激肽1受体并诱导P物质的释放。

最后，除了干扰疼痛调节外，雌激素还参与中枢神经系统的内脏信息处理。

脑成像研究发现，与患有IBS的男性相比，患有IBS女性在对不良内脏刺激的反应中表现出更大的情绪回路激活，包括杏仁核和蓝斑。

众所周知，随着年龄的增长，微生物群的组成逐渐发生变化，需氧菌和兼性厌氧菌的数量普遍减少，专性厌氧菌种群数量增加。

传统上，普遍的观点是，在1-2岁之间，人类肠道菌群开始类似于成年人，主要由厚壁菌门、拟杆菌门、变形杆菌门和放线菌门的物种组成。然而，青少年和成人粪便微生物群在属水平上观察到许多差异。

非青春期和青春期菌群类别存在差异

一项研究评估青春期儿童的远端肠道菌群表明，双歧杆菌属和梭状芽孢杆菌属（已知定植于新生儿肠道并在2至18岁之间逐渐减少的物种）成员的丰度在青春期儿童中显著高于成年人。这些属的流行率以前在青春期前和青春期年龄组中没有被认识到。

2020年的一项横断面研究，通过16SrRNA测序分析了不同青春期阶段（5-15岁）的肠道菌群生物多样性。非青春期和青春期受试者之间的α或β多样性没有发现差异，但研究证明两组之间的细菌类群存在差异。

特别是，非青春期受试者的特征主要以下菌群：

另一方面，青春期组以β变形菌纲(Burkhollderiales)的流行率较高。

进一步分析血清性激素与菌群丰度之间的关系，结果表明：

睾酮水平与Adlercreutzia、Dorea、Clostridium和拟副杆菌属的丰度有关。作者假设这些细菌可能受到性激素的影响。

几项研究已经调查了肠道微生物与性类固醇激素之间的关系。Shin等人证明了肠道菌群特征与人类睾酮/雌激素状态之间的关系：

青春期两性之间的肠道菌群差异更加明显

最近的一项横断面调查发现，在青春期，两性之间的肠道菌群差异更加明显。

Hollister等人比较了青春期和成人的肠道菌群组成，指出在青春期发育期间，女孩的肠道菌群逐渐发生变化，越来越像成年女性的肠道菌群，与她们的青春期发育程度成正比。

在雄性和雌性中，优势类群都是梭状芽孢杆菌和拟杆菌，表明微生物群成熟的要素是：

梭状芽胞菌和拟杆菌类菌群优势的变化

事实上，在青春期，梭状芽孢杆菌的相对丰度逐渐增加，拟杆菌的相对减少，逐渐类似于成人微生物群的组成。就门而言，随着青春期的进展，厚壁菌门的数量增加，而拟杆菌门的数量减少。

然而，尽管Hollister等人观察到男孩和女孩的肠道菌群变化，但由于男性青春期发育较晚，仅在女性青少年中获得了具有统计学意义的数据。

青春期，肠道菌群组成和预测的代谢谱存在性别显著差异

Yuan等人证实了这些数据，他们确定了不同青春期状态下两种性别的肠道菌群特征。对89名5-15岁的中国参与者进行了肠道菌群分析。参与者被分为青春期前和青春期组，男性（n=49）和女性（n=40）。

这项横断面研究表明，在青春期之前，肠道菌群组成和预测的代谢谱存在性别差异，在青春期变得更为显著。

实验结果表明，Dorea、Megamonas、Bilophila、Parabacteries、Phascolactobacterium属代表青春期受试者的微生物标记。

他们认为，性别依赖的肠道菌群多样性部分是由于性激素，部分是由于其他非激素影响因素。

“

肠道菌群影响雌激素代谢

Ruminococcus和Faecalibacterium的β-葡糖醛酸酶能够裂解雌酮和雌二醇，而拟杆菌物种只能代谢雌酮。

根据这些数据，肠道菌群可能通过其雌激素代谢部分调节青春期的开始。

肠道菌群通过能够代谢雌激素的特定肠道微生物似乎能够调节青春期，但反过来也可能。性激素可以通过引导肠道菌群的成熟，直接影响特定菌群的生长。

肠道菌群代谢物影响内分泌系统

最近的研究发现，肠道菌群产生的代谢物可以影响人体内分泌系统，激活肠道神经系统。

一些关于微生物群功能的最佳研究强调了肠道微生物通过产生短链脂肪酸为宿主提供能量，包括丁酸和丙酸，这两种物质都参与胆汁盐代谢，并在脑肠轴中发挥重要作用。

肥胖&青春期&肠道菌群失调

一项研究阐明了特发性中枢性性早熟（ICPP）患者（n=25）和健康女孩（n=23）之间肠道菌群的差异。

特发性中枢性性早熟肠道菌群与肥胖菌属相似

考虑到微生物种类水平，患有特发性中枢性性早熟的女孩富含Rumicoccusbromii,Ruminococcusgnavus,Ruminococcusleptum，前两种是在肥胖人群中发现的；它们可以促进脂肪组织的能量吸收和增生，而据报道，Ruminococcusleptum会影响人体体重变化。

这些结果突出了肥胖、特发性中枢性性早熟和肠道菌群失调之间的关联。作者假设，肠道菌群失调会导致青春期前女孩发生类似于肥胖患者的过程，脂肪细胞的增殖和沉积会引发性早熟。

然而，肠道失调也可能导致下丘脑-垂体-性腺轴（HPGA）的早期激活。

不同的研究已经研究了肠道菌群在雌激素、FSH和LH分泌机制中的作用，但仍不清楚。

三种临床生物标志物（FSH、LH和胰岛素抵抗）与肠道菌群之间的关系

特发性中枢性性早熟：部分菌群高产短链脂肪酸

肠道菌群、激素分泌和肥胖之间的密切联系激发了对肠道菌群触发特发性中枢性性早熟机制的研究。

短链脂肪酸诱导瘦素基因表达，激活HPGA轴

短链脂肪酸产生与特发性中枢性性早熟之间的关系可以通过高浓度短链脂肪酸诱导瘦素基因表达的机制来解释，瘦素基因激活下丘脑-垂体-性腺轴，从而导致青春期的开始。

Li等人招募了27名中枢性性早熟女孩、24名超重女孩和22名健康对照，以探讨肥胖与中枢性性早熟之间的关系。

肠道菌群代谢物激活HPGA轴

这项研究表明，中枢性性早熟患者表现出过多的Alistipes、Klebsiella、Sutterella，这通常出现在神经系统疾病患者中。这些微生物产生具有神经递质活性的代谢物（血清素和多巴胺），这些代谢物会引发早熟，激活下丘脑-垂体-性腺轴。

肠道菌群代谢物促进胰岛素抵抗

作者在中枢性性早熟和超重组中都发现了普雷沃氏菌；支链氨基酸的产生可促进胰岛素抵抗。这一机制可以解释中枢性性早熟患者肥胖的高发生率。

此外，在两组中，均观察到一氧化氮合成升高，这是一种重要的气体神经递质，可刺激促性腺激素释放激素的分泌并促进胰岛素抵抗。

这些情况，肠道菌群表达的改变，可以解释中枢性性早熟和肥胖之间的联系，如下图所示。

高脂饮食：过早激活HPG轴，诱导性早熟

大量营养素食物含量，如高脂肪摄入，可能会调节HPG轴的过早激活，诱导青春期的性早熟。

最近，在实验模型中，研究人员表明，高脂饮食对性早熟的影响受肠道微生物群和激素的相互作用调节。

此外，作者报道，“高脂饮食微生物群”移植促进了小鼠的性早熟，支持肠道菌群调节促进性早熟的局部和全身性类固醇水平。

促性腺激素释放激素激动剂，1个月或3个月储存制剂，是中枢性性早熟的标准护理。GnRH激动剂治疗被广泛认为是安全的。

最常见的不良反应包括局部皮肤反应和绝经后症状。需要定期验证青春期进展、生长速度和骨骼成熟。

肾上腺和性腺肿瘤需要手术治疗。

其他生活中的注意事项如下，供参考。

消除外源性雌激素（塑料、食品添加剂和杀虫剂）和其他内分泌干扰物（例如美容产品中的邻苯二甲酸盐）。薰衣草油和茶树油与乳突有关，尤其是男孩的男性乳房发育症。

营养

消除添加激素的乳制品、鸡蛋和肉类。考虑消除大豆、亚麻和芝麻，因为它们是植物雌激素，年轻组可能对这些非常敏感。

缺乏维生素D的5-12岁女孩面临青春期提前的风险是维生素D水平较高的女孩的两倍。

晒太阳是增加维生素D摄入量以预防和减缓青春期提前的一种方法。

其他食物补充包括：金枪鱼和鲑鱼等多脂鱼、橙汁、豆浆等。

肝脏解毒支持减少外源性激素作用。

食物

深色绿叶蔬菜、西兰花、甜菜、朝鲜蓟、姜黄、柠檬、蒲公英根等。

减少肾上腺激素输出的植物药：

刺五加；睡茄；红景天

父母的反应会影响孩子的应对能力

当孩子的家庭氛围不好，他们的病情无法得到家人的支持，会增加孩子的负面心理情绪和父母的养育压力。加强家庭成员之间的沟通至关重要。

一些导致性早熟的风险因素（例如性别和种族）无法避免。但是，有一些措施可以降低孩子出现性早熟的风险，包括：

不同的研究都提出了肠道菌群与性激素之间的双向相互作用。青春期期间，身体发育变化主要由激素驱动；因此，这一动态和过渡期是评估潜在激素对肠道菌群影响的机会。

不同青春期阶段的肠道菌群存在多样性，并且患有中枢性性早熟的女孩肠道菌群可能改变，这是预测和预防性早熟发育的一个有趣的发现。通过提供儿科内分泌学的观点，加深对性激素和微生物群变化作用之间的联系的理解，可以在青春期疾病中实施微生物群靶向治疗。

CalcaterraV,RossiV,MassiniG,RegalbutoC,HrubyC,PanelliS,BandiC,ZuccottiG.Precociouspubertyandmicrobiota:Theroleofthesexhormone-gutmicrobiomeaxis.FrontEndocrinol(Lausanne).2022Oct21;13:1000919.doi:10.3389/fendo.2022.1000919.PMID:36339428;PMCID:PMC9634744.

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什么是天然产物？

天然产物在临床上得到了广泛的应用，其特点是多组分、多靶点、药效学物质多、作用机理复杂、生理活性多样。

本文介绍了肠道微生物群及其对天然产物各组分生物转化的影响的研究，并强调了所涉及的常见菌群，反应类型，药理作用和研究方法。为临床疾病防治中的应用提供理论支持，以及日常的选择健康的药物提供一定的参考，并为基于肠道生物转化的天然产物研究提供新思路。

基于肠道微生物的天然产物的生物转化和代谢

ZhaoY,etal.FrontMicrobiol.2022

★人体肠道中的微生物

肠道微生物群由1000-1250种细菌组成，这些细菌以各种形式与人类相互作用，例如共生和寄生，这种相互作用通过微生物代谢物作为信号分子极大地影响人类健康。

肠道微生物构成了一个动态和多样化的微生态系统，这是抵抗致病细菌的天然屏障。肠道微生物具有丰富的酶系统，包括葡萄糖苷酶，还原酶，裂解酶，转移酶等，并大大扩展了人体内的代谢反应池。

肠道菌群影响口服给药的效果

肠道具有丰富的细菌，有助于正常的消化功能，其中健康受试者中约98%的肠道微生物可分为四个门，厚壁菌门（Firmicutes），拟杆菌门（Bacteroidetes），变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）。

一些肠道微生物如大肠杆菌，双歧杆菌，真杆菌，乳酸杆菌，拟杆菌和链球菌参与天然产物的生物转化，其部分代谢物有利于肠道吸收并发挥显著的药理作用。

关键肠道微生物对天然产物的生物转化

大肠杆菌（Escherichiacoli），又叫大肠埃希氏菌，是一种革兰氏阴性，无孢子，兼性厌氧细菌，主要栖息在脊椎动物的肠道中。

水解黄芩苷而具有抗炎抗氧化作用

部分大肠杆菌可以产生糖苷酶参与外源物质的转化，从而产生其有益作用。例如，E.coliHGU-3产生β-葡萄糖醛酸酶，水解黄芩苷中的糖苷键以产生黄芩素。

在相同剂量下，黄芩素比黄芩蒿素更有效地抑制组胺诱导的抓挠行为，并通过抑制Nrf2-ARE和NF-κB信号通路而具有抗炎和抗氧化作用。

在脂肪肝变性中有治疗益处

一些大肠杆菌菌株具有较高的姜黄素转化活性。E.coliDH10B的高表达NADPH依赖性姜黄素/二氢姜黄素还原酶（CurA）将姜黄素还原为二氢姜黄素（DHC）和四氢姜黄素（THC），其全基因组序列已经确定。

NADPH是一种辅酶，叫还原型辅酶Ⅱ，学名烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，在很多生物体内的化学反应中起递氢体的作用，具有重要的意义。

二氢姜黄素和四氢姜黄素通过调节SREBP-1C和PPARα的mRNA和蛋白质表达水平来降低细胞中的甘油三酯水平，并以依赖性方式衰减肝脏脂肪生成;二氢姜黄素和四氢姜黄素在肝脂肪变性中比姜黄素具有新的治疗益处。

水解肉桂酸后有抗氧化和抗癌特性

E.coliNu,E.coliMC和E.coliWC-1具有肉桂酰酯酶活性，可通过水解共轭羟基肉桂酸和游离羟基肉桂酸酯释放羟肉桂酸，在体外和体内均显示出抗氧化和抗癌特性。

目前，对大肠杆菌的遗传和生化特征的良好理解可能有助于在体外合成具有各种健康活性的天然产物衍生物。

双歧杆菌（Bifidobacterium）是属于放线菌门的广泛而丰富的属，是人类肠道微生物群的首批定植者之一。人类肠道中最常见的双歧杆菌包括青春期双歧杆菌，B.angulatum,B.bifidum,B.breve,B.catenulatum,B.dentium,B.longum,B.pseudocatenulatum和B.pseudolongum，占成人微生物组的10%，它们与宿主健康有关。

预防急性肝损伤

某些种类的双歧杆菌可以通过表达阿魏酰酯酶产生酚酸。例如，动物双歧杆菌的阿魏酰酯酶可以将绿原酸（CHA）水解成咖啡酸（CAA）。咖啡酸可以通过增加Nrf2转录来预防对乙酰氨基酚诱导的小鼠急性肝损伤。

调节胆汁酸和降低胆固醇

部分双歧杆菌的参与促进了黄烷酮，糖苷和皂苷在肠道中的代谢。B.longumR0175中的β-葡萄糖苷酶和去甲基化酶通过环裂解和脱甲基作用促进3-（3′-羟基苯基）丙酸和3-苯丙酸的产生。

B.longumSBT2928水解六种主要的人类和两种动物胆汁盐。因此，双歧杆菌可以调节胆汁酸代谢并降低体内胆固醇水平。

抗肿瘤和提高免疫

此外，B.breveATCC15700产生β-葡萄糖苷酶，在人参皂苷Rd的C-3和C-20位置裂解糖苷，生成脱糖基化的人参皂苷。

人参皂苷主要存在于人参和马铃薯药材中

人参皂甙的作用和功能是抑制肿瘤细胞的生长，诱导肿瘤细胞死亡，研究肿瘤的活性功能，肿瘤的异常逆行分化，提高人体免疫功能。

这些天然产物具有潜在的益处，代谢特征使双歧杆菌成为共生发展的主要候选者。

真杆菌（Eubacterium）菌株的属是革兰氏阳性菌，它是人类肠道微生物群的核心属之一，并显示出在人类肠道的广泛定植。

一些真杆菌产生糖苷酶，还原酶等，并参与外源性物质的代谢。

抗炎抗氧化

E.ramulus是研究最广泛的类黄酮降解肠道细菌之一，它在人体肠道中很普遍。广泛存在于人体肠道中。来自E.ramulus的查尔酮异构酶和黄烷酮/黄烷醇裂解还原酶降解某些类黄酮产生查尔酮和二氢查尔酮。

二氢查尔酮及其代谢物具有抗炎和抗氧化作用，可以下调促炎细胞因子的分泌，并挽救脂多糖诱导的氧化磷酸化。

降解黄酮类化合物

研究了E.ramulusstrainwK1对槲皮素和木犀草素的降解，发现静止细胞和酶制剂通过2，3位双键的还原和随后的环分裂将这些黄酮转化为3，4-二羟基苯基乙酸和3-（3，4-二羟基苯基）丙酸。

来自E.ramulusstrainwK1的根皮素水解酶将邻近根皮素芳香A环的C-C键水解为3-（4-羟基苯基）丙酸和间苯三酚。

E.cellulosolvensATCC43171T可通过释放的葡萄糖部分的发酵促进类黄酮和葡萄糖苷的去糖基化。

注意：葡萄糖苷的去糖化仅由细菌酶催化。

预防气道过敏性炎症

EubacteriumL-8将甘草酸（GL）水解为18β-甘草次酸（18β-GA）。18β-甘草次酸通过抑制NF-κB磷酸化和增强Nrf2/HO-1通路来预防气道过敏性炎症。

NF-kB——核因子κB，参与细胞对外界刺激的响应，在细胞的炎症反应、免疫应答等过程中起到关键性作用

Nrf2/HO-1信号通路已成为细胞抗氧化应激的主要防御机制之一

这些代谢转化体现从真杆菌中获得的各种益处。然而，还需要进一步的体内研究，以最大限度地发挥真杆菌属的潜在益处。

乳酸菌属（Lactobacillus）属于厚壁菌门，可以平衡微生物群落并保护胃肠粘膜。一些乳杆菌属富含代谢酶，如α-鼠李糖酶，单宁酶，没食子酸酯脱羧酶等，它们转化外源性物质。

抗炎、抗氧化作用

L.rhamnosusNCTC10302具有β-葡糖苷酶和α-鼠李糖苷酶活性，通过水解，环裂变和脱氢将橙皮素7-O-葡萄糖苷和柚皮素-7-O-芸香糖苷转化为各自的糖苷元和3-（苯基）丙酸。

L.plantarum表达单宁酶水解没食子酸酯，具有短脂肪醇取代基的原儿茶酸酯和复杂的没食子单宁以产生没食子酸。没食子酸通过抑制MAPK/NF-κB途径并激活Akt/AMPK/Nrf2途径，在脂多糖诱导的炎症和氧化应激中起保护作用。

MAPK是信号从细胞表面传导到细胞核内部的重要传递者。

Akt，蛋白激酶B，又称PKB或Rac，在细胞存活和凋亡中起重要作用。

预防代谢紊乱

观察到，没食子酸和邻苯三酚是由L.plantarumWCFS1中没食子甘氨酸代谢酶降解没食子甘肽而产生的。这项研究意味着益生元-益生菌相互作用在预防饮食诱导的代谢紊乱方面的潜在作用。

改善骨质疏松

具有大豆苷元还原酶活性的Lactobacillussp.Niu-O16。二氢大豆苷元抑制NF-κB活化和MAPK磷酸化，从而改善骨质疏松症。

L.casei,L.plantarum和L.acidophilus影响白藜芦醇苷到白藜芦醇的去糖基化。这种转化对于提高白藜芦醇苷的生物利用度和生物活性非常重要。来自L.reuteri,L.helveticus和L.fermentum的阿魏酰酯酶水解绿原酸以释放咖啡酸。

这些发现为乳杆菌在促进健康的制药和食品应用中的作用开辟了新的视角。然而，潜在的转化机制值得进一步研究。

拟杆菌属（Bacteroides）的成员是革兰氏阴性专性厌氧菌，占结肠中细菌总数的25%，在人类肠道细菌组中起着多种作用。在临床中经常检测到拟杆菌物种，例如脆弱拟杆菌，B.distasonis,B.ovatus和B.thetaiotaomicron。

抑制炎症反应

拟杆菌属拥有一系列水解酶，并通过转化外来物质参与与其微生物邻居的物种间关联。体外共孵育实验表明，某些拟杆菌物种参与类黄酮的生物转化。

Bacteroidessp.45表达α-L-鼠李糖苷酶和β-芦丁糖苷酶，用于将芦丁水解成槲皮素3-O-葡萄糖苷，槲皮素和白花青素。

槲皮素3-O-葡萄糖苷比其他形式的槲皮素吸收得更好，并且可以通过抑制NF-κB和MAPK信号通路来抑制结肠炎小鼠的炎症反应。

Bacteroidessp.54将槲皮苷代谢为羟基槲皮素和去甲基槲皮素。槲皮苷也被α-L-鼠李糖苷酶降解为槲皮素，并通过Bacteroidessp.45进行进一步的环裂解以产生3,4-二羟基苯甲酸。

β-葡萄糖醛酸酶由拟杆菌J-37表达，将甘草酸代谢为18β-甘草次酸。

天然产物在拟杆菌作用下进行生物转化，产生具有不同功能活性的代谢物。了解人体内天然产物的整个过程以评估其对人体健康的影响是很重要的。

链球菌属（Streptococcus）是革兰氏阳性菌，呈球形或卵形，通常成链排列或成对排列，广泛存在于人类粪便和鼻咽中。

宏转录组学分析表明，磷酸转移酶系统主要由链球菌表达，这表明这些细菌是小肠中可用碳水化合物的主要利用者。

抗癌、抗过敏作用

StreptococcusLJ-22表达β-葡萄糖醛酸酶将甘草酸代谢为18β-甘草次酸-3-O-β-D-葡萄糖醛酸（GAMG）。GAMG对脂多糖诱导的RAW264.7细胞具有抗过敏活性。

甘草酸和甘草次酸均有一定的防癌和抗癌作用。甘草次酸可抑制原癌细胞的信息传递和基因表达.甘草酸对多种恶性肿瘤均有抑制作用。甘草次酸还具有抗病毒感染的作用，对致癌性的病毒如肝炎病毒，EB病毒及艾滋病毒的感染均有抑制作用。

此外，单宁酸被Streptococcusgallolyticussubsp.Gallolyticus（SGG）的单宁酶降解以产生邻苯三酚。SGG可能通过消除单宁酸对肿瘤细胞的毒性来促进结直肠癌的发展。因此，有必要进行进一步的体内研究，以确定消除这些单宁酸降解微生物是否可以支持结直肠癌的有效治疗。

降低血压，抗氧化

S.thermophilusGIM1.321很高的β-葡萄糖苷酶生产能力，用于将果实花青素降解为绿原酸，咖啡酸和阿魏酸。

CAA和CHA（10/15毫克/千克/天）的施用可以降低血压并发挥抗氧化作用。

链球菌菌株可能是肠道中的共生、致病和机会性病原体，需要更多关于其对人类健康影响的信息。更好地了解链球菌如何代谢天然产物，可以调节肠道微生物组以提高治疗效果。

经黏液真杆菌（Blautia）属物种严格无氧，不可移动，通常为球形或椭圆形，广泛存在于哺乳动物的肠道和粪便中。越来越多的证据表明，经黏液真杆菌的益生菌特性对天然产物的生物转化有影响。

影响生物转化

在类黄酮生物转化过程中，Blautia催化的反应包括去甲基化，去糖基化以及环裂解，其可能被相应的酶催化，例如O-糖苷酶和β-葡萄糖苷酶。

研究表明，Blautiasp.MRG-PMF1菌株分别将5，7-二甲氧基黄酮和5，7，4-三甲氧基黄酮转化为生物活性白杨素和芹菜素，对芳基甲基醚官能团具有水解能力。Blautiasp.MRG-PMF1还具有去糖基化活性，并且发现各种异黄酮，黄酮和黄酮被代谢成相应的糖苷元。

去甲基产物具有抗炎、抗癌、抗氧化能力

Blautiasp.MRG-PMF1在菌株进一步代谢具有雌激素作用的去甲基香菜素。该菌株还可以催化姜黄素以产生具有抗炎和抗癌特性的去甲氧基姜黄素。

此外，Blautiasp.AUH-JLD56能够单独生物转化牛蒡子苷或牛蒡子苷元，制成具有更好抗氧化能力的去甲基化产物。

最近，关于Blautia对草本植物和功能性食品的生物转化和代谢研究越来越多。探索Blautia的生物转化对于开发新的酶和生物活性代谢物具有重要意义。

复杂的微生物酶催化肠道中天然产物的代谢，产生有利于宿主利用/排泄的亲脂性和低分子量代谢物。与人类遗传学不同，肠道微生物组的特征是可改变的，使其成为优化治疗的潜在治疗靶点。

口服天然产品进入消化道后，首先会接触大量肠道微生物及其产生的活性酶。因此，天然产物的肠道生物转化可能发生在通过肝脏的第一次传递效应之前，也可以被运输到肝脏进行修饰/结合，然后排泄到肠道，与肠道微生物反应形成一系列代谢产物。

水解提高生物活性和生物利用度

某些天然产物具有高分子量和低脂溶性，并且它们难以在肠道中被人体吸收并且具有低生物利用度。通过肠道微生物介导的水解，它们的物理性质发生了变化，它们的生物活性和生物利用度大大提高。

大多数糖苷具有低活性，被认为是“天然前体药物”。在与肠道微生物相互作用后，糖苷的糖基被去除，然后，糖苷部分被肠细胞吸收以发挥生理作用。水解反应是进一步转化所必需的，产物（例如糖）参与促进肠道微生物的生长和存活。

肠道微生物对天然产物的水解反应

类黄酮

类黄酮是天然酚类化合物，大量存在于水果和蔬菜中。肠道微生物可能是黄酮类化合物（糖苷形式）功效的部分原因，由于存在水溶性糖成分，其生物利用度较低。

肠道酶代谢比肠道微生物更快

肠道微生物和衍生酶共同控制通过体外测定确定的淫羊藿类黄酮的代谢。在目前的研究中，肠道酶代谢类黄酮的速度比肠道微生物更快。

来自BacteroidesthetaiotaomicronVPI-5482的α-L-鼠李糖苷酶可以水解淫羊藿定C的α-1，2糖苷键以产生芸香苷。

芸香苷，又叫芦丁。具有抗炎、抗氧化、抗过敏、抗病毒等功效。

肠道酶在水解中起着重要作用

E.ramulus和Clostridiumsaccharogumia将花青素-氰苷3-葡萄糖苷转化为氰苷。人类肠道酶如β-葡糖苷酶在汉黄芩苷水解成汉黄苷素中起着关键作用。

茶氨酸菌素A是红茶中发现的一种生物活性儿茶素二聚体，通过人类粪便微生物群脱乙酰产生茶氨酸霉素C。

空间位阻会限制酶降解

观察了黄烷醇的代谢差异，结果表明，在肠道微生物发酵过程中，空间位阻可能限制细菌酶降解部分黄烷醇环。

在肠道微生物的作用下，许多其他类黄酮也会发生水解反应。值得注意的是，考虑到类黄酮的结构差异，肠道微生物对类黄酮的降解程度差异很大，从而影响其生物可利用性。需要进一步研究肠道代谢在类黄酮生物利用度和吸收中的作用，以及可能的细菌类黄酮相互作用活性。

萜类化合物

萜类化合物是具有抗癌，抗炎和神经保护作用的最大一类天然产物。部分萜类化合物也可被肠道微生物水解。

萜类化合物广泛存在于自然界，是构成某些植物的香精、树脂、色素等的主要成分。如玫瑰油、桉叶油、松脂等都含有多种萜类化合物。另外，某些动物的激素、维生素等也属于萜类化合物。

肠道微生物也可以水解部分萜类化合物。京尼平苷在Eubacteriumsp.A-44表达的β-葡萄糖苷酶的作用下产生京尼平。芍药苷在β-葡萄糖苷酶的作用下转化为PM-I，该酶由L.brevis和脆弱拟杆菌（B.fragilis）表达。通过与大鼠厌氧肠道微生物群孵育，芍药苷也被脱糖并脱苯基为小分子量的白花苷和酰基白花苷。

肠道微生物中的酶促进水解作用

研究证明，几种具有酯酶的双歧杆菌物种可以在体外将白芍苷水解为苯甲酸。体外研究表明积雪草苷被糖苷键水解酶逐渐去糖基化，并产生相应的苷元。柴胡皂苷B1在β-葡萄糖苷酶和β-D-聚焦酶的作用下逐渐水解为原柴胡皂素和柴胡皂甙A，由Eubacteriumsp.A-44表达。

除上述化合物外，萜类人参皂苷Rh2、阿迪普西洛苷I、罗汉果苷III和具栖冬青苷也可在肠道微生物的作用下发生水解反应。

肠道微生物在萜类化合物代谢中起着重要作用，其代谢产物对肠道微生物组和人体健康的影响有待进一步研究。

其他化合物

具有极低生物利用度的尿石素只有在来自Gordonibacterurolithinfaciens,Gordonibacterpamelaeae和Ellagibacterisourolithinifaciens的鞣酸酶作用下水解成鞣花酸和尿石等衍生物时才能发挥药理作用。

尿石素——存在于水果和坚果中的一类化合物鞣花单宁的天然代谢产物

从大黄中提取的蒽醌糖苷被肠道微生物水解为蒽醌苷元。SennosideA是大黄提取物的主要成分，通过Bifidobacteriumsp.strainSEN的β-葡萄糖苷酶代谢为大黄蒽酮。

大黄蒽酮具有泻下攻积、清热泻火、解毒、活血祛瘀、利胆退黄等功效。

在肠道微生物表达的羧酸酯酶（CE）的作用下，二酯二萜生物碱（DDAs，如乌头碱）水解C-8和C-14的酯键，产生毒性较小的单酯二萜生物碱。生物碱东莨菪碱、类固醇化合物白头翁皂苷D和半胱氨酸在肠道微生物的作用下也会发生水解反应。

水解反应是肠道微生物代谢天然产物的重要步骤，是生物活性表达和进一步生物转化所必需的。

肠道微生物可以通过亲核取代反应表达转移酶并在两种底物之间移动官能团。

肠道微生物将甲基添加到外源物质中需要化学活化的辅底物，如乙酰辅酶A、三磷酸腺苷或腺苷甲硫氨酸，而去甲基化需要可以进行亲核催化的辅因子。

甲基化修饰可以优化天然产物的生理活性，去甲基化可以释放极性基团以进一步结合和排出体外，并为肠道微生物的生长提供碳源。

下图显示了肠道微生物作用下天然产物的甲基化和去甲基化以及带来的影响。

肠道微生物对天然产物的甲基化和去甲基化

类黄酮甲基化后具有抗癌活性

类黄酮甲基化修饰可以在类黄酮结构中的C-2，C-3，C-4，C-5，C-6，C-7和C-8位置进行，甲基化类黄酮的生物利用度大大提高。

甲基化类黄酮具有显著的抗癌活性和对肝脏代谢的抵抗力。在大鼠口服芦丁后，在粪便样品中检测到许多甲基化代谢物，如甲基芦丁，甲基异槲皮素和甲基槲皮素硫酸盐。

作用过程

甲基化的异黄酮类化合物在E.limosumATCC8486的作用下进行去甲基化以产生大豆苷元和染料木黄酮。异氧杂环丁酚通过苌香产生去甲基化产物8-异辛基柚皮素。橙皮苷，5，7-二甲氧基黄酮，黄腐酚和5，7，4′-三甲氧基黄酮也可以在肠道微生物的作用下进行去甲基化反应。

生物碱具有抗癌性和抗病毒活性

生物碱是含氮化合物，由海洋和陆地生物生物合成，它们具有抗癌性和抗病毒活性。

绝大多数生物碱分布在高等植物，尤其是双子叶植物中，如毛茛科、罂粟科、防己科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。

在肠道微生物表达的酶的作用下，苦木中的主要生物碱成分准碳质酮被甲基化为准碳质碱丁基。异喹啉生物碱巴马汀通过体外厌氧培养产生去甲基产物，如哥伦比亚胺、药根碱、去甲基小檗碱和去甲基小蘖碱。通过离子阱电喷雾电离串联质谱法证明了肠道微生物对乌头碱的去甲基作用，并产生了去甲基乌头碱。

木酚素可以抗炎防心血管疾病

膳食木酚素是植物雌激素，主要存在于种子，坚果，豆类和蔬菜中。

木酚素在微生物作用下的一些转化

Secoisoolaricinol是亚麻籽中最常见的木脂素之一，可在Blautiaproducta、Gordonibacter和Lactonifactorlongoviformis的存在下去甲基，形成肠内酯和肠二醇。

芝麻素通过甲基化、去甲基化和肠道微生物的其他反应代谢为哺乳动物木脂素内酯和肠二醇。罗汉松树脂酚和连翘脂素也可以去甲基化以产生内酯。水飞蓟宾A和B被人类粪便微生物群去甲基为去甲基水飞蓟宾A和脱甲基水飞蓟宾B。

多酚化合物姜黄素被Lautiasp.MRG-PMF1去甲基化，以产生代谢物去甲基姜黄素（DMC）和双去甲基姜黄素（bDMC）。二氢异铁酸的去甲基化产物，如二氢咖啡酸，也在粪便代谢物中获得。

研究发现，甲基化反应发生在甘草皂苷22β-乙酰氧基甘草酸糖链的内部和外部葡萄糖醛酸残基处，产生22β-乙氧基甘草酸甲酯。

丹参素，萜类化合物，二苯乙烯类化合物和类固醇化合物在肠道微生物的作用下经历甲基化和去甲基化。

甲基化和去甲基化反应是肠道微生物代谢的重要途径。甲基化能引起染色质结构、稳定性及蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。

然而，介导这种反应的基因/酶尚未完全确定，还需要进一步的实验研究。

肠道微生物可以表达许多氧化还原酶并通过调节各种官能团转化天然化合物，如烯烃、羧酸衍生物、硝基、氧化物和a，b不饱和羧酸衍生物，这些官能团影响体内天然产物的活性。

下图显示了肠道微生物作用下天然产物的氧化和还原反应。

肠道微生物对天然产物的还原和氧化反应

黄酮类化合物大豆苷元在Clostridiumsp.strainHGH6和Lactobacillus.sp.Niu-O16的作用下还原为二氢大豆苷元和进一步的四氢大豆苷元。还原产物二氢染料木黄酮是由染料木黄酮在人类粪便细菌的作用下产生的。

通过分析，在厌氧条件下与槲皮素一起孵育，在大鼠肠液培养液中鉴定出脱氧代谢物山奈酚和双键氢化还原产物西叶素等化合物。

从FlavonifractorplautiiATCC49531中发现了黄酮还原酶，该酶特异性催化黄酮/黄烷醇C环的C2-C3双结合的氢化作用，并在黄酮类化合物整个生物降解途径的初始步骤中起作用。

去甲黄腐酚，一种查尔酮化合物，被分枝杆菌还原为去甲-α，β-二氢黄腐酚

药理作用

黄酮类化合物分布广泛，具有多种生物活性。

1.黄酮类化合物具有抗自由基和抗氧化作用；2.防治心血管疾病方面均具有良好的效果；3.抑菌抗免疫作用；4.对动物激素的调节作用。

生物碱

小檗碱具有杀菌消炎的功效

由肠道微生物产生的硝酸还原酶催化生物碱中的醚和配位键反应。小檗碱（BBR）作为黄连的主要成分，可以通过肠道微生物表达的硝基还原酶还原为二氢小檗碱，这种还原产物具有很高的极性。

二氢小檗碱可以在肠道中被吸收，然后被氧化成原型小檗碱进入血液。二氢小檗碱在肠道中的吸收率是小檗碱的五倍。同时还发现，肠道微生物可以通过氧化将小檗碱转化为氧小檗碱。

小檗碱的功效和作用主要就是起到杀菌消炎的作用,抗菌谱比较广，主要用于治疗各种肠道感染和菌痢等。

其他生物碱产物

血红素是小檗碱的一种新代谢产物，可能是一种值得探索的生物活性剂。黄连碱是一种天然的原小檗碱生物碱，具有与小檗碱相同的母体结构。口服黄连后，C-O键打开并断裂，随后发生还原反应，生成氢化小檗碱。阿南酰胺被小鼠和人类肠道微生物群还原为二氢阿南酰胺，生物利用度更高。

苯丙酸

咖啡酸具有抑菌、抗病毒作用

咖啡酸（CAA）作为食品和饮料中的主要膳食多酚，在酯化后很容易进入结肠并与肠道微生物群发生反应。

苯丙酸通过C4双键还原和脱氢作用转化为3-羟基苯基丙酸，然后通过体外肠道微生物的β氧化迅速转化为3-苯基丙酸。苯丙酸也可以脱羟基化为间香豆酸或氢化为二氢咖啡酸。

咖啡酸片具有较普遍的抑菌效果，可用于抑菌、抗病毒。除此之外，还具有中枢兴奋、解毒凝血等作用。

丹参素是丹参的主要单体酚酸，通过肠道微生物群进行脱氢和脱氧，生成3-苯基-2-羟基丙酸、3-（3,4-二羟基苯基）-2-丙烯酸（咖啡酸）和3-（3，4-二羟基苯）丙酸。

甘草次酸通过盲肠中的Ruminococcussp.po1-3的3β-羟基类固醇脱氢酶生成3-氧代甘草次甲酸。

通便作用

番泻甙是一类天然蒽醌衍生物和二聚糖苷，首先被β-葡萄糖苷酶水解生成番泻甙-8-O-单糖苷，然后在体内被链球菌还原为具有通便作用的大黄蒽醌。

二萜类白藜芦醇被Slackiaequolifaciens和EggerthellalentaATCC4305还原为二氢白藜芦醇。

此外，二酮姜黄，类固醇化合物地高辛和其他化合物马兜铃酸也可以在肠道微生物的存在下减少。肠道微生物黄酮还原酶和硝基还原酶具有特殊的催化选择性，填补了肠道微生物转化途径的关键空白。

然而，介导肠道微生物减少的特定基因和酶尚未完全确定。

肠道微生物对天然产物的其他反应

如图中所示，肠道微生物也通过环分裂、硫化、芳构化和其他反应转化天然产物。

龙胆苦苷是一种天然的环烯醚萜苷，可通过肠道微生物β-葡萄糖苷酶水解为龙胆醛，然后通过N-杂环反应水解为含氮化合物。

京尼平丙酮醇的部分开环导致肠道微生物形成二醛。奎宁酸可以在肠道微生物存在下芳香化为马尿酸。

原花青素B2和A2与人类肠道微生物体外发酵，获得了主要的水解和环裂解代谢物，即苯甲酸、2-（3,4-二羟基苯基）乙酸和5-（3,4-二羟基苯）-γ-戊内酯。

口服木犀草素后，在大鼠粪便样品中检测到硫酸盐和氢还原代谢物。由肠道微生物促进的大豆苷元转化为雌马酚是另一个有趣的例子。

木犀草素，多以糖苷的形式存在于多种植物中，具有镇咳和祛痰作用。

雌马酚的作用：1.抗氧化，雌马酚属于多酚类物质，可作为氢/电子受体，清除自由基；2.免疫调控，雌马酚的免疫保护作用可能是有其抗氧化作用所介导的，涂抹雌马酚对皮肤有免疫保护作用。

SesA是一种来自Sinomonassp.no.22的芝麻素代谢酶，通过环裂解催化亚甲基从芝麻素或芝麻素单儿茶酚转移到四氢叶酸，产生芝麻素一儿茶酚或二儿茶酚和5，10-亚甲基四氢叶酸酯。

萜类化合物，类黄酮，苯酚，生物碱和脂肪酸都可以在肠道微生物的作用下进行生物转化反应，产生活性代谢物。

这些研究证明了各种肠道微生物组的巨大代谢潜力。天然产物的肠道微生物代谢及其在宿主健康中的作用应该是未来研究的重点。

本节总结了来自单个反应的肠道微生物群介导的天然产物的生物转化。

但是，观察到一些限制。首先，考虑到肠道微生物的复杂性和肠道微生物酶的多样性，天然产物在肠道中经历复杂的转变。单个反应只能描述一定的新陈代谢过程。可以通过激活/抑制这一过程来优化治疗。

此外，考虑到肠道微生物含有各种潜在的多功能酶，可以预期肠道微生物会有更多的生物转化反应被天然产物所低估。

为了阐明肠道微生物代谢如何影响人类健康，研究人员应该将功能与基因和酶联系起来。

除了调节肠道微生物对天然产物的处置外，天然产物对肠道微生态学的调节作为潜在的功效机制也很重要。

越来越多的肠道微生物群研究逐渐揭示了大多数天然产品的高药理作用与低口服利用率之间的关系。大多数糖苷具有复杂的母体结构，很难被肠细胞吸收，从而限制了它们的组织特异性生物可及性。

这些化合物通过依赖于微生物/肠道微生物酶的降解反应转化为小分子代谢物/独特代谢物，从而对宿主产生广泛影响。肠道微生物还作用于膳食酚类物质，产生有助于宿主健康的功能代谢物。

增强抗肿瘤、抗炎、降脂作用

肠道微生物的生物转化促进了天然产物的治疗效果。人参皂苷对化合物K（CK）的典型代谢模型已被广泛报道，具有增强的抗肿瘤，抗炎和降脂作用。

人参皂苷的生物转化和代谢物化合物k的功效

在20μM时，化合物K通过激活AMPK减少人肝细胞癌细胞中的肝脂堆积

在50μM时，化合物K通过上调半胱天冬酶-3，半胱天冬酶-8，半胱天冬酶-9和环磷酸腺苷依赖性蛋白激酶来抑制胶质母细胞瘤细胞的生长。

化合物K通过自噬诱导和调节NF-κB、p38蛋白和JNK/MAPK信号来减轻巨噬细胞炎症和泡沫细胞形成。

姜黄素可以抑制炎症

姜黄素代谢物的生物利用度取决于微生物群依赖性。例如，去甲基姜黄素增加PPARγ表达，导致自噬和核转录因子κB抑制，随后抑制脂多糖诱导的炎症。

PPARγ——是一种过氧化物酶体增殖物激活受体

MAPK——即AMP依赖的蛋白激酶，是生物能量代谢调节的关键分子

去甲基姜黄素通过抑制炎症因子的分泌和MAPK和NF-κB途径的激活来减轻体内和体外的炎症反应。由于在其原型苯环结构中不存在甲基，去甲基姜黄素的化学稳定性增加，从而解释了姜黄素的强大有益作用。

尿石素具有抗炎和神经保护等作用

值得注意的是，尿石素A（UA）是一种天然化合物，由肠道微生物从摄入的鞣花单宁和鞣花酸中产生，具有显著的抗炎和神经保护作用。

在1μM时，尿石素A足以降低聚（I:C）诱导的RAW264.7细胞中肿瘤坏死因子和MCP-1的产生，并使TLR3/TRIF信号失活。尿石素A提高高脂饮食小鼠的全身胰岛素敏感性并降低肝脏白细胞介素1β水平。

MCP-1，是一种由星形胶质细胞分泌的促进炎症的蛋白质。

Toll样受体3(TLR3)是TLR家族的成员,介导I型干扰素、促炎细胞因子和趋化因子的转录诱导

尿石素A通过降低皮层和海马体中白细胞介素6、白细胞介素1β和肿瘤坏死因子的水平来改善小鼠的认知障碍，并抑制神经炎症。

这些研究强调了鉴定天然产物微生物代谢的重要性。此外，许多体外药理活性测量应与微生物代谢产物一起进行，微生物代谢产物实际上与体内的生化受体相互作用。

肠道微生物的组成，结构，功能和代谢物已成为天然产物发挥有益作用和降低毒性的潜在目标。

例如，肠道微生物可以通过羧基酯酶催化双酯型二萜生物碱的C-8和C-14的酯键水解，或催化C-8的酯交换以产生毒性较小的单酯二萜烯生物碱。

大肠杆菌的地高辛还原型菌株含有强心苷还原酶，它可以还原地高辛环上的α和β-不饱和内酯，并将其代谢为活性较低的二氢地高辛，从而抑制其可能的心脏毒性。

地高辛，主要用于心脏类疾病的治疗，对心脏的作用表现为正性肌力作用，减慢心率，抑制心脏传导。

然而，这种能力是有限的，并且50%的地高辛可以通过肠道微生物转化而失活。强心苷还原酶可能是地高辛失活的有效生物标志物，其表达可以被精氨酸抑制。

饮食可能调节微生物代谢活动

饮食可以解释地高辛还原的个体间差异，并可能调节体内微生物代谢活动。相比之下，有毒化合物可以由肠道微生物产生。桦木素在来自肠道微生物的β-葡萄糖苷酶的作用下水解成致癌性重氮甲烷。

应开发微生物肠道酶的小分子抑制剂，以在这个复杂的栖息地的特定转化中发挥调节作用。肠道微生物群转化的代谢物与前体物质之间的毒性差异值得进一步研究。

此外，过量的药物可能导致肠道微生物失衡和不良反应，不同剂量的天然产物对肠道微生物和新陈代谢的影响也需进一步研究。

考虑到肠道微生物可以增加宿主对药物或天然产物的复杂和可变反应，这一过程值得研究。

生物转化的方法

（1）肠液转化。转化产物的大规模制备可以通过肠液生物转化来实现；

（2）与宿主微生物群的样品一起孵育。原型药物和代谢物的类型和数量可以使用该方法检测。它具有准确表示个体的整个肠道微生物组的优点；

（3）代表性菌株的孵育。该方法具有高通量潜力，这对于大规模药物研究很有价值，并有助于有益代谢物的工业生产。

模型分析有利于认识微生物代谢

器官微生理系统，胃肠道类器官的各种预测/计算工具可能有助于提高我们对未来微生物代谢的理解。

此外，在动物模型中已经研究了天然产物代谢与肠道微生物之间的关系，其结果可用于研究代谢物的分布和形式。无菌/抗生素处理的动物与传统动物进行了比较，以证明肠道微生物在天然产物代谢中的关键作用。

这种方法的局限性在于人类和啮齿动物之间存在固有的胃肠道和微生物差异。在临床试验中从受试者收集的粪便进行详细微生物群和代谢物分析可以全面反映天然产物在体内的代谢过程，并用于解释个体差异。

增加测序技术的应用

增加测序技术的应用，以研究微生物的转录活性和代谢谱。通过使用单细胞法，可以表征肠道微生物的生理结构，以确定其代谢活性。

转录组测序技术（RNA-Seq）可以直接分析人体肠道中具有强代谢活性的微生物的基因表达谱。

单细胞方法，宏转录组学和宏基因组学的组合已被用于鉴定和表征肠道微生物群的活性亚群，并确定它们对天然产物的代谢反应。

肠道微生物群是编码各种代谢酶的基因库。大多数天然产物的生物活性和潜在健康益处的激活极度依赖肠道微生物作为底物加工工厂。

了解微生物如何独特地调整天然产物以及这些代谢物对宿主健康的影响。已经得出以下结论：

（1）肠道微生物可以改变天然产物;

（2）天然产物可以调节肠道微生物的组成和丰度;

（3）肠道微生物可以介导天然产物的多组分协同作用。

此外，肠道微生物的巨大可塑性和个体间差异是值得注意的。因此，需要提高对肠道微生物对天然产物代谢的生理，化学和微生物贡献的理解，以帮助解释天然产物反应的个体差异，并为个性化治疗提供支持。

确认生物转化中极其参与的象征性功能及其物质基础将有助于探索天然产物与肠道微生物群之间相互作用的治疗模式。

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健康是人生命活动的根本，而肠道健康更是其中的重要部分。随着现代生活方式改变，炎症性肠病发病率增加。

炎症性肠病是一种严重影响患者生活质量的疾病。在全球范围内影响数百万人，发病率高，给卫生保健系统带来了沉重负担。

●炎症性肠病的病因

炎症性肠病的病因尚不明确，可能与肠道免疫反应异常有关。但与其他炎症性疾病一样，炎症性肠病的病因是多因素的，涉及遗传和环境因素的参与。这些病因大多影响肠道菌群组成，说明微生物群在炎症性肠病发展中发挥重要作用。

肠道微生物群在维持宿主生理和免疫稳态方面发挥着关键作用。维持健康的肠道菌群对免疫平衡至关重要，多项研究证明，肠道菌群失调（菌群组成改变）与炎症性肠病有关。

●炎症性肠病引起的其他疾病

慢性结肠炎不及时治疗有可能引起肠穿孔、肠狭窄、大量便血、中毒性肠扩张甚至结肠癌等疾病，不过结肠癌的可能性是比较小的。

慢性结肠炎引起的并发症也是比较多的，有可能引起关节炎、肝功能障碍、皮肤病变等一系列并发症。

近年来，在健康和疾病中肠道微生物组成，以及通过使用益生菌调节肠道微生物群方面取得了实质性进展。通过益生菌或粪菌移植调节肠道菌群后，患者的炎症性肠病缓解，为肠道炎症疾病的治疗开辟了新的前景。

同时还介绍了目前可用的肠道菌群导向治疗炎症性肠病的方法，并讨论了其对炎症性肠病长期缓解的作用。希望大家拥有更健康的肠道。

●炎症性肠病的症状和病因

●炎症性肠病中的免疫

●炎症性肠病患者体内的菌群

●肠道微生物群失调与免疫失调

●慢性肠道炎症的治疗

炎症性肠病是肠道的一种慢性炎症状态，也可能影响其他器官，如果不治疗，会导致高发病率和死亡率。炎症性肠病可通过不同的临床表现发生，其主要亚型为克罗恩病和溃疡性结肠炎。

临床症状

克罗恩病和溃疡性结肠炎表现出明显的临床特征。

克罗恩病

在克罗恩病中，炎症病变是跨壁的（可能涉及肠壁的所有层），也不连续，正常的肠区与受影响的肠区交替出现。

虽然在大多数克罗恩病例中，病变发生在回肠或结肠的第一部分，但也可能位于胃肠道的其他区域（从口腔到肛门）。

溃疡性结肠炎

溃疡性结肠炎的炎症病变是连续的，通常累及直肠和近端结肠。与克罗恩病相反，溃疡性结肠炎只影响肠道上皮层。

两种炎症性肠病症状相似，包括腹泻、腹痛和直肠出血，通常伴有体重减轻、疲劳和发烧。

然而，在克罗恩病中，肉芽肿更常见于炎症区域，也可能出现脓肿，阻塞肠道狭窄和不同肠道区域之间以及皮肤和其他器官之间的瘘管（炎症连接）。

肠道外的一些表现症状

肠外表现在克罗恩病和溃疡性结肠炎中都很常见，25%–40%的炎症性肠病患者都有肠外表现。

虽然这些表现可能出现在几乎所有的器官和系统中，但主要影响眼睛、皮肤、肝脏和关节。肺、胰腺和血管系统不太常见。

一些肠外表现与疾病活动有关，并通过治疗得到改善，如少关节炎和口腔溃疡。其他则是非依赖治疗的，如葡萄膜炎和强直性脊柱炎。

治疗方法

大多数溃疡性结肠炎患者只需要医疗，其中20%-30%需要手术治疗。克罗恩病通常是进行性的，约50%的患者在确诊后10年内需要手术治疗。

克罗恩病患者的死亡率是健康人群的1.3-1.5倍，不受影响区域的影响，主要由结直肠癌、低血容量、营养不良、贫血引起。

由于目前尚无完全治愈方法，炎症性肠病的治疗旨在改善症状和缓解疾病。

不同疾病类型和严重程度抗炎药的使用

溃疡性结肠炎的治疗

在活动期溃疡性结肠炎中，首先口服类固醇，然后是氨基水杨酸盐（ASA）。对于左侧结肠炎，通常使用外用制剂（栓剂或灌肠剂），而对于横向和上行结肠炎，口服制剂有时结合外用给药是有效的。

对于这种治疗无效的溃疡性结肠炎患者，考虑使用单克隆抗体，通常是英夫利西单抗（IFX）阻断炎症细胞因子肿瘤坏死因子α。为了保持病情缓解，ASA是首选药物。然而，对于ASA不能维持缓解的患者，也可以使用硫唑嘌呤（AZA）或IFX。

克罗恩病的治疗

对活动性克罗恩病的治疗可能遵循“自上而下”或“加速”策略。在自上而下的治疗中，治疗从高剂量免疫调节剂或生物制剂开始，剂量随症状改善而调整。

在强化治疗中，先用低剂量的低效药物，如果无效，则调整治疗以达到缓解，方法是使用未定义的更有效药物。

类固醇、氨基水杨酸盐和抗生素可以联合使用以达到缓解。如果出现肠梗阻、脓肿或瘘管等并发症，也可进行手术。

硫唑嘌呤通常用于维持治疗，有时与甲氨蝶呤联合使用。对这些方案无效的克罗恩病患者，需要进行生物治疗，单独使用英夫利西单抗或与之前的药物联合使用。

炎症性肠病被描述为一种多因素疾病，可能是由遗传物质和环境特征等不同易感因素造成的，这些因素反过来可能影响基因调控的表观遗传机制。

炎症性肠病的病因

AmeliaS,etal.Elsevier.2022

基因和环境（在表观遗传调控的参与下）都可能影响微生物群的组成，进而可能触发炎症性肠病。

遗传因素影响炎症性肠病

遗传因素对炎症性肠病的重要性早已被提出。事实上，多达12%的患者有炎症性肠病家族史。在亲属中，炎症性肠病患病率明显高于普通人群，在兄弟姐妹中发现克罗恩病的易感性风险最高（30%-35%）。

注：全基因组关联研究有助于剖析炎症性肠病的遗传背景，迄今已确定240多个易感位点。克罗恩病和溃疡性结肠炎以及其他炎症性疾病共享大多数基因座。然而，除了非常早发病的炎症性肠病外，这些易感基因座仅占炎症性肠病估计遗传风险的一小部分（约20%）。

影响炎症性肠病的基因

表观遗传（性状）与炎症性肠病有关

基因表达的表观遗传修饰也与炎症性肠病有关。影响基因表达的三个主要表观遗传过程是DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA。

DNA甲基化是指在胞嘧啶核苷酸中添加甲基（主要是CpG基序）。

其中，DNA甲基化和非编码RNA的作用在炎症性肠病中得到了最广泛的研究。这个过程影响基因的转录活性和表达水平。与健康对照受试者相比，炎症性肠病患者的基因甲基化程度增加。微RNA（miRNA）在转录和转录后水平介导RNA沉默和基因表达。

这些过程可能会干扰T细胞分化、Th17信号传导和自噬。与健康对照组相比，炎症性肠病患者以及活动性与非活动性疾病患者的miRNAs表达不同。

注意：在其他炎症性疾病中，如系统性红斑狼疮和类风湿性关节炎中发现了一些重叠的miRNA特征。环境因素强烈影响表观遗传调控，因此表明表观遗传是环境暴露和基因表达之间的联系。

环境因素

已确定炎症性肠病风险的不同环境决定因素，如吸烟、城市与农村生活、空气污染和饮食。

//工业化与吸烟增加了风险

欧洲和北美的炎症性肠病发病率最高，但自21世纪初以来似乎趋于稳定。相反，在非洲、亚洲和南美洲的新兴工业化国家，随着这些国家进入更加西化的生活方式，炎症性肠病的发病率仍在增加。

吸烟似乎会增加炎症性肠病（尤其是克罗恩病）的风险，并与肠道通透性丧失有关。

//饮食会影响炎症性肠病的风险

一些基于多中心欧洲前瞻性队列研究的研究试图将饮食习惯与炎症性肠病风险联系起来。

最近的一项文献荟萃分析也确定了炎症性肠病的其他环境风险因素：阑尾切除术或扁桃体切除术（CD）、软饮料消费（UC）、抗生素暴露、口服避孕药使用、维生素D缺乏和肠肝螺杆菌(enterohepaticHelicobacter)（IBD）。

//微生物可能导致发病或炎症

环境因素也可能直接或间接影响肠道微生物群的组成。

长期以来，人们认为微生物在炎症性肠病发病中起着重要作用。并对炎症性肠病中特定致病生物的定植和肠道菌群组成进行了广泛研究。

禽分枝杆菌(Mycobacteriumavium)的定植，副结核分枝杆菌（Mycobacteriumtuberculosisycobactins）或带有大肠杆菌粘附侵袭性变体的副结核分枝杆菌似乎会促进易感宿主的慢性炎症，可能导致炎症性肠病的发展（尤其是克罗恩病）。

此外，肠道微生物群组成的改变（失调）可能使代谢失衡，导致炎症反应缺乏调节。

固有免疫是机体在种系发育和进化过程中形成的天然免疫防御功能，即出生后就已具备的非特异性防御功能，也称为非特异性免疫。

上皮细胞

覆盖肠上皮的粘液层在保持肠道微生物和上皮细胞之间的低接触方面起着重要作用。它由凝胶形成粘蛋白聚合而成，主要由特殊上皮细胞（即杯状细胞）分泌。

这些粘蛋白聚合物由于能够结合水而在肠腔中膨胀，形成肠粘液。小肠粘液由一层薄而不连续的粘液层组成，结肠粘液由两层密度不同的粘液组成：外层更疏松，细菌更易渗透，内层更坚固，通常无菌。

●粘蛋白缺少会增加结肠炎风险

小鼠粘蛋白2敲除被证明会发展为结肠炎并增加结直肠癌的风险。在这些小鼠中，发现许多细菌与上皮细胞直接接触。研究发现，克罗恩病患者的结肠中，黏蛋白表达减少，炎症区域MUC1表达减少，非炎症区域MUC3、MUC4和MUC5B表达降低。

黏蛋白（MUC）是一类主要由黏多糖组成的糖蛋白

最近，一项荟萃分析证实克罗恩病患者肠道中粘蛋白表达降低。黏液蛋白表达受损可能导致肠道微生物群与上皮衬里之间的接触增加，从而导致炎症。

肠上皮细胞有助于维持稳态

肠道上皮细胞分泌抗菌肽（AMPs），在限制肠道病原体感染方面发挥重要作用，并有助于维持肠道内稳态，保持共生细菌和上皮细胞之间的低接触。

抗菌肽（AMPs）的例子包括再生蛋白、免疫球蛋白（Ig）A和防御素。在人类中，已经确定了十种防御素，分为两类：a-防御素（HD），主要由小肠的潘氏细胞、中性粒细胞和某些巨噬细胞群分泌；b-防御素（HBD），由上皮细胞分泌，以响应细胞因子或模式识别受体（PRR）的微生物识别。

克罗恩病中描述了防御素生产的失调。事实上，携带NOD2移码敏感变异体的回肠克罗恩病患者HD5和HD6的潘氏细胞表达降低。这可能导致微生物与上皮层接触增加，部分解释了克罗恩病敏感性增加的原因。相反，据报道，HBD2在结肠克罗恩病和溃疡性结肠炎的炎症区域表达增加，这可能是通过炎症刺激调节HBD2表达。

微生物分子的识别

PAMP是进化保守的微生物抗原

一旦识别，信号转导途径就会发生，导致转录因子的核移位和炎症细胞因子的产生。Toll样受体是一类广泛的模式识别受体，是肠道微生物群的关键免疫传感器，是通过PAMP识别的免疫系统的哨兵。它们在吞噬细胞的细胞质或内体膜以及肠上皮细胞和基质细胞中表达，激活后二聚并导致下游信号级联，导致NF-kB激活，推动参与树突状细胞成熟和T淋巴细胞增殖和激活的关键细胞因子的产生。

●炎症性肠病患者识别功能受到影响

炎症性肠病患者TLR信号似乎受到影响。与健康对照组相比，在活动期溃疡性结肠炎患者中，TLR2、TLR4、TLR5、TLR8和TLR9表达上调，而在静止期溃疡性结肠炎患者中，TLR5表达下调。

在结肠炎小鼠模型中，TLR2/6的抑制减缓了疾病进展，表明其与病理有关。据报道，在炎症性肠病患者的肠道中TLR6过度表达，可能会加剧T辅助因子Th1和Th17反应。

TLR诱导的细胞因子有助于肠道内稳态的例子包括IFN-a和b（后者诱导溃疡性结肠炎缓解、白细胞介素-15（通过调节性T细胞诱导控制肠道炎症和白细胞介素11（其刺激对溃疡性结肠炎有益）。

另一方面，TLR信号也可诱导促炎细胞因子，如IL-1b、IL-6、IL-8、TNF-a和IL-18（抑制杯状细胞成熟，促进溃疡性结肠炎病理。

炎性小体

——也称炎症小体，是由胞浆内模式识别受体(PRRs)参与组装的多蛋白复合物,是天然免疫系统的重要组成部分。

炎症小体激活异常也与炎症性肠病的发展有关。NLRP3炎性小体是细胞质模式识别受体的NLR家族成员，是肠内稳态的重要调节器。

NLRP3可在各种细胞类型中表达，如粒细胞、抗原呈递细胞（APC）、T和B淋巴细胞，其激活可在识别外源微生物抗原或内源性危险信号时触发。一旦触发，NLRP3介导炎症小体复合体的组装。

作用机制

在这个复合物中，caspase-1被激活，将白介素1β前体和白介素18前体分别裂解为分泌的IL-1b和IL-18。激活的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1与半胱氨酸蛋白酶11一起裂解胃泌素D，使其发生聚合，从而导致细胞质膜孔的形成并导致细胞溶解，这是一种称为细胞凋亡的细胞死亡过程。

细胞溶解后，细胞内成分的释放诱导炎症细胞的募集，促进炎症。炎症激活分为两个步骤：在第一启动步骤中，NF-kB被激活，导致NLRP3和白介素1β前体合成的转录诱导；由微生物或危险信号触发的第二个激活步骤导致NLRP3炎性小体复合体的组装。

●炎症小体缺乏可能导致炎症恶化

NLRP3表达和炎症小体激活对维持肠道内稳态至关重要，因为据报道，NRLP3和炎症小体表达缺陷的小鼠对右旋糖酐硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎的敏感性增强，病情恶化，死亡率更高。

然而，炎症小体激活的持续上调也可能导致白细胞介素1β和白细胞介素-18的过度生成，以及细胞凋亡的增加，从而导致炎症性肠病中观察到的炎症恶化。

尽管有这些发现，NLRP3炎症组在炎症性肠病发病机制中的作用仍然存在争议，因为其他小鼠和人类研究也表明过度活跃的炎症组具有保护作用。

自噬

自噬是一种细胞更新过程，其中起源于内质网的小泡包围老化的细胞器和蛋白质，通过溶酶体融合促进其降解。

自噬机制影响其他细胞过程，如肽分泌和细胞内病原体降解。

●自噬损伤会使炎症失控

固有淋巴细胞

固有淋巴细胞（ILC）是指不表达任何T、B或髓细胞标记物，但同时表达白细胞介素2和白细胞介素7受体的淋巴细胞。

它们在抵御微生物病原体方面起着核心作用，并且在组织内稳态方面很重要。固有淋巴细胞作用于先天免疫和适应性免疫之间的串扰，并对多种细胞类型分泌的细胞因子作出反应。

由于固有淋巴细胞作用于第一道防线，因此它们战略性地位于外部因素和传染源暴露程度较高的位置，如肠粘膜、皮肤和肺部。

固有淋巴细胞的三个主要亚组

ILC1细胞（Th1样细胞）表达转录因子T-bet，能够分泌IFN-g和TNF-a，并对抗细胞内病原体——这一亚群还包括NK（“自然杀伤”）细胞。

ILC2（Th2样细胞）表达GATA-3（“谷氨酰胺基tRNA转氨酶结合蛋白-3”）转录因子，分泌IL-4、IL-5、IL-9和IL-13，在抵御蠕虫方面很重要，也在过敏反应中起作用。

ILC3（Th17样细胞）表达转录因子RORgt，分泌IL-17、IL-22、GM-CSF（“粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子”）和TNF-a，对细胞外病原体侵入粘膜部位具有重要作用。

然而，这些不同的表型保留了相当大的可塑性。粘膜ILC3细胞的主要功能是维持屏障完整性。

●固有淋巴细胞对调节稳态至关重要

如上所述，肠道粘膜巨噬细胞和树突状细胞对微生物的TLR感应导致下游释放促炎细胞因子，如白细胞介素1β和白细胞介素23。黏膜ILC3细胞通过分泌IL-22、GM-CSF和IL-17对这些介质作出反应。IL-22也由Th17和Th22细胞分泌，在体内稳态控制中发挥重要作用。

事实上，IL-22作用于上皮细胞，改善屏障完整性，从而防止细菌移位。该细胞因子还促进抗菌肽（如b-防御素）的产生和分泌，影响小鼠的微生物群组成，并增加宿主对病原微生物的耐药性。

除了产生白细胞介素22，ILC3细胞还能够通过直接接触和抗原递呈调节其他免疫细胞（如CD4+T细胞）的活性，因为这些细胞表达II类主要组织相容性复合物分子（MHC-II）。

克罗恩病中描述了ILC1和ILC3的肠道过度积累，在溃疡性结肠炎中观察到固有淋巴细胞活性增加。在小鼠中，由抗原呈递细胞分泌的白细胞介素1b和白细胞介素23诱导的ILC3刺激导致肠内累积的白细胞介素17和IFN-g分泌增加。缺乏ILC3细胞的小鼠未发生右旋糖酐硫酸钠诱导的结肠

这种免疫只针对一种病原体。它是人体经后天感染（病愈或无症状的感染）或人工预防接种（菌苗、疫苗、类毒素、免疫球蛋白等）而使机体获得的抵抗感染能力。

巨噬细胞和树突状细胞消化吞噬微生物的抗原，并将其与MHC1类或2类分子结合，呈现给效应T细胞。

细胞膜标记物CD11b、CD11c和CD103的表达定义了树突状细胞的独立亚群，从而影响随后的T细胞反应。

T细胞是适应性免疫反应的关键参与者，根据周围组织环境的细胞因子特征，可以分化为效应器或调节亚型。抗原呈递细胞与T细胞相互作用的性质和调节促使Th细胞分化为不同的亚群，每个亚群都发挥着特定的作用：

Th1是产生IFN-g的细胞，对细胞内细菌和某些原生动物的免疫很重要；Th2是产生IL4、Il-5和Il-13的细胞，参与对蠕虫和寄生虫的免疫；Th17是IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22的产生者，参与中性粒细胞反应；Th1/Th17细胞同时产生IFNg和IL-17A，具有Th1和Th17细胞的特征。

虽然暴露于肿瘤生长因子-b（TGF-b）可促进调节性T细胞分化，但Th1细胞主要由IL-12和IFN-g诱导，而IL-4在IL-6存在的情况下可促进Th2细胞和TGF-b的分化，从而促进Th17细胞的分化。

炎症性肠病患者适应性免疫出现异常

在克罗恩病患者中，检测到巨噬细胞产生较高的白细胞介素12，以及白细胞介素12和白细胞介素18诱导的异常Th1免疫应答。此外，在炎症性肠病患者的肠道固有层中检测到Th17和Th1细胞群的丰度增加。

促炎细胞因子增加

体外培养的克罗恩病和溃疡性结肠炎患者的活检均分泌了相当数量的IFN-g。这种细胞因子促进肠细胞凋亡和巨噬细胞活化，增加巨噬细胞产生肿瘤坏死因子，进一步加剧炎症。

炎症性肠病患者炎症粘膜的体外培养也报告了白细胞介素17A转录水平的升高和白细胞介素17A分泌的增加。白细胞介素17A诱导中性粒细胞向炎症部位募集，并介导炎症分子的上调，如诱导型一氧化氮合酶和白细胞介素1β。此外，白细胞介素17A诱导巨噬细胞产生促炎细胞因子。

患有活动性疾病的炎症性肠病患者血液中的调节性T细胞减少，而肠粘膜中的调节性T细胞增加，功能正常。然而，肠固有层T细胞在炎症性肠病中对调节性T细胞功能无反应，这可以说明Th细胞缺乏调节。

胃肠道内微生物种群的建立是一个复杂的过程，涉及微生物和宿主的相互作用，最终形成稠密和稳定的种群。

肠道微生物与宿主互惠互利

肠道微生物群落或肠道内的微生物群落与宿主建立了共生关系，在健康环境中互惠互利。宿主提供了一个稳定且营养丰富的栖息地，而微生物群给宿主带来了重要的益处，例如未消化的饮食成分和肠粘膜产生的内源性粘液的发酵，以及短链脂肪酸、氨基酸和维生素的产生。

此外，微生物群通过防止外来生物入侵，例如通过产生代谢物和细菌素，抵抗病原体定植，并影响肠上皮和免疫系统的发育和内稳态。

炎症性肠病患者肠道菌群多样性较低

与健康对照组相比，克罗恩病和溃疡性结肠炎患者的肠道菌群多样性较低。与健康个体相比，这种变化伴随着物种丰富度的降低（一种群落中物种总数的测量方法），在克罗恩病患者中尤为明显。

对大多数炎症性肠病患者的报告了厚壁菌门(PhylumFirmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形杆菌门（Proteus）内特定细菌类群的丰度变化，随着被认为具有攻击性的菌群（如变形杆菌（Proteus）、梭杆菌属(Fusobacterium)和瘤胃球菌（Ruminococcus）的扩大，同时具有保护性的菌群（例如Faecalibacterium、罗氏菌属(Roseburia)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)和双歧杆菌属（Bifidobacteriumspp.））的减少。

在厚壁菌门和梭状芽孢杆菌类中，属于Faecalibacterium、罗氏菌属(Roseburia)、颤螺菌属（Oscillibacter）和粪球菌属（Coprococcus）的丁酸盐产生菌在炎症性肠病患者中普遍减少。

梭状芽孢杆菌缺乏可能引起肠道炎症

梭状芽孢杆菌（Clostridia）类成员的缺乏可能会使某些个体易于继发肠道炎症。相比之下，炎性多糖的产生菌——瘤胃球菌（Ruminococcus）（也属于梭状芽孢杆菌类）在炎症性肠病患者中富集。

肠道炎症患者拟杆菌、疣微菌等丰度减少

在拟杆菌门（Bacteroidaceae）中，克罗恩病和溃疡性结肠炎患者的拟杆菌丰度低于健康人。拟杆菌在活动性克罗恩病和溃疡性结肠炎患者中的减少比缓解期更明显。

另一方面，在疣微菌门(Verrucomicrobia)内，炎症性肠病患者粪便样本中的嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansiamuciniphila）减少。在含有人类肠道微生物群的动物模型中，嗜黏蛋白阿克曼菌的存在降低了结肠组织学损伤和促炎介质的组织mRNA表达。

炎症性肠病患者的粪便和粘膜真菌群均不平衡。与健康个体类似，炎症性肠病患者的真菌群主要由担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)两个门以及伞菌纲(Agaricomycetes)和酵母菌纲(Saccharomyces)两个类别组成。

克罗恩病中念珠菌占主导地位

主要差异在于较低的分类学水平。特别是对于克罗恩病，念珠菌(Candidaspp)的丰度普遍增加，尽管研究中的优势种有所不同。

Candidatropicalis和Candidaglabrata在克罗恩病患者中占主导地位，而Leptosphaeria减少。

与健康受试者相比，克罗恩病中炎症和非炎症粘膜中的总真菌负荷显著增加。

患有炎症性肠病的儿科患者有机会帮助研究疾病发病机制的生物学成分，尤其是在诊断过程中获得的样本。

随后，通过细菌16SrRNA基因和真菌小亚单位核糖体区域的焦测序分析了治疗初期克罗恩病儿童的粘膜。虽然与对照组相比，罗氏菌属(Roseburia)、Eubacterium和Subdoligranulum、梭状芽孢杆菌类成员在克罗恩病中的丰度较低，但萨特氏菌（Sutterella）的丰度明显较高。

长双歧杆菌(BifidobacteriumLongum)↓↓↓

青春双歧杆菌（Bifidobacteriumadolescentis）↓↓↓

普拉梭菌（Faecalibacteriumprausnitzii）↓↓↓

罗氏菌属（Roseburia）↓↓↓

直肠真杆菌（Eubacteriumrectale）↓↓↓

普通拟杆菌（Bacteroidesvulgatus）↓↓↓

Bacteroidescaccae↓↓↓

一项关于儿童克罗恩病的前瞻性研究分析了患者在开始治疗之前和之后的粪便样本，首先使用抗生素，然后在8个月期间使用规定的配方食品或抗肿瘤坏死因子抗体。

在诊断时，肠道微生物群表现出特定细菌和真菌的变化，即埃希氏菌属(Escherichia)和韦荣氏球菌属（Veillonella）增加，阿克曼菌属（Akkermansia）、罗氏菌属(Roseburia)、普雷沃氏菌(Prevotella)和真菌（包括念珠菌属）减少。

降低了肠道炎症反应中的失调。炎症、抗生素暴露和饮食独立影响肠道微生物群落的不同分类群。例如，真菌负荷随着疾病和抗生素的使用而增加，但随着饮食治疗而减少。

因此，虽然肠道内的失调在克罗恩病中很常见，但微生物的反应取决于环境因素。

开始治疗前的微生物群特征

在开始治疗之前，新诊断的溃疡性结肠炎儿科患者的粘膜微生物群也有特征。除了溃疡性结肠炎患者中疣微菌门(Verrucomicrobia)显著减少外，其他细菌种类的丰富程度与健康儿童相似。此外，在属水平上，溃疡性结肠炎患者中罗氏菌属（Roseburia）的相对丰度显著降低，而嗜血杆菌（Haemophilus）的相对丰量增加。

●疾病活动与部位影响肠菌群的组成和功能

但已经观察到，在所有形式的克罗恩病中，下列菌群持续减少：

而下列菌群增加：

儿童患者的肠道菌群特征与成人患者相似

新发炎症性肠病儿童和成人常见的肠道菌群主要偏差

炎症性肠病患儿的肠道菌群特征与成人患者相似。因此，成人型炎症性肠病患者的生态失调可能在儿童期就已确立。

●肠道微生物失调反应炎症的严重程度

注意：比较炎症性肠病患者结肠粘膜炎症和非炎症区域的微生物群组成的研究试图阐明居民肠道微生物群对炎症免疫反应的可能影响，但结果相互矛盾。

一项研究发现，炎症性肠病患者体内粘膜炎症和非炎症区域的微生物群落组成没有显著差异。不过该项研究未根据炎症性肠病类型进行区分。

其他研究分析了克罗恩病和溃疡性结肠炎患者炎症和非炎症粘膜活检中的微生物群，发现同一个体内的微生物特征相似，但个体间差异很大。

克罗恩病患者中变形菌丰富

与溃疡性结肠炎患者或健康受试者相比，克罗恩病患者的变形菌门（Proteobacteria）显著增加。还报告说，在炎症克罗恩病组织中，埃希氏菌（Escherichia）和志贺氏菌（Shigella）更为丰富，而在非炎症克罗恩病组织里，Pseudomonas更为广泛。大肠杆菌和梭杆菌能够粘附粘膜，侵入肠上皮细胞，并可能加剧炎症。

拟杆菌和梭杆菌更常见

具核梭杆菌通过破坏上皮屏障和诱发异常炎症而加重结肠炎。相对于炎症性溃疡性结肠炎，拟杆菌门（Bacteroidetes）在克罗恩病炎症粘膜中更常见。克罗恩病粘膜活检中最常见的是普通拟杆菌（Bacteroidesvulgatus），克罗恩病患者中脆弱拟杆菌（Bacteroidesfragilis）的数量明显高于溃疡性结肠炎患者或健康受试者。脆弱拟杆菌与产生白细胞介素10的调节性T细胞的增加有关，这限制了促炎机制，从而有助于减少炎症。

除了拟杆菌外，梭杆菌门（Fusobacteria）在克罗恩病患者的炎症粘膜中比溃疡性结肠炎患者的炎症黏膜中更常见。相反，在发炎的溃疡性结肠炎粘膜中更频繁地检测到厚壁菌门(PhylumFirmicutes)和变形菌门（Proteobacteria）。与大肠杆菌类似，梭杆菌能够粘附粘膜，侵入肠上皮细胞，并可能加剧炎症。尤其是具核梭杆菌刺激结肠上皮细胞中肿瘤坏死因子的表达。

此外，根据引用的研究，粘膜微生物组成更依赖于个体间的变异，而不是疾病类型。

事实上，肠道微生物群组成的变化导致微生物代谢物的改变，这可能在炎症性肠病发病机制中起作用。

短链脂肪酸

短链脂肪酸是肠道微生物群通过发酵未消化的饮食成分和肠粘膜产生的内源性粘液而产生的。

短链脂肪酸影响肠上皮细胞生物能量学、微生物增殖、屏障和炎症功能。

短链脂肪酸影响受体激活与信号传导

短链脂肪酸被吸收到血液循环中，在那里它们可能与白细胞上的G蛋白偶联受体GPR43结合，阻碍其激活。GPR43信号传导抑制炎症反应，包括粘附分子和炎症介质的表达，以及白细胞趋化性。

缺乏GPR43的小鼠炎症反应加剧，外源性给予野生型小鼠短链脂肪酸对临床有益。短链脂肪酸还抑制NF-kB信号传导，在相对高浓度下，丁酸抑制I类组蛋白脱乙酰酶，后者是免疫和炎症的重要调节因子。

微生物群影响免疫细胞的激活

颤螺菌属（Oscillospira）被认为是一种利用宿主衍生聚糖或从富含糖蛋白的饮食中获得的聚糖的丁酸生产菌。

在炎症性疾病中，尤其是克罗恩病中，颤螺菌的含量减少。微生物群似乎控制先天性和适应性免疫细胞激活的系统阈值。因此，持续接触常驻细菌发酵产物和代谢物对外周免疫系统的正确功能至关重要。

色氨酸代谢物

对宿主的免疫反应至关重要的另一类代谢物是色氨酸代谢物。

色氨酸又称β-吲哚基丙氨酸，是人体的必须氨基酸之一。

缺乏色氨酸会导致结肠炎

使用小鼠进行的营养研究表明，饮食中缺乏色氨酸会导致结肠炎，并补充色氨酸以防止发炎。将失调的微生物组从喂食色氨酸缺乏饮食的小鼠转移到喂食正常饮食的无菌受体，足以引起结肠炎。

在小鼠中，色氨酸代谢菌株罗伊氏乳杆菌(Lactobacillusreuteri)可预防结肠炎。当它将色氨酸代谢成吲哚丙烯酸时，它是通过增强上皮屏障功能和减少炎症反应而起作用的芳烃受体的配体。

色氨酸影响上皮免疫

膳食色氨酸还可以通过增加调节微生物组组成并防止机会病原体感染的抗菌肽的产生来影响上皮免疫性。与炎症性肠病相反，在多发性硬化的鼠模型中，缺乏饮食色氨酸可防止中枢神经系统自身免疫，这是由于致脑病的T细胞反应受损和微生物组发生了深远的变化。

值得注意的是，饮食中色氨酸限制的保护作用在无菌小鼠中被取消，并且与色氨酸代谢物的原型传感器无关，这表明这些保护作用可以通过微生物组的代谢功能来介导。

结肠炎患者炎症部位细菌减少

研究表明，尽管溃疡性结肠炎和克罗恩病患者的成对活检样本之间的微生物群落组成具有高度的个体间变异性，但在每个疾病队列中，结肠发炎区域的细菌负荷通常低于非发炎区域。

克罗恩病和溃疡性结肠炎患者的炎症部位和非炎症部位所含的厚壁菌（以及相应的更多拟杆菌）均比非炎症性肠病对照样品少，但仅溃疡性结肠炎患者显著减少。

另一方面，在研究中包括的克罗恩病患者的大多数成对活检样本中检测到肠杆菌科成员，与溃疡性结肠炎和非炎症性肠病样本相比，肠杆菌属成员占克罗恩病总微生物群的比例增加了10倍。

由于先天免疫受体（如NOD2和TLR4）的遗传多态性被认为是炎症性肠病发展的主要风险因素，宿主自身常驻微生物群的异常免疫反应被认为在促进炎症疾病进展方面起着关键作用。

白细胞介素放大炎症过程

白细胞介素17细胞渗入炎症性肠病患者的炎症肠道，在那里产生白细胞介素17A和其他细胞因子，触发并放大炎症过程。虽然Th17细胞因子在炎症性肠病发病机制中可能很重要，但Th17细胞也可能具有组织保护作用，主要取决于其通过产生白细胞介素22增强上皮屏障功能和反调节机制的能力。

结肠炎期间宿主-肠道微生物氧交换加强

因此，在活动性炎症的溃疡性结肠炎患者的活检组织中，严格需氧不动杆菌属也扩大了，这表明结肠炎期间粘膜上皮的损伤可能会增加宿主-肠道微生物群的氧交换。

事实上，活动性炎症期间的生物失调状况可能与肠道内存在的径向氧梯度有关，这种氧梯度从较需氧粘膜界面延伸到大部分厌氧肠腔。宿主的氧合影响肠腔氧合，氧从宿主组织扩散到肠腔。在宿主组织恢复常氧后，腔氧浓度也降低，这表明氧气正被靠近粘膜界面的肠道微生物群消耗。粘膜较高的耐氧性和过氧化氢酶表达可能有利于肠道生态系统中的微生物竞争，因此，粘膜可能有利于耐气细菌群落的定植，尤其是来自蛋白质杆菌门的细菌。

与粪便微生物群相比，溃疡性结肠炎患者活检样本中富集的一些细菌类群在无胃肠道症状的研究对象的粘膜中也较高。

因此，在结肠炎活动性炎症期间扩张的细菌很可能在健康人的肠道菌群中正常存在，数量较少。例如，梭状芽孢杆菌和瘤胃球菌科在肠腔菌群中更为丰富，但与活动性结肠炎的样本相比，这些分类群在正常非炎症组织中也更为丰富。

炎症和肠道菌群失衡直接可能存在联系

内源性或外源性因素（如饮食、压力或感染）或它们的组合可能会引发亚临床肠道粘膜炎症，这取决于个体的遗传易感性，可能有利于特定促疾病肠道细菌的生长。

这些机会性微生物随后加剧了形态学和功能变化，导致病理后果，导致宿主的慢性炎症和临床症状。这些结果可能支持这样的假设，即炎症性肠病患者中观察到的整体生物失调在某种程度上可能是肠道环境紊乱的结果，而不是疾病的直接原因。

例如，作为炎症反应副产物生成的电子受体促进兼性厌氧菌（如肠杆菌科）的生长。因此，慢性炎症可能形成肠道微生物群，并进一步导致失调。

通过肠道菌群判断炎症状态

已有研究显示不同的肠道菌群可以通过免疫反应、影响肠道屏障以及通过胆汁酸转化等代谢途径影响免疫细胞相互作用，从而影响免疫调节。

借助这些方面的研究和临床数据，我们可以通过肠道菌群从几个方面来反映和了解免疫系统及自身的炎症状态。

病原菌的存在很大程度上会激发免疫系统的炎症，因此首先评估肠道菌群中是否存在异常的病原菌超标情况。

来自谷禾健康肠炎临床患者肠道菌群检测报告，结果显示血液链球菌（Streptococcus）及衣氏放线菌（Actinomycesisraelii）超标，如下：

类似的病原菌超标在没有严重导致感染症状的情况下也会诱发或刺激免疫系统炎症，如果免疫力低下就可能导致病原菌感染，如果持续存在超标也可能导致慢性炎症。

真菌微生物群在肠道炎症中的作用日益被认识。炎症性肠病患者和健康人之间的菌群组成不同，真菌菌群也不同，炎症粘膜中的真菌群与非炎症区域的真菌群是可以区分的。

炎症区域和非炎症区域真菌差异很大

白色念珠菌（C.albicans）和热带念珠菌（C.tropicalis）在炎症区域特别丰富，而在非炎症粘膜中则不存在。相比之下，S.cerevisiae和Saccharomycescastellii在炎症粘膜中较少出现。

光滑念珠菌(C.glabrata)也在克罗恩病粘膜中富集。光滑念珠菌是最重要的真菌机会性病原体之一，通过适应和免疫逃避策略促进炎症反应，这表明它可能在肠道炎症中起作用。

白色念珠菌也与炎症性肠病患者的粪便真菌有关。白色念珠菌可能是炎症性肠病中观察到的炎症过程的发起者，通过几种途径与酵母菌的主要成分和先天免疫反应的主要受体相结合。

此外，炭角菌目在炎症粘膜上更为丰富，而酿酒酵母在非炎症粘膜中更为丰富。炭角菌目的许多物种产生具有抗菌特性的化合物，可对抗人类病原体，如结核分枝杆菌、耶尔森菌、李斯特菌和沙门氏菌，以及具有细胞毒性和抗氧化活性的代谢物。因此，炭角菌目成员的存在可能反映了对炎症环境的适应。

真菌影响受体与免疫，导致炎症

真菌细胞壁成分与宿主免疫反应相关。与病原菌平行，真菌可以穿透被破坏的粘膜屏障，并通过其细胞壁成分激活TLR受体、Dectin-1（C型凝集素受体）、清道夫受体家族成员和固有层的补体系统。

这些受体的感应导致信号事件，依赖于白细胞介素17、白细胞介素22、CARD9（Caspase募集域家族成员-9）、ITAM（免疫受体酪氨酸基激活基序）、NFAT（活化T细胞的核因子）和NF-kB，导致严重的炎症表型。

由于文化传统、农业做法、社会经济地位和生活方式的改变，饮食本身在世界各地都在发生变化。炎症性肠病发病率的快速增加与工业化和暴露于环境因素，特别是饮食改变有关。营养和饮食模式影响免疫系统稳态，并可能通过不同的机制导致肠道炎症，包括肠道微生物群的调节。

饮食对肠道菌群组成有很大影响。目前关于饮食策略作为炎症性肠病主要治疗方法的证据越来越多。过去几年，针对炎症性肠病的潜在治疗效果，提出了几种饮食干预措施，即特定碳水化合物饮食、无麸质饮食、抗炎饮食。

然而，这些饮食要么不耐受，要么限制性很强，要么缺乏证据证明其对炎症性肠病的疗效。炎症性肠病的饮食干预研究最多的是独家肠内营养，这在儿科克罗恩病中常用，但饮食发挥其作用的确切机制尚不清楚。

独家肠内营养包括使用营养全面的液体饮食，而不是通常的固体和液体，通常长达8周，这是非常严格的，特别是在长期使用期间，可接受性有限。

抗炎饮食

你吃的食物在控制慢性炎症方面可能起到积极和消极的作用。

什么是抗炎饮食？

尤其是抗氧化剂，“它的主要参与者是水果，蔬菜，豆类，健康脂肪等食物，例如橄榄油和牛油果，包括鱼类，坚果和浆果等。

但是，抗炎饮食不仅是您的饮食，而且与食物的烹饪方式有关。应限制或避免高盐，饱和脂肪，糖和精制碳水化合物的食物。

在这里列举了一些抗炎食物和促炎食物，可以帮助更好地进行抗炎饮食。

抗炎食物

很多种食物均具有抗炎特性，其中包括抗氧化剂和多酚含量高的食物。

1浆果

浆果是小果实，富含纤维，维生素和矿物质

2深海鱼

3西兰花

4牛油果

牛油果可能是少数值得冠以的超级食品之一，提供各种有益的化合物，可防止发炎并降低癌症风险。

5辣椒

甜椒和辣椒中富含维生素C和抗氧化剂，具有强大的消炎作用。

6蘑菇

蘑菇的热量非常低，并且富含硒，铜和所有B族维生素。它们还包含提供抗炎保护的酚和其他抗氧化剂。

7葡萄

葡萄含有花青素，可减少炎症。此外，它们还可以降低多种疾病的风险，包括心脏病，糖尿病，肥胖症，阿尔茨海默氏病和眼疾。

8姜黄

9特级初榨橄榄油

特级初榨橄榄油是可以吃的最健康的脂肪之一。

它富含单不饱和脂肪，是地中海饮食中的主要食物，具有许多健康益处。

促炎食物

在受伤或感染期间，身体会释放化学物质以帮助保护它并抵抗任何有害生物。但是，食用过多的促炎食物可能会导致慢性低度发炎。

1糖和精制碳水化合物

摄入过多的糖和精制的碳水化合物与体内炎症增加以及胰岛素抵抗和体重增加有关。

2人造反式脂肪

人造反式脂肪可能是您可以食用的最不健康的脂肪。它们是通过将氢添加到液态不饱和脂肪中而产生的，以使其具有更固态的脂肪的稳定性。

3过量饮酒

虽然适度饮酒可带来一些健康益处。但是，较高的用量会导致严重的问题。大量饮酒可能会加剧炎症并导致“漏泄的肠道”，从而在整个身体内引发炎症。

4植物油和种子油

概要一些研究表明，大量食用植物油中的omega-6脂肪酸含量可能会促进炎症。但是，证据不一致，需要更多的研究。

6加工肉

加工肉富含AGEs等炎性化合物，其与结肠癌的强烈关联可能部分归因于炎症反应。食用加工肉会增加患心脏病，糖尿病，胃癌和结肠癌的风险。

FODMAP饮食

前不久提出了一种更有前景的直接针对肠道微生物群的营养方法，包括低可发酵低聚糖、双糖、单糖和（FODMAP）的饮食。

FODMAP是极易发酵但吸收不足的物质，分子量小，高渗效应导致肠道通透性增加。这些特性增强了肠道微生物群的发酵作用。

FODMAP饮食的负面作用

//容易营养缺乏

//对肠道微生物有负面影响

另一方面，低FODMAP饮食意味着限制食品中天然存在的益生元，如果聚糖和低聚半乳糖，通过减少糖化细菌，特别是双歧杆菌，对肠道微生物群组成产生负面影响。

//菌群数量减少

观察到，在静止期炎症性肠病患者中，低FODMAP饮食后，长双歧杆菌、青春期双歧杆菌和普氏双歧杆菌的数量减少。

由于双歧杆菌优先发酵果聚糖和低聚半乳糖，而普拉斯尼茨革兰阴性杆菌通过交叉喂养间接利用它们，因此，这种减少可能是由于到达肠道的可发酵底物数量的变化造成的。

长期服用低FODMAP饮食引起了一些担忧。除了评估饮食对炎症标记物或疾病活动的影响外，还需要对炎症性肠病患者低FODMAP饮食的充分性和安全性进行更多研究。

营养干预可能在炎症性肠病症状管理和延长病情缓解方面发挥重要作用。然而，需要进一步的研究来更好地描述饮食、肠道微生物群和炎症性肠病之间的关系。

饮食干预可能是挽救生命和降低医疗费用的可持续且具有成本效益的方式。但是，这些饮食干预措施的长期成功因人而异。成功与否取决于每个人的饮食建议是否可行，以及这些措施是否确实产生了预期的生理变化。

益生菌被定义为当摄入足够量时对宿主健康有益的活微生物。

益生菌作为操纵肠道微生物群内物种组成和代谢活动的一种手段，已被大量研究，以促进健康，预防或管理肠道疾病。

益生菌的作用可以是直接的，也可以是间接的，通过调节居民的微生物群或免疫系统。它们可以增强上皮屏障功能，增加对肠粘膜的粘附力，同时抑制病原体，促进对病原菌的竞争性排斥，产生抗微生物物质，并调节宿主的免疫系统。

例如，在感染或炎症状态下，益生菌可能会增加肠上皮细胞之间紧密连接的完整性，并防止肠细胞凋亡。此外，益生菌会产生短链脂肪酸和乳酸，降低肠上皮细胞的促炎反应，抑制潜在致病微生物的生长。

益生菌在炎症性肠病的作用

因此，使用益生菌调节肠道菌群，以对症和明确管理炎症性肠病具有巨大的治疗潜力。益生菌应从人类的肠道菌群中选择，不应对抗生素产生固有的耐药性。乳杆菌属（Lactobacillus）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）的成员通常被认为是安全的，是功能性食品和补充剂中使用最多的益生菌，因为它们被证明对健康有益。

益生菌对克罗恩病的作用暂不明确

使用益生菌治疗克罗恩病产生了相互矛盾的结果。一些研究已经成功地用益生菌治疗克罗恩病，如大肠杆菌（Escherichiacoli）、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)和布拉迪酵母菌（Saccharomycescerevisiaeboulardii）。

相反，也有报道称，鼠李糖乳杆菌未能维持克罗恩病的缓解。由于该研究领域缺乏精心设计的随机对照试验，目前关于益生菌诱导克罗恩病缓解的疗效和安全性的证据的确定性较低。

然而，最近公布的克罗恩病患者报告称，定期服用含有乳酸菌菌株组合（戊糖乳杆菌、短乳杆菌、植物乳杆菌、发酵乳杆菌、凯氏乳杆菌和林德纳乳杆菌）的产品导致其粪便中凯氏乳球菌丰度更高，症状的减轻和生活质量的提高。

益生元与合生元在炎症性肠病中的作用

益生元被定义为“通过选择性刺激结肠中一种或有限数量细菌的生长或活性，从而对宿主产生有益影响的非消化性食品成分，从而改善宿主的健康”。

益生元与短链脂肪酸（主要是醋酸盐、丙酸盐和丁酸盐）的生成增加有关，这可能有助于维持结肠内稳态。合生元是益生菌与益生元的结合，可能有利于活性克罗恩病患者，是治疗该疾病的潜在疗法。长期研究表明，服用合生元对活性克罗恩病有很好的疗效。

对最初接受氨基水杨酸盐和泼尼松龙治疗方案但未能缓解的患者进行合生疗法试验。合生元包括高剂量的益生菌短双歧杆菌、长双歧杆菌和干酪乳杆菌，以及作为益生元的木薯。

//一定程度上改善克罗恩病症状

大多数患者的临床症状有所改善。车前草已被证明有助于腹泻患者，改善粪便粘稠度和黏度。其他随机对照试验评估了克罗恩病患者服用含有长双歧杆菌与商业益生元组合的合生元后，临床症状和组织学评分得到了有效改善，肠粘膜中的长双歧杆菌和其他种类的双歧杆菌定植增加。

此外，在3个月时，治疗组对粘膜白细胞介素18、干扰素（INF-g)和白细胞介素1b的影响不大，而TNF-a的表达在6个月时显著降低。粘膜中双歧杆菌物种的更高丰度可促进与参与调节促炎细胞因子途径的致病物种的竞争，从而刺激更具免疫调节性和耐受性的免疫反应。

//缓解溃疡性结肠炎

大肠杆菌Nissle1917是一种非致病性大肠杆菌菌株，可防止和对抗病原菌的定植。它减少结肠粘膜损伤，降低上皮通透性，有效维持溃疡性结肠炎缓解。

混合益生菌VSL#3由8株细菌组成，包括嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜热链球菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和长双歧杆菌。它下调宿主免疫反应，改善上皮屏障功能，增加粘液生成。

综合分析显示，VSL#3与安慰剂相比，在诱导缓解方面有显著益处的趋势，而与美沙拉秦相比，大肠杆菌Nissle1917在维持缓解方面表现出非劣效性。

一种类似的合生元被证明在溃疡性结肠炎治疗中有用。肿瘤坏死因子、白细胞介素1a是驱动炎症和诱导防御素表达的炎症细胞因子，治疗后也显著降低。试验组的活检减少了上皮组织的炎症和再生。肿瘤坏死因子在活动性溃疡性结肠炎的发病机制中起着关键作用。因此，抑制炎症溃疡性结肠炎粘膜中肿瘤坏死因子的分泌是治疗疾病和预防复发的主要目标。

虽然益生菌或合生元的使用对溃疡性结肠炎的治疗和维持有积极作用，但在克罗恩病中，只有合生元显示出明显的效果。

益生菌疗法可以通过与促进结肠中益生菌生长的益生元结合而潜在地得到改善。使用合生元的另一个优点是，益生元成分可以促进肠道内具有益生菌特性的本地生物体的生长。使用益生菌调节肠道细菌组成，并可能减少炎症或激活先天免疫，可用于治疗策略中，以恢复宿主肠道微生物群。

益生菌可能通过操纵微生物群来增加有益微生物的数量，减少可能有害的细菌，从而减少炎症触发因素，从而增加肠道生物多样性，改善炎症性肠病患者的症状。不过，不同微生物菌株和临床环境的益生菌效果不同。因此，对于大多数炎症性肠病患者来说，很难实现一般益生菌配方。

这种新的方法涉及位点特异性免疫调节剂，它是一种复杂的生物制剂，旨在以靶向、器官特异性的方式激活先天免疫应答。

QBECO治疗

因此，QBECO治疗不是抑制免疫功能，而是通过新免疫细胞的产生和动员，优化异常免疫反应，重建正常屏障功能和粘膜稳态，从而克服胃肠道免疫失调。

QBEOO减轻了炎症性肠病的病理

QBECO已经在诱导性结肠炎和炎症性肠病患者的实验模型中进行了测试。服用QBECO后，小鼠结肠炎的严重程度总体降低。该疗法减弱了肠道病理，改善了粘膜完整性，从而减少了胃肠粘膜的免疫细胞浸润，尤其是中性粒细胞的数量。

//溃疡性结肠炎患者症状改善

在同一研究中，大多数接受QBECO治疗的UC患者在接受16周治疗后，其疾病在临床、内镜和组织学方面均有改善，粘膜完整性也有所改善。此外，治疗后1周内直肠出血明显减少。QBECO治疗还降低了结肠粘膜UC患者中中性粒细胞的数量，正如在诱导性结肠炎小鼠中观察到的那样。

//克罗恩病患者症状也有改善

接受微生物QBECO治疗的克罗恩病患者也报告症状改善。在第一种临床方法中，十分之七的患者在至少三个月的治疗期间症状完全缓解。三名患者在停止药物治疗和QBECO治疗后持续出现临床病情缓解。此外，研究期间未报告严重不良事件。

最近对68名中重度克罗恩病患者进行的随机对照试验（RCT）评估了QBECO的安全性、疗效和耐受性。接受QBECO治疗的患者对治疗有良好的耐受性。

与安慰剂相比，到第8周时，疾病活动显著减少。之前接受肿瘤坏死因子抑制剂治疗的患者在第8周对QBECO反应的可能性较小，但随着治疗持续到第16周，症状有所改善，这表明可能需要更长的疗程才能在这些受试者中取得最佳结果。

此外，在随机对照试验期间QBECO治疗改善的克罗恩病患者产生IL-18，血清IFNg、IL-12p70和IL-17A水平较高，证实了对细菌刺激的有效免疫反应。

利用基于微生物的免疫疗法，如QBECO，其功能是有效激活而不是抑制粘膜免疫功能，这是一种新的炎症性肠病治疗思路。然而，还需要进一步研究来评估这种新型免疫治疗方法在溃疡性结肠炎和克罗恩病治疗中的安全性和疗效。

用捐赠的粪便或纯化的粪便培养物进行粪便微生物群移植是目前治疗复发性艰难梭菌感染的常规方法。越来越多的人认识到微生物群失调在炎症性肠病发病机制中的作用，促使人们研究粪便移植作为一种潜在的炎症性肠病新疗法。

粪便移植改善炎症性肠病的证据进展迅速，前景看好。然而，关于这种治疗的疗效，有报道称结果相互矛盾。

例如，粪便捐赠者样本的厌氧处理可保存可存活的厌氧菌用于移植，并可能影响临床结果。

粪菌移植在溃疡性结肠炎中的作用

//胃肠道症状改善，微生物群与健康者相似

一项前瞻性研究调查了溃疡性结肠炎患者粪便微生物群移植的临床疗效，结果表明，治疗后胃肠道症状改善，健康肠道微生物群重新繁殖。移植后，微生物群逐渐与健康献血者相似。克雷伯菌属和链球菌属的相对丰度下降，普氏菌属的相对丰度增加，表明这些属的变异可能是导致溃疡性结肠炎发病的重要因素。

//微生物多样性显著增加

粪便移植后病情缓解的溃疡性结肠炎患者粪便中的霍氏真杆菌（Eubacteriumhallii）和inulivoransRoseburia富集，粪便样本中的短链脂肪酸水平升高。此外，未获得缓解的患者Fusobacteriumgonidiaformans、Sutterellawadsworthensis和埃希氏杆菌的富集。

需要进一步研究来评估炎症性肠病患者粪便微生物群移植的长期缓解维持和安全性。

根据个体特征，使用各种特定肠道保护微生物菌株或其代谢物组合，可能比整个粪便微生物群移植更有效、更安全。

肠道微生物群失调似乎在炎症性肠病的发展中起着重要作用。发现可能导致慢性炎症的肠道微生物特征至关重要。

影响宿主微生物群的遗传和环境因素需要进一步研究。为了开发个人定向治疗，还迫切需要更广泛地鉴定促进健康的微生物类群。

未来的另一个主要目标是选择个性化的益生菌或合生元疗法（或微生物特异性粪便移植）来治疗单个炎症性肠病患者，为实现长期缓解甚至完全治愈炎症性肠病做出巨大贡献。

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有以上状况的小伙伴注意，可能是慢性炎症在体内作怪。炎症是我们免疫系统的自然反应，也就是说身体和病原体斗争，试图自愈的过程。

NOD样受体(NLRs)（如NLRP3、NLRP1和NLRC4）的激活导致高度调节的蛋白复合物（称为炎症小体）的募集，其激活启动下游炎症细胞因子的产生，主要是白细胞介素1β(IL-1β)和白细胞介素18(IL-18)对细胞应激的反应。

其他中介包括趋化因子、脂质介质、急性期蛋白如C-反应蛋白(CRP)、转录因子包括核因子κB(NF-κB)和主要免疫细胞类型。

然而，急性炎症如果不受控制，则可能发展为永久性疾病，导致组织损伤、血流动力学改变和器官衰竭。

炎症和氧化应激相互作用对于理解肥胖症的生理病理学至关重要，包括内质网功能受损、脂肪组织缺氧、线粒体改变和活性氧过度产生。

由此产生的未解决的免疫激活不仅影响局部组织，还影响全身生理学，即所谓的代谢性炎症。

了解日常饮食中的营养物质对炎症的影响和调节，可以帮助我们在日常饮食中有意识地进行相应调整，从而更好地改善健康状况。

纵向和观察性研究表明，膳食维生素摄入量与炎症特征之间存在一些关联。

例如，维生素C和E或胡萝卜素的摄入与血清CRP浓度的概率成反比>美国成年人服用3mg/L。

饮食维生素K1（叶喹酮）摄入量变化的上三分位受试者（随访1年后）的IL-6和TNF-α血浆浓度比最低三分位组的受试者下降更大。

消费>健康成人每天摄入310毫克的膳食胆碱（通常归入复合维生素B组），血液中CRP、IL-6和TNF-α浓度较低。

系统总结了探索维生素对炎症状态影响的临床试验结果（下表）。一些研究发现，补充维生素后有助于降低炎症。

表临床试验：维生素和生物活性化合物抗炎作用

doi:10.1007/s13679-022-00490-0

矿物质和微量元素对人体的结构、免疫和代谢功能至关重要。

高镁摄入与绝经后妇女体内潜在炎症标志物（CRP、sTNF-R2和IL-6）的血浆浓度降低有关。

一项嵌套病例对照研究报告，绝经后妇女的饮食锰与血清促炎细胞因子循环水平存在相反的关联。

据报道，淋巴细胞增殖和IL-2R表达的变化是健康男性轻度缺锌的早期标志。

还显示了补充某些矿物质对人体抗炎作用的主要结果（下表）。

表分析某些矿物质抗炎作用的临床试验

膳食碳水化合物对健康的影响取决于数量和质量特征。有趣的是，低碳水化合物饮食（总能量的20%）显著改善了糖尿病患者的亚临床炎症状态（血清IL-1Ra和IL-6水平较低）。

值得注意的是，坚持低碳水化合物饮食（占总能量的35%）可以降低肥胖女性的炎症标记物水平。

此外，低碳水化合物饮食的总体效果良好(≤30克/天）。此外，如其他地方报道的那样，与低脂饮食（总能量的24%）相比，极低碳水化合物饮食（占总能量的12%）可减少炎症反应。

血糖指数（GI）旨在根据对餐后血糖浓度的影响，从生理学上评估不同食物的碳水化合物质量。

有趣的是，高GI饮食（基于煮熟的意大利面，GI=35）显著增加了瘦健康受试者单核细胞中NF-κB的激活率。

事实上，在糖尿病患者中，高GI饮食(GI>70)诱导的负面代谢和炎症反应被低GI饮食(GI<55)抵消。

此外，DIOGenes试验的结果表明，超重或肥胖受试者在减肥后，低GI碳水化合物（高GI碳水化合物的差异为15分）可以减少通过减肥饮食维持的低度炎症。

一项随机干预试验表明，从天然富含纤维的饮食或从补充剂中摄取纤维（30g/天）可以显著降低瘦削正常血压参与者的循环CRP水平。

此外，中年成人膳食纤维摄入量（平均16.8克/天）和CRP血清浓度之间存在显著的负线性关系。

扩展阅读：肠道菌群与蛋白质代谢

事实上，临床证据表明，高脂饮食（即接近总能量的75%）会导致循环游离脂肪酸的过度生产和全身炎症。

越来越多的证据表明，膳食饱和脂肪酸（SFA）在肥胖和炎症之间起着重要的联系。

有趣的是，与摄入正常饱和脂肪的受试者相比，摄入超过10%能量作为饱和膳食脂肪的受试验者血清CRP水平升高(<7%的热量摄入）。

同样，摄入膳食饱和脂肪酸（100毫升饱和脂肪含量为70%的乳脂）导致女性血浆CRP的脂质诱导升高，与肥胖状况无关。

单不饱和脂肪酸（MUFAs）被认为是一种健康的脂肪，油酸（OA）是日常营养中最常见的MUFA。

对于不同剂量的MUFA治疗炎症特征的进一步对照试验是有保证的。

在过去的几年里，大量证据支持多不饱和脂肪酸（PUFAs）在预防心血管疾病和其他炎症性慢性疾病方面的有益作用。

此外，一些临床试验评估了高PUFA饮食处方或通过补充PUFA对炎症结果的影响。例如，鱼油补充（38.2克/天EPA+90天内的DHA）降低了高血压患者血液中促炎症标记物的水平。

健康的年轻人服用n-3PUFA（2.5g/天，2085mgEPA和348mgDHA）12周后，血清IL-6水平下降了14%。

在超重成人中，低(1.25g/天)或高(2.5g/天)剂量的n-3PUFA补充4个月可以减少炎症反应(特别是血清IL-6和TNF-α浓度)。

反式脂肪酸（TFA）主要由植物油氢化或反刍动物衍生食品（包括乳制品和肉类）在工业上形成。

男性服用TFA（占总脂肪的8%）后血清CRP浓度升高。

胆固醇过高可能会对健康产生有害影响，包括一些影响炎症状态的过程。

例如，在伊朗成年人中，血清CRP浓度的最高四分位数（5.9mg/L）与饮食胆固醇的摄入量较高（189mg/天）有关。

膳食蛋白质的数量和质量是营养价值和身体/内分泌稳态的主要决定因素。

此外，摄入高（总能量的30%）或低（总能量10%）蛋白质饮食会导致病态肥胖个体的血液CRP浓度降低。

此外，在黄酮、黄烷酮和总黄酮摄入量较高的女性中，发现血清IL-8水平较低（五分位数最高=分别为264ng/L、273ng/L和276ng/L）。

值得注意的是，许多随机临床试验已经测试了几种多酚的抗炎潜力，其结果总结如下：

表分析某些多酚抗炎作用的临床试验

肠道微生物群与膳食多酚互作对人体健康的影响

关于对炎症的影响，总摄入（中位数54g/天）、未加工（中位数47g/天）。

在英国成年人中，食用加工肉与血清CRP水平增加有关（每天摄入50克以上，差异为38%）。

在一项针对巴西人的横断面研究中，增加酸奶摄入量（中位数为10克/天）似乎会产生抗炎作用，而奶酪摄入量的增加（中位数10.7克/日）可能会加剧促炎状态。

ATTICA研究的结果显示，每周食用11-14份乳制品的人的CRP、IL-6和TNF-α血水平低于每周食用8份以下的人。

ATTICA研究结果显示，习惯性鱼类消费之间存在独立关联（>每周食用300克鱼），并降低健康成年人的炎症标记物水平，包括CRP、IL-6、TNF-a、血清淀粉样蛋白a和白细胞计数降低。

在6年的随访中，食用鱼（约100克/周）可降低健康成人的内皮功能障碍和轻度炎症。

事实上，随着每周摄入鱼的频率（0天、1-2天、3-4天或5-7天）的增加，全身炎症的标志显著降低（全身炎症的标志：中性粒细胞/淋巴细胞比率）。

近年来，食用昆虫被公认为具有抗炎和抗氧化特性的高价值食品。

然而，需要对人类进行更多的研究来证实这些发现，以便推荐习惯性食用食用昆虫作为消炎疗法。

中国女性食用大量十字花科蔬菜（最高五分之一>140.6g/天）显示循环中TNF-α、IL-1β和IL-6水平降低。

在一项随机交叉试验中，14天内食用十字花科蔬菜（14g/kg体重）持续降低健康年轻人的循环IL-6.

详见：常见水果对肠道菌群、肠道蠕动和便秘的影响

在两个大的美国人队列中，与从未或几乎从未的频率类别的个体相比，每周坚果摄入五次或更多次的受试者的CRP和IL-6血浓度显著降低。

研究表明，在健康饮食中添加杏仁（4周内每天56克）可以改善中国糖尿病患者的炎症和氧化应激。

一项随机试验还发现，在健康成年人中，食用杏仁（用杏仁替代对照饮食10–20%等量摄入4周）可以降低血清CRP水平。

事实上，在青少年和青年人中，杏仁喂养（每天56克，持续90天）后，血浆TNF-α和IL-6水平下降。

据报道，每天服用50毫升特级初榨橄榄油（EVOO），为期两周，可降低稳定型冠心病患者的血浆IL-6和CRP水平。

EVOO（50mL）对正常血压的健康受试者具有急性餐后抗炎和抗氧化作用。

超重和肥胖受试者食用全麦小麦（8周内每天70克）后，血清TNF-α水平下降，血浆IL-10水平升高。

GRANDIOOS研究的结果表明，食用全麦小麦（每天98克，持续12周）可能会促进超重/肥胖和轻度高胆固醇血症患者的肝脏和炎症恢复力。

与习惯性饮食相比，一项为期6周的富含豆类的饮食营养试验（在所有干预阶段共摄入24包65克）显著降低了糖尿病患者的CRP浓度。

基于豆类的低热量饮食（每天160–235克，持续8周）持续降低超重/肥胖受试者的促炎状态并改善代谢特征。

在肥胖女性中，8周内补充绿茶提取物（450mg/天）改善了氧化应激生物标记物，降低了IL-6循环水平。

3个月内饮用绿茶（379mg/天）可降低肥胖、高血压患者的血清CRP和TNF-α浓度。

高咖啡消耗量（每天8杯）对习惯性咖啡饮用者的亚临床炎症产生了有益影响。

在年龄较大的非西班牙裔白人中，大量饮用咖啡（等于或超过2.5杯/天）的人全身炎症较低。

另一方面，来自ATTICA研究的分析报告称，中度至重度咖啡摄入后，炎症标记物（包括IL-6、TNF-α和CRP）增加（>200毫升咖啡/天），强调剂量对结果的重要性。

补充蜂胶和限制热量饮食8周可以显著改善非酒精性脂肪性肝病患者的血糖稳态、肝纤维化评分和肝功能。

一项双盲安慰剂对照随机临床试验，44名非酒精性脂肪性肝病患者，用蜂胶和热量限制饮食(500千卡/天)干预，发现炎症因子降低，包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、toll样受体-4(TLR-4)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的血清水平以及肝酶和脂肪肝的严重程度显著降低。

现有证据表明，定期食用黑巧克力可能会减少炎症，尤其是对于每3天食用一份（20克）黑巧克力的消费者而言。

在一项随机平行临床试验中，与仅遵循一般生活方式指南的受试者相比，服用黑巧克力（8周内服用30克84%的黑巧克力）并保持健康生活方式的糖尿病患者的炎症标记物（CRP、TNF-α和IL-6）水平较低。

事实上，急性黑巧克力摄入（50克）通过增加IL-10的表达和减弱细胞内促炎性应激反应而引发抗炎症结果。

健康女性在摄入黑巧克力（一周内每天100克）后，CRP的血液水平较低，这在男性中没有发现。

在过去几十年里，几项调查已经确定了香料和草药在预防和治疗各种慢性病方面的有效作用。这些烹饪成分的多种健康特性归因于具有潜在抗炎特性的生物活性成分，如含硫分子、单宁、生物碱和酚类二萜。下表总结了探索香料对炎症状态影响的临床试验结果。

表分析某些香料和烹饪成分抗炎作用的临床试验

益生菌、益生元和合生元是有益的微生物、底物（多糖和寡糖）或最终也可能缓解炎症症状的组合。

对于糖尿病患者，建议补充益生菌和合生元，通过持续降低循环中CRP和TNF-α的水平来减少炎症表现。

关于肠道疾病，最近有报道称，使用益生菌（基于乳酸杆菌和双歧杆菌）和合生元可以促进抗炎反应并平衡肠道内稳态。

短链脂肪酸（称为后生元的非活性细菌产物）的抗炎作用是通过抑制肠上皮细胞中的NF-κB通路、Treg细胞分化和促炎细胞因子阻断来介导的。例如，干酪乳杆菌DG和衍生后生物抑制肠易激综合征患者结肠粘膜中IL-8、IL-1α、IL-6和TLR-4的表达水平。

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值得注意的是，在北美，素食对血液CRP和IL-6水平的有益影响是由BMI介导的。此外，一项系统回顾和荟萃分析显示，素食饮食模式也降低了免疫生物标志物，如纤维蛋白原和白细胞总浓度。

对观察性和干预性试验的系统审查表明，北欧饮食（以北欧国家的主食为基础）对低度炎症缓解有积极影响。潜在机制包括代谢综合征患者的促炎症基因下调，尤其是TNFRSF1A和RELA。

就亚洲地区而言，健康的日本饮食模式（富含蘑菇、海藻、大豆制品和土豆、蔬菜、鱼类/贝类和水果）似乎可以发挥抗炎作用，改善当地消费者的心理健康。

墨西哥传统饮食（TMexD）已证明可以降低墨西哥裔女性的全身炎症和胰岛素抵抗风险。TMexD的特定食物包括玉米、豆类、辣椒、南瓜、番茄、仙人掌和洋葱，它们富含纤维、维生素、矿物质和辣椒素，具有潜在的抗炎和抗氧化特性。

在6周内，DASH饮食模式（以水果和蔬菜、低脂乳制品和复合碳水化合物的大量摄入为特征）降低了代谢综合征青少年的CRP循环水平。在女性成年人中，DASH饮食与伊朗人血清CRP水平较低有关，但与IL-17A浓度无关。定量评估显示，随访4周后，DASH饮食使CRP降低了13%。

PREDIMED试验的结果表明，地中海饮食（富含蔬菜和水果、纤维和维生素C和E）具有抗炎作用，因为它下调了动脉粥样硬化形成过程中涉及的细胞和循环炎症生物标记物。

在这个队列中，地中海饮食降低了血清CRP和IL-6水平，以及内皮和单核细胞粘附分子和促炎性趋化因子。此外，在随访1年后，Med饮食（包括EVOO和蔬菜）降低了心血管高危患者的血浆TNFR60浓度。长期（3年），PREDIMED试验通过与对照低脂饮食相比降低IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α水平，证实了Med饮食的抗炎作用。

此外，瑞典类风湿关节炎患者的不良饮食质量（考虑到习惯性随意饮食，如糖果、蛋糕、软饮料和油炸土豆）与炎症增加有关，如血浆CRP和红细胞沉降率。

在这种情况下，在饮食质量较差的成年人中，不吃早餐与血清CRP浓度升高之间存在显著关联。在一项随机对照交叉试验中，不吃早餐会导致人类外周血单核细胞和单核细胞中NLRP3炎性体的更高活化。

间歇性禁食（IF），即个体连续或隔天禁食，改善了肥胖男性的全身炎症。然而，在超重或肥胖的女性中发现了间歇性禁食后，脂肪组织中巨噬细胞浸润(CD40+)和骨骼肌(CD163+)的生物标志物短暂升高。

对精确变量（年龄、性别、身体表型、习惯性饮食摄入、体力活动水平和生活方式）以及个性化问题（遗传背景、表观遗传特征、微生物群组成、基因表达谱和代谢指纹）的综合分析可能有助于制定更个性化的治疗方案，以改善炎症的营养和药物管理。

表观遗传标记（包括DNA甲基化、miRNA表达和组蛋白修饰）在炎症基因转录中起着基础作用。

具有促炎和抗炎作用的基因表达最终决定炎症的结果。

代谢组学是一种综合方法，可用于剖析炎症的局部和全身代谢后果，为炎症疾病的调节提供新的见解。

这些应用有助于阐明独特和特异的炎症代谢类型，扩大了我们对人类代谢复杂性和多样性的理解。

总的来说，这些新颖的科学见解正带来精确药物/营养战略，以预防和控制具有炎症背景的流行性慢性病。

营养物质对生命和健康至关重要，不仅有助于疾病预防、健康维护和疾病管理，而且可以抵御内源性和外源性有害因素，包括炎症/氧化应激或免疫系统功能障碍。

促炎

促炎营养因素包括大量食用富含简单碳水化合物、膳食饱和脂肪酸、TFA、胆固醇和动物蛋白的食物，以及习惯性不吃早餐和晚吃暴食。

抗炎

潜在的抗炎化合物包括MUFA、PUFA、抗氧化维生素和矿物质、生物活性分子（多酚）、特定食品（乳制品、全谷物、鱼类、油籽、水果和蔬菜、食用昆虫、豆类、绿茶和咖啡），烹饪香料（肉桂、姜、小茴香、大蒜和姜黄）和一些饮食习惯，包括间歇性禁食和限时进食。

目前的证据有助于理解营养与代谢性炎症之间的关系，为慢病的控制和管理提供了新的见解和潜在目标。

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Pantoea（泛菌属）：是肠杆菌科内一个高度多样化和多变的菌属，也是肠道内神秘的“善恶兼备”的细菌。

直到最近，人们对Pantoea还是一个模棱两可的认知。用研究人员的话来说：

“这些物种既是植物，动物，人类的机会病原体，又能生产在除草剂，重金属螯合剂，抗生素等方面发挥着非常关键的作用。”

该菌无论命名还是功能都很有的“故事性”

它最初被命名为：

Bacillusagglomerans

后来被称为：

Enterobacteragglomerans

1989年将所有归类为类似的物种创建了一个名为Pantoea属（泛菌属）。

泛菌属物种在自然界中无处不在

已从污染物质、土壤、水、植物（作为附生植物或内生植物）、种子、水果（例如菠萝、橘子）以及人和动物的胃肠道、乳制品、血液和尿液等分离出来。

与皮肤、软组织、骨骼、关节感染有关

通常是在被污染的物体造成穿透性创伤，或摄入受污染的动植物后导致人类机会性感染，尤其是当免疫系统受损时。

泛菌属有20多个物种，其中90%以上的感染与2个物种有关：

成团泛菌(Pantoeaagglomerans，P.agglomerans)是一种罕见的机会性人类病原菌

由植物材料的伤口感染或医院获得性感染引起，主要发生在免疫功能低下的个体中。患者年龄从早产儿到老年人与复杂产科等人群。

P.agglomerans自发性菌血症还与胃食管反流病、活动性恶性肿瘤和终末期肾病患者有关。而另一方面，P.agglomerans被用于生产“Andrimid”，一种新型的、有前途的乙酰辅酶A羧化酶抑制剂，一种强效的广谱抗生素。

Pantoeadispersa参与机会性感染

同样，关于Pantoeadispersa（P.dispersa）也一样，越来越多证据显示该菌参与机会性感染，特别是在受损的老年患者以及婴儿中。印度中部首次报告了涉及该物种的新生儿败血症病例。相继的，2014年，有报告病例P.dispersa引起菌血症，再次被认为是机会主义入侵者。

其它的还有Pantoeaananatis（P.ananatis，菠萝多源菌）和Pantoeacalida（P.calida）

这些是机会主义的多重耐药菌微生物，通常会导致医院感染。尼泊尔的一份最新报告表明，上面两种菌可能是两个儿科病例的感染原因，尤其是在术后期间。

Pantoeabrenneri（P.brenneri）和Pantoeadispersa（P.dispersa）最近被鉴定为人类临床样本中的一种新物种，也被报道对人类具有致病性。

应该注意的是，根据报告只有大约20%的病例能够在培养中分离出泛菌属物种。虽然泛菌属菌血症可能是短暂的，但其引起的临床恶化的不容忽视。

早期诊断和正确使用抗生素可以预防潜在的并发症

值得注意的是，大多数报道的泛菌属（Pantoea）感染对广谱抗生素敏感。除了偶尔的严重临床过程外，大多数关于Pantoea物种可以通过适当的抗生素和支持性管理进行治疗。

目前全世界范围报告了越来越多的泛菌属导致的感染。而且在我们肠道菌群检测实践中也发现许多健康状况不良的人群，尤其幼儿和老年患者中检出高丰度的Pantoea菌，这也是本次调查和讨论该菌的原因之一。

该例报告是一个4个月幼儿做完直肠和乙状结肠切除手术一个月后的菌群检测，菌群结果显示有害菌较高，其中包括Pantoea，丰度高达20%显示超标，该检测结果在临床上有重要的用药管理价值。

泛菌属是在1989年提出的，泛菌属以前包括在肠杆菌属中。肠杆菌属经历了重大的分类修订。

这个单系群的基础谱系包含第二群，其中包含许多植物致病群，包括Dickeya、Pectobacterium和Brenneria，以及内共生菌Sodalis.

doi.org/10.1093/femsre/fuv027

泛菌属有20个物种，由13个不同的DNA杂交组组成。其中P.agglomerans和P.dispersa是该属中最先发现的两个物种，这两个物种是与新生儿感染有关的最常见物种。

下图Pantoea菌株的邻接系统发育，基于由部分rpoB、gyrB、atpD和16SrRNA基因组成的连接数据集。

与每个代表性类型菌株相邻的符号表示该物种组内的菌株从临床环境（红色圆圈）、作为附生植物或病原体的植物宿主（绿色正方形）或从自然环境（紫色三角形）中分离出来。

仅来自植物：

P.deleyi、P.anthophila、P.allii、

P.cypripedii、P.wallisi、

P.rodasii、P.rwandensis；

仅来自临床：

P.conspicua、P.brenneri、

P.septica、P.eucrina；

仅来自室外环境：

P.gavinae

从自然环境或加工产品中鉴定出P.calida、P.dispersa和P.gavinae的分离株。此前，已经提出了其他几个物种，包括P.citrea、P.punctata和P.terrea；然而，这些后来使用多位点序列分析(MLSA)方法重新分类为Tatumella属。

菌株分型和群体遗传学研究对于流行病学目的和识别具有重要表型的菌株（如对植物或人类的毒力）是必要的。例如，重要的是确定P.agglomerans菌株感染人类或引起植物特定疾病的能力是否不同。已有研究使用荧光扩增片段长度多态性(fAFLP)或脉冲场凝胶电泳对成团泛菌菌株进行了区分。

使用d-酒石酸盐可以将P.agglomerans与其他Pantoea物种区分开来，而myo-肌醇和内消旋酒石酸盐仅用于P.agglomerans和密切相关Pantoea物种。

目前，泛菌属内仍然存在相当大的分类多样性，其中一些欧文氏菌的分离株仍未分组。仍有许多工作要做，用以澄清该属的系统发育分类。

泛菌属基因组的测序有助于人们探索分离株在不同环境中茁壮成长的遗传因素。几种泛菌属分离株的基因组，如P.agglomerans、P.stewartii、P.vagans、P.ananatis，揭示了从4.5到6.3MB的基因组大小和52-55%的G+C含量。

尽管迄今为止还没有对泛菌属的广泛系统比较或进化基因组分析，但在更具体的分析中发现的一些常见基因组特征包括酰基高丝氨酸内酯和其他群体感应基因,植物生长促进基因,DNA修复基因、致病因素以及IV型和VI型分泌系统。

最近使用测序的泛菌属和欧文氏菌基因组对VI型分泌系统(T6SS)进行了比较基因组分析，结果表明一种T6SS变体在来自不同环境的泛菌属分离物中普遍存在。特别是一个基因座，T6SS-1基因座，包含两个高度保守的核心区域，它们与包含hcp和vgrG的可变区域交替，这些区域编码分泌的效应蛋白。

hcp和vgrG岛包含在Pantoea菌株的保守区域，并在抗菌、真菌细胞壁降解和动植物发病机制中与已知作用的基因同源。然而，这些结构域在来自不同环境的分离物中的存在表明可能存在遗传多样性和适应性的先天能力，这种适应性也反映在泛菌属的质粒中。这也是该物种在自然界中广泛存在的原因。

对至少20个分离株的比较基因组研究导致鉴定了大泛菌属质粒家族(LPP-1)，其范围从280到789kb，发现分布在代表7个不同物种的20个泛菌属分离株中，包括：

P.agglomerans,P.vagans,P.eucalyptii,

P.anthophila,P.stewartii,P.ananatis,

P.cypripedii

质粒编码位点与各种糖、碳水化合物、氨基酸和有机酸的代谢和运输，以及铁和氮的同化、抗生素和重金属抗性、宿主定植、发病机制和抗菌作用有关。这说明了该质粒家族的可塑性，这可能有助于不同物种群的成员之间保持能力多样性。

基因组比较虽然主要限于一小群分离株，但已经对赋予关键生存和宿主关联能力的毒力、抗性和代谢决定因素的性质产生了重要的见解。额外基因组的可用性将使更大的比较基因组分析成为可能，从而可以确定导致物种水平多样化的特定进化过程。此类研究还将允许评估个体泛菌属的致病潜力鉴于目前使用一些分离物作为生物防治、生物修复和治疗剂。

泛菌属物种在自然界中无处不在。已从污染物质、土壤、水、植物（作为附生植物或内生植物）、种子、水果（例如菠萝、橘子）以及人和动物的胃肠道、乳制品、血液和尿液等分离出来。

AlyssaM.W.etal，EMSMicrobiologyReviews，2015

泛菌属（Pantoea）是肠杆菌科中一组呈黄色、杆状的革兰氏阴性菌。它们是兼性厌氧菌，氧化酶阴性。非包膜、非孢子形成的活动杆菌，具有周毛鞭毛，在营养琼脂中形成光滑、半透明和凸面的菌落。

Pantoea可以利用D-木糖、D-核糖、麦芽糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-果糖、海藻糖和D-甘露醇作为能量代谢的碳源。

革兰氏染色上的成团泛菌（一种革兰氏阴性杆菌）

泛菌属会感染人类吗？可能带来什么样的后果？

人类通过摄入受感染的植物或刺突而接触。它也可能导致人类机会性感染，尤其是当免疫系统受损时，可能导致伤口、血液、肠道和尿路感染。

据报道，这种革兰氏阴性杆菌会导致新生儿ICU中的机会性血流感染。Pantoea可作为社区获得性感染（包括职业接触）或医院获得性感染引起人类感染。

临床案例中报告了广泛的疾病已被归咎于泛菌属，包括脓毒性关节炎、骨髓炎、菌血症和败血症以及腹膜炎等，尽管其中大多数疾病的直接原因尚未得到证实。然而，几次新生儿暴发导致多起因败血症性休克和呼吸衰竭而死亡。

它们还可能引起过敏和过敏性肺炎。在儿童，尤其是新生儿中，感染好发于呼吸道，导致呼吸衰竭导致高死亡率。

脓毒性关节炎或滑膜炎是外源性成团P.agglomerans感染的常见临床结果。

可能感染哪些部位和器官？

各种部位和器官都会受到泛菌的影响，导致：

伤口感染、滑膜炎、脓毒性关节炎、骨髓炎、血流感染、腹膜炎、胆石症、眼内炎、心内膜炎、泪囊炎、尿路感染、脑膜炎、脑脓肿、呼吸道感染。

值得注意的是，已从免疫功能正常和免疫功能低下的患者中鉴定出泛菌菌株，患者年龄从早产儿到老年人不等。P.septica、P.calida、P.dispersa、P.ananatis、P.agglomerans、P.eucalyptii菌株已常规从人体伤口、骨折、血液和其他液体、皮肤和表面拭子、粪便、囊肿和脓肿中分离出来，以及来自尿道、气管和口咽部的拭子。

泛菌属临床分离株实际上可能属于其他属/种

一些工作表明，这些和许多其他已被标记为泛菌属菌株的临床分离株实际上是被错误识别的。一项研究表明，临床和动物分离株报告为泛菌属的成员（最常见的是P.agglomerans）实际上属于其他泛菌属物种组，甚至其他属，如肠杆菌属。在临床分离株被证实为泛菌属的情况下，它们属于多个物种群，包括P.septica、P.calida、P.brenneri、P.eucalyptii、P.agglomerans.

为了试图了解泛菌属分离株的致病潜力，以及是否有证据表明谱系间宿主关联和/或宿主特化的演变，已经使用经过验证的临床和环境泛菌属分离株的集合进行了几项MLSA研究，以评估哪些临床和环境分离物聚集在一起。

临床分离株&环境分离株

临床和环境分离株的独立系统发育聚类（分为致病组和非致病组）被认为强烈支持谱系特异性宿主适应，正如其他肠道菌如大肠杆菌所见。在对泛菌进行的所有系统发育研究中，许多物种群的环境和临床分离株，包括P.agglomerans、P.ananatis、P.eucalyptii不会在每个物种群内形成独特的集群，而是混合在一起。

这种系统发育结构通常表明分离株具有未知的宿主关联能力，临床分离株可能具有定殖植物宿主的潜力，环境分离株可能具有定殖人类宿主潜力。

此外，P.agglomerans的分裂分解分析揭示了分离株之间的实质性重组，展示了在具有不同能力的个体分离株之间转移遗传决定因素的能力。

对植物和临床泛菌属分离株的毒力潜力评估

这两项研究表明，泛菌属分离株的宿主定植能力仍然不可预测，大多数分离株的植物或动物宿主范围/宿主关联能力未知。值得注意的是，Pantoea还被发现菌株与陆生和水生动物有关，包括鸟类、鱼类、无脊椎动物、熊和反刍动物，这可能暗示了涉及动物宿主的生活史。

在1994年1月1日至2005年6月1日期间在荷兰对6,383名患者进行的一项研究中，125名患者(2%)报告了泛菌属定植，但没有聚集。

常见的定植部位包括气管、泌尿道和肠道。另一个病例系列指出，在2005年1月至2006年12月期间，科威特在2005年1月至2006年12月期间，入住两个不同ICU的1,665名新生儿中，有5名因泛菌属菌株导致院内血流感染。

在来自土耳其的一项单中心研究中，该研究评估了泛菌属的临床和微生物学特征从2000年到2015年，在儿科患者中，新生儿感染占34.7%（23个泛菌属分离株中有8个）。

2003年报道一例71岁德国女性急性髓细胞白血病、多发性骨髓瘤并发呼吸道感染病例。该患者支气管肺泡灌洗液培养出P.dispersa。

2006年报道一例，两名成年患者出现关节感染，关节液培养显示P.dispersa生长。

2013年报道一例P.dispersa从2名患有早发性败血症的印度新生儿中发现。

2019年报道一例从一名急性胆管炎患者身上分离出P.dispersa的病例。在这项研究中，它是第一个从中国肝细胞癌患者身上发现的P.dispersa

谷禾菌群检测案例：一例发育迟缓儿童的菌群检测中发现，其肠道菌群构成中泛菌属病理性滋生。

详见：真实案例|儿童发育迟缓肠道菌群检测的应用

儿童

截至2020年7月，在英国文献中报告的所有新生儿泛菌感染中，75%（40人中的30人）发生在早产儿。这些婴儿中的大多数至少有一种合并症。迄今为止，文献中确定的合并症包括：

新生儿重症监护病房感染风险因素

儿童感染部位

在2000年至2015年在土耳其一家三级保健儿科医院进行的一项单中心回顾性研究中，从总共15个分离株中抽吸，最常见的Pantoea标本包括脓液（6个标本，42.8%）、尿液（3个标本，21.4%）、气管（3个样本，21.4%）和血液（3个样本，21.4%）。

成人

感染进展：皮肤感染->深入骨骼->腹膜炎和脓毒症

皮肤感染作为伤口重复感染发生，或者当皮肤发生穿透性创伤导致慢性炎症反应时，有害物可能进入皮肤。感染可能深入骨骼，导致化脓性关节炎、脊椎间盘炎或胫骨骨炎，并可能进展为腹膜炎和脓毒症。

风险因素：植物材料伤口感染

P.agglomerans的伤口感染通常是在用植物刺、木片或其他植物材料刺穿或撕裂皮肤，随后接种植物驻留细菌，主要是在从事农业和园艺工作或儿童玩耍时。在许多感染病例中，由于大多数菌血症感染具有多种微生物性质，因此很难辨别出这种细菌。

风险因素：接触被细菌污染的医疗设备或液体

除了导致上述结果的植物材料伤口感染外，接触被细菌污染的医疗设备或液体，特别是在免疫受损个体中，是导致菌血症爆发的主要感染原因。

工厂污染的带有静脉输液瓶的螺旋盖是1970年至1971年在美国婴儿和儿童流行的一个已证明的例子。在一项研究中，已发现该生物体作为粉状婴儿温和配方传播的机会性病原体的潜在候选者。

此外，成团泛菌菌血症与静脉输液污染、全胃肠外营养、麻醉剂和血液制品有关。在巴西的一家医院中，发现用于静脉水合的0.9%NaCl溶液连接的转移管是医院内P.agglomerans暴发的源头。

在成人中，医院获得性P.agglomerans感染已确定污染源的例子包括接受血液透析或血浆置换术的患者，这是由抗凝剂柠檬酸葡萄糖46%溶液的污染引起的输血后的败血症。

泛菌属还可以通过职业接触有机粉尘而发生。Pantoeaagglomerans以大量定植棉花和棉花植物而闻名，它与棉花热有关，棉花热是一种在静脉内吸毒者中常见的良性发热综合征。

自发性或散发性菌血症：与胃食管反流病和抗酸剂有关，可能通过摄入蔬菜或水果引入

Pantoea引起的感染的临床结果包括感染骨骼、关节、滑膜引起化脓性关节炎、骨髓炎或滑膜炎，包括但不限于心内膜炎、眼内炎和皮肤感染。

新生儿泛菌感染最常见的表现是迟发性败血症。除Habsah等人报告的受污染的肠外营养导致新生儿重症监护室爆发之外，2005年迄今仅有2例早发性脓毒症在新生儿人群中被报道，与绒毛膜羊膜炎和胎膜延长破裂有关。

患有泛菌属菌血症的新生儿最常出现肺部症状。迄今为止，文献中报道的泛菌感染的系统性临床特征包括在下表中。

Pantoea是新生儿重症监护室遇到的一种相对罕见但具有潜在危险的医院获得性感染，尤其是在有合并症的早产儿中。

P.agglomerans和P.dispersa是新生儿最常见的致病菌种

定植往往发生在呼吸道、泌尿生殖道和胃肠道。易位到血液中会产生侵袭性感染。对常规一线抗生素的敏感性因多药耐药率高而变化。

P.dispersa具有引起不同系统感染的能力

例如呼吸系统、关节系统、血液系统和消化系统。患者通常会出现由相应感染病变引起的高烧等症状。此外，已知P.dispersa不仅会在免疫功能低下的患者中引起感染，还会在免疫功能正常的患者中引起感染。

自发性菌血症还与潜在疾病有关

自发性菌血症还与恶性肿瘤、糖尿病、慢性病毒性肝炎、脑血管意外、充血性心力衰竭、自身免疫或结缔组织疾病、慢性肺阻塞性疾病和终末期肾病等潜在疾病有关。

注：细菌内毒素导致细胞因子的产生，是感染的罪魁祸首。菌血症的体征和症状包括但不限于非特异性病理生理反应，例如胃肠道症状、发热、白细胞计数变化、贫血、血小板减少、弥散性血管内凝血、低血压和休克。

其他记录在案的儿科患者发生医源性暴发的例子包括但不限于由肠外营养液引起的呼吸衰竭败血症和用于静脉补液的受污染转移管引起的具有胃肠道症状的败血症。

泛菌属的血培养和分离是诊断血流感染的金标准

Pantoea感染是新生儿重症监护病房中相对罕见但具有潜在危险的机会性病原体，特别是在早产儿中，因此准确的物种水平鉴定和适当的定向治疗至关重要。

使用多位点系统发育分析和荧光扩增片段长度多态性指纹识别来寻找区分基因型/表型标记。研究发现，大量来自培养物保藏中心的临床分离株在序列分析后被错误地命名为P.agglomerans。

在日常工作中，用常规方法难以准确识别Pantoea。采用传统方法，Pantoea的培养特性与肠杆菌科相似。菌落是兼性厌氧的。

通过部分16SrRNA或宏基因组测序鉴定Pantoea是一种有用的诊断工具

成团泛菌已表现出对多种抗生素的耐药性，包括早代青霉素、早代头孢菌素、广谱头孢菌素和抗假单胞菌青霉素、氟喹诺酮类、氨基糖苷类、TMP-SMX和四环素。

关于有效的抗菌治疗，在成人患者自发性菌血症的队列研究中研究了抗菌药物敏感性。

100%的分离株对头孢噻肟、头孢他啶、哌拉西林-他唑巴坦、亚胺培南、环丙沙星、庆大霉素和阿米卡星敏感。61%对头孢唑林敏感，56%对氨苄青霉素敏感，33%对磷霉素敏感。

菌血症患者接受有效经验性抗生素治疗的临床治疗成功率高达100%。

据报道，使用多粘菌素B固定化纤维柱直接血液灌流(PMH-DHP)疗法从革兰氏阴性菌中去除脂多糖以及抗生素，可成功治疗由P.agglomerans感染引起的肺小细胞癌患者的败血症。

在包括儿科和新生儿在内的病例系列中，所有成团聚球菌分离株均显示出对阿米卡星、庆大霉素、美罗培南和甲氧苄啶-磺胺甲恶唑的抗菌敏感性，92.5%的分离株对广谱头孢菌素和半合成青霉素敏感，62.3%对超广谱头孢菌素，只有47.2%为氨苄青霉素。

众所周知，广谱抗生素的使用会增加医院环境中定植的风险，并增加出现抗生素耐药性的风险。胃肠道定植和后来的易位可能成为该生物体的储存库。

管理新生儿泛菌属血流感染的成功取决于及时识别和早期给予适当的抗生素治疗以及常规支持性护理。由于大多数报道的泛菌属。新生儿血流感染与中心静脉导管有关，应注意识别这种关联。

抗菌药物选择

根据临床案例治疗和研究报告建议新生儿科医生在选择抗菌药物治疗时应注意感染部位、婴儿胎龄及其合并症。对于发生感染而无中心静脉导管或其他合并症的足月或晚期早产儿，氨基糖苷类药物（庆大霉素或阿米卡星）联合氨苄青霉素是合适的一线治疗方法。

根据文献调查，这种微生物是导致极早产儿合并症（呼吸机依赖型支气管肺发育不良和中心静脉导管）迟发性败血症的病原体，有临床研究推荐碳青霉烯类作为肺炎或菌血症的一线治疗。对于局限于泌尿生殖道的单纯性感染，氨基糖苷类药物可作为一线治疗。

替代疗法

对于对碳青霉烯类耐药的泛菌属菌株，甲氧苄氨嘧啶/磺胺甲恶唑是一个不错的选择。新生儿的这种药物需要在整个治疗过程中定期监测血清胆红素水平和肝酶。

许多泛菌菌株显示出惊人的环境多功能性和适应性，并具有多种生物合成和生物降解能力，可用于农业、环境和临床环境中的潜在有用应用。

来自成团泛菌的IP-PA1：愈合、镇痛、防止感染、过敏、癌症等

日本研究人员已经证明，由他们分离并描述为“来自成团泛菌的免疫增强剂1(IP-PA1)”的P.agglomerans的低分子量脂多糖具有极广谱的愈合特性，主要是由于它能够通过巨噬细胞活化维持体内平衡。

IP-PA1被证明可有效预防和治疗广泛的人类和动物疾病，如肿瘤、高脂血症、糖尿病、溃疡、各种传染病、特应性过敏和压力引起的免疫抑制；它还显示出很强的镇痛作用。重要的是，大多数这些效果可以通过安全口服IP-PA1来实现。

IP-PA1也被研究用于巨噬细胞活化，以防止感染、过敏和癌症，以及逆转化疗引起的免疫抑制，这反映了Pantoea-衍生天然产物作为治疗剂。

P.agglomerans——替代化学肥料的环保生物接种剂的理想候选者

据记载，Pantoea菌株对土壤和水的各种化学污染物（包括石油烃和有毒金属）具有生物降解活性。P.agglomerans通过生物膜的形成防止有害工业污染物渗透到土壤的更深处，并具有从废物中产生氢气的能力。因此，这种细菌似乎是一种有价值的生物修复剂，在某些情况下，它可以作为一种廉价的能源形式获得。

P.ananatis应用于食品冷冻，控制害虫，改良水稻

P.ananatis的细胞外冰成核剂已经过测试并应用于食品的冷冻以获得所需的质地，以及食品的冷冻干燥。

P.ananatis的冰成核菌株也显着降低桑葚幼虫的耐寒性，因此这些菌株具有作为害虫生物控制剂的潜力。

此外，瑞士研究人员对水稻进行基因改造以生产“黄米”的成就归功于P.ananatis。在这种情况下，来自P.ananatis（一种被鉴定为Erwiniauredovora的菌株）的八氢番茄红素去饱和酶被用于将β-胡萝卜素生物合成途径引入水稻。

泛菌属——开发成生物防治产品，生物修复

一些泛菌属分离株产生抗微生物剂，并已开发成商业生物防治产品。例如BlightBanC9-1帮助控制苹果和梨树的火疫病，而其他具有生物修复潜力，能够在不产生有毒副产品的情况下降解除草剂。

Pantoea通过分解有毒物质来增强昆虫的适应性，甚至在限氮条件下促进植物根系的固氮。此外，这种细菌群在不同环境中竞争和生存的能力使其许多成员对生物防治和生物修复都特别有吸引力。

Pantoea具有独特的生物降解能力，包括降解除草剂和其他有毒化合物的代谢途径，为有用产品的开发和商业化提供了机会。

Pantoea是肠杆菌科中一个高度多样化的群体，其成员分布在水生和陆地环境中，并与植物、昆虫、人类和动物有关。

Pantoea目前被认为在临床环境中存在问题，然而，围绕单个菌株的宿主关联和致病能力仍然存在很多不确定性。

鉴于没有已知的病原体生物标志物可用，而且仍然需要确定那些能够实现特定生态位定殖的遗传决定因素，包括可能决定宿主定殖能力和宿主特异性的任何因素。确定这些遗传因素的性质仍然是一个有前途的研究方向，无疑将有助于揭示这种多用途、广泛利基细菌群的全部能力。

此外，一些分离株已被用作免疫增强剂。IP-PA1被证明可有效预防和治疗广泛的人类和动物疾病，用于开发治疗黑色素瘤、感染、过敏和逆转免疫抑制的支持药物。

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