發(fā)布時間：2025-11-25閱讀(1)
近年來，腸道菌群對人體健康和疾病的影響和關(guān)聯(lián)受到了越來越多的關(guān)注。人體微生態(tài)，尤其腸道微生態(tài)失衡已被證實與包括腫瘤、免疫系統(tǒng)疾病、代謝系統(tǒng)疾病在內(nèi)的50多種重大和慢性疾病直接或間接相關(guān)。
而包括遺傳、分娩方式、年齡、環(huán)境（如飲食、喂養(yǎng)方式）、用藥等在內(nèi)的多種因素都能直接或間接的影響和塑造我們的腸道菌群。因此，通過對腸道菌群進行調(diào)整和干預，進而改善人類健康和疾病也被寄予厚望。
因此，知幾未來研究院翻閱了近五年來，腸道微生物在 ① 癌癥；② 糖尿病、腎病、心血管疾病等代謝疾病；③ 神經(jīng)系統(tǒng)疾病；④ 免疫系統(tǒng)疾病；⑤ 消化系統(tǒng)疾病；⑥ 呼吸系統(tǒng)疾病；⑦ 內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病，七個領(lǐng)域中的36篇高分必讀綜述，涉及到微生物與相關(guān)疾病的機制、預防、診斷和治療等內(nèi)容，為大家準備了這份“中秋學術(shù)團圓大禮包”。
此外，知幾未來研究院出品的獨家學術(shù)報告也在此次開放了下載。您只需在后臺回復相關(guān)關(guān)鍵詞，即可下載《孤獨癥患者全景報告暨腸道菌群干預法》《腸道菌群與兒科過敏性疾病》《菌群干預與人體健康》《腸道菌群與小兒消化疾病》《孕期健康與腸道微生態(tài)》共6本PDF電子書，精讀近幾年來腸道微生物在這幾個領(lǐng)域的突破和進展。
微生物群由寄生在宿主上皮屏障上的共生細菌和其他微生物組成。其中，共生菌群對生物體的健康和生存具有重要意義。微生物群對機體生理功能影響包括：維持機體局部屏障穩(wěn)態(tài)，調(diào)節(jié)機體代謝、造血、炎癥、免疫等系統(tǒng)功能。
在上皮屏障和無菌組織中，微生物群也參與癌癥的發(fā)生、發(fā)展和擴散；尤其是腸道微生物群，調(diào)節(jié)了對癌癥治療的反應(yīng)和對有毒副作用的敏感性。
本文就微生物群調(diào)節(jié)化療、放療和免疫治療的能力的證據(jù)進行綜述，重點討論了相關(guān)微生物種類、作用機制，以及靶向微生物群在預防毒性的同時，提高抗癌效果的可能性。
包括免疫療法在內(nèi)的新療法已經(jīng)極大地改善了許多癌癥患者的預后，但總體預后參差不齊，且現(xiàn)有的生物標志物不能可靠地預測反應(yīng)。迄今為止，癌癥治療反應(yīng)的預測因子主要集中在腫瘤的內(nèi)在特征。
越來越多的證據(jù)表明，其他宿主因素（如宿主基因組學和微生物組）可以顯著影響治療反應(yīng)。微生物群是指宿主及其集體基因組中的微生物群，由于其對宿主免疫以及對癌癥治療的治療反應(yīng)，已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。更重要的是，可以通過幾種不同的策略對微生物群進行修飾，來改善癌癥治療結(jié)果。
這篇綜述回顧了微生物群在癌癥和治療反應(yīng)中的作用的證據(jù)、影響和形成宿主微生物群的因素，并提出了調(diào)節(jié)微生物群的策略，以及目前和未來研究中需要解決的關(guān)鍵問題。
要點包括：
特定微生物、菌群代謝產(chǎn)物通過多種機制，引發(fā)或調(diào)控癌癥的發(fā)生；腸道菌群對宿主免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)會影響抗癌免疫，菌群紊亂可能會增加癌癥風險；共生菌群的影響免疫檢查點阻斷劑、干細胞移植、放/化療和細胞療法的療效和毒性；菌群可作為癌癥治療的生物標記物，但需考慮多種生物、環(huán)境、社會影響因素；糞菌移植、益生菌、膳食干預與益生元等手段有望用于提高抗癌療效。
人體腸道微生物群參與調(diào)節(jié)了許多宿主過程，包括新陳代謝、炎癥、免疫和細胞反應(yīng)。越來越的證據(jù)表明，微生物群也能影響癌癥的發(fā)展。在臨床前模型中，宿主對癌癥治療的反應(yīng)可以通過調(diào)節(jié)腸道微生物群得到改善。此外，用微生物制劑或其產(chǎn)品治療癌癥有縮小腫瘤的潛力。然而，微生物組也可能通過細菌產(chǎn)生潛在致癌毒素和代謝物，對癌癥預后產(chǎn)生負面影響。
本文指出，未來的抗腫瘤治療可以將免疫療法和微生物群調(diào)節(jié)及其產(chǎn)品聯(lián)系起來，以便能更直接地針對惡性細胞。
有以下要點：
癌癥的進展與微生物群的變化有關(guān)。確定個別菌株和克隆體（而不是門和屬）在對于抗癌效果必不可少，也是幫助最大的。通過糞便微生物群移植、抗生素治療、有利于有益菌群擴張的益生菌制劑、飲食干預或改變腸道菌群組成的藥物，可以獲得對癌癥相關(guān)微生物群的治療控制。在臨床前模型中，已確定的活微生物制劑菌株可單獨或與癌癥療法聯(lián)合使用，以刺激對癌癥的免疫監(jiān)測。具有潛在抗腫瘤或免疫刺激特性的細菌產(chǎn)品包括細菌毒素、模式識別受體的微生物配體以及丁酸鹽、多胺和吡哆醇等細菌代謝物。目前正在研制能改變細菌代謝的藥物，其作用范圍是抑制致癌產(chǎn)品的產(chǎn)生。
隨著下一代測序技術(shù)的出現(xiàn)，我們有了一種前所未有的能力來研究腫瘤和宿主基因組，以及存在于生物體中的大量微生物的基因組。現(xiàn)在的證據(jù)表明，這些微生物可能對某些癌癥具有易感性，也可能影響對治療方法的反應(yīng)。免疫療法就是一個很好的例子，在臨床前模型和患者群體中，腸道微生物參與影響治療反應(yīng)。然而，這些微生物也可能影響對其他治療形式的反應(yīng)，也可能影響治療相關(guān)的毒性。
基于這些影響，針對這些微生物治療癌癥和其他疾病的興趣越來越大。復雜性仍然存在，深入了解宿主與微生物群的相互作用對于實現(xiàn)這種方法的全部潛力至關(guān)重要。本文討論了這些概念以及將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為臨床的方法。
腸道微生物群、腸道上皮細胞和宿主免疫系統(tǒng)相互作用的改變與包括癌癥在內(nèi)的許多疾病有關(guān)。本文討論了環(huán)境因素對腫瘤發(fā)生和進展有什么影響，如腸道菌群失調(diào)如何影響腫瘤形成及惡化，以及如何操控腸道微生物群來提高抗癌藥物的臨床活性的可能性。
2018年，有4000多篇論文致力于腸道微生物研究，其中很大一部分研究了與超重和肥胖相關(guān)的心臟代謝紊亂。新的機制和策略已經(jīng)出現(xiàn)，其中一些不僅關(guān)注特定的細菌或營養(yǎng)物質(zhì)，而且還關(guān)注新的代謝產(chǎn)物，確立特定細菌及其代謝產(chǎn)物與營養(yǎng)物質(zhì)和代謝疾病的關(guān)聯(lián)，有助于研發(fā)新療法。
糞便鹽度不僅與肥胖正相關(guān)，還影響腸道菌群組成，減少雙歧桿菌和Akk菌屬的豐度；在2型糖尿病（T2D）患者腸道中，菌群衍生的氨基酸代謝物丙酸咪唑含量增加，可損害細胞對胰島素的應(yīng)答，促進胰島素抵抗；雙歧桿菌和Akk菌可產(chǎn)生短鏈脂肪酸，與低度炎癥、胰島素抵抗和T2D負相關(guān)，在一項臨床試驗中，口服特定雙歧桿菌菌株增加了Akk菌豐度，顯著改善了肥胖。
腸道微生物群在人類各種疾病病因?qū)W中的潛在作用在過去十年中引起了廣泛關(guān)注。因此，腸道微生物群已被認為是肥胖和肥胖相關(guān)代謝功能障礙等疾病發(fā)展的重要因素。在動物模型中進行的實驗已經(jīng)為腸道微生物群在肥胖和胰島素抵抗病因?qū)W中的因果作用提供了證據(jù)。
然而，除了少數(shù)例外，目前在人類中還缺乏這種因果關(guān)系的研究證據(jù)，大多數(shù)研究僅僅報道腸道微生物組成與代謝紊亂（如肥胖和2型糖尿病）之間的關(guān)系。
因此，細菌和這些代謝紊亂之間的相互關(guān)系仍然是一個有爭議的問題。本綜述批判性地評估腸道微生物組成在肥胖和肥胖相關(guān)代謝功能障礙（包括2型糖尿病）的病因?qū)W、預防和治療中的驅(qū)動作用。
感染與心血管疾病和動脈粥樣硬化的發(fā)展有關(guān)。過去十年的研究發(fā)現(xiàn)，人體不同部位的微生物生態(tài)系統(tǒng)會導致代謝和心血管相關(guān)疾病。
這篇綜述描述了微生物群影響動脈粥樣硬化形成的三種途徑。
局部或遠處感染可能導致有害的炎癥反應(yīng)，從而加劇斑塊的形成或引發(fā)斑塊破裂。腸道微生物群對膽固醇和脂類的代謝會影響動脈粥樣硬化斑塊的形成。飲食和腸道微生物代謝的特定成分，對動脈粥樣硬化有不同的影響。如，膳食纖維是有益的，而細菌代謝物 trimethylamine-N-oxide被認為是有害的。
心臟代謝疾病（CMDs）與腸道微生物群組成的變化有關(guān)，在臨床前模型中發(fā)現(xiàn)宿主環(huán)境和微生物群之間存在聯(lián)系。高通量測序技術(shù)促進了對腸道微生物群、細菌衍生代謝物及其與CMDs關(guān)系的深入研究。現(xiàn)有證據(jù)表明，與健康個體相比，CMDs患者中某些細菌群出現(xiàn)了富集或消失。
此外，將小鼠或人類腸道菌群轉(zhuǎn)移到無菌小鼠模型或人類患者的研究，描述了腸道菌群在CMDs中的致病作用。這些方法有助于確定飲食中膽堿的攝入（膽堿由腸道微生物群代謝）與小鼠和人類的心血管結(jié)果有關(guān)。
Trimethylamine N-oxide(TMAO)——一種來自腸道微生物群的代謝物——與心血管疾病患者的不良心血管結(jié)局有關(guān)，在慢性腎病（CKD）患者中水平較高。TMAO可能能成為一種能夠?qū)h(huán)境、微生物群與慢性腎病聯(lián)系起來的生物標志物。
這篇綜述表明腸道微生物群和衍生代謝物與食物攝入模式、代謝改變和慢性CMDs之間存在聯(lián)系，并提供了數(shù)據(jù)。
高血壓是心臟病和中風的主要危險因素，全球每年估計有940萬人死于高血壓。高血壓的發(fā)病機制復雜，但飲食等生活方式因素是高血壓發(fā)病的重要因素。多吃水果和蔬菜可以降低血壓，降低心血管疾病的死亡率。
這篇綜述描述了腸道微生物群及其代謝產(chǎn)物，包括短鏈脂肪酸、trimethylamine N-oxide和脂多糖，對下游細胞靶點的作用機制，以及預防或促進高血壓的發(fā)病機制。這些作用對腎臟、內(nèi)皮細胞和心臟等組織有直接影響。
此外，本綜述還探討了腸道菌群在難治性高血壓中的作用，腸道菌群可能對血壓調(diào)節(jié)產(chǎn)生的代際影響，以及腸道菌群修飾在改善健康和預防疾病方面的治療潛力。
近年來，腸道微生物與宿主的相互作用引起了人們極大的興趣，因為越來越多的證據(jù)表明，腸道微生物在人類健康和疾病（包括心血管疾病）中發(fā)揮著重要作用。與疾病相關(guān)的腸道微生物群組成的變化被稱為失調(diào)，它與動脈粥樣硬化、高血壓、心力衰竭、慢性腎病、肥胖和2型糖尿病等疾病有關(guān)。除了腸道菌群組成的改變，腸道菌群的代謝潛能也被認為是疾病發(fā)生的一個促進因素。
最近的研究表明，腸道微生物群可以對宿主產(chǎn)生多種影響。事實上，腸道微生物群的功能類似于內(nèi)分泌器官，產(chǎn)生能影響宿主生理的生物活性代謝物。微生物群通過多種方式與宿主相互作用，包括trimethylamine/trimethylamine N-oxide通路、短鏈脂肪酸通路、初級和次級膽道酸通路。除了這些代謝依賴的途徑，代謝獨立的過程也可能有助于心血管疾病的發(fā)病機制。例如，心力衰竭相關(guān)的內(nèi)臟循環(huán)充血、腸壁水腫和腸道屏障功能受損被認為是導致細菌易位、細菌產(chǎn)物存在于全身循環(huán)和炎癥狀態(tài)加劇的原因，被認為促進了心力衰竭和動脈粥樣硬化的進展。
本綜述強調(diào)了微生物群及其代謝產(chǎn)物與心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展之間的復雜相互作用，并討論了腸道微生物群在正常生理中的作用，以及調(diào)節(jié)腸道微生物作為新的治療靶點的潛力。
膽汁酸在肝臟中合成為初級膽汁酸（primary bile acids）、膽酸（CA）和鵝去氧膽酸（CDCA），并由腸道微生物群轉(zhuǎn)化為多種代謝活性代謝物，包括次級膽汁酸、脫氧膽酸和石膽酸（DCA和LCA）。初級和次級膽汁酸是一種信號分子，可以激活或抑制膽汁酸激活受體（bile acid-activated receptors,BARs），包括FXR家族和G蛋白偶聯(lián)受體家族（G-protein-coupled,GPBAR1）。
益生菌和減肥手術(shù)能夠通過腸道微生物群改變膽汁酸代謝，重塑FXR和GPBAR1信號。通過特異性激動劑和/或拮抗劑靶向FXR和GPBAR1信號，可以增加能量消耗，減輕肝臟脂肪堆積。這意味著，益生菌和/或飲食是代謝紊亂、糖尿病和肥胖的一種潛在方法治療方案。
這篇綜述研究了膽汁酸信號在調(diào)節(jié)腸道微生物群中的作用，以及膽汁酸成分的變化如何影響人體代謝。
人類胃腸道是數(shù)以萬億計的細菌的家園，這些細菌的數(shù)量遠遠超過人體的宿主細胞。盡管在內(nèi)分泌學領(lǐng)域通常被忽視，腸道微生物共生體組織形成了一個關(guān)鍵的內(nèi)分泌器官，將環(huán)境中的營養(yǎng)信息轉(zhuǎn)化為激素樣信號，影響人體的正常生理和慢性疾病。最近的證據(jù)表明，一些腸道微生物衍生物能夠被特定的宿主受體系統(tǒng)感知，以改變心血管疾病（CVD）的進展。
事實上，腸道微生物代謝飲食成分，可產(chǎn)生導致促動脈粥樣硬化的循環(huán)因子，這些因子通過機體間內(nèi)分泌軸作用，影響CVD的風險。基于腸道微生物內(nèi)分泌器官的藥物干預能否降低CVD風險，是心血管醫(yī)學領(lǐng)域的一個關(guān)鍵新問題。
這篇綜述探討了以元組織內(nèi)分泌學（meta-organismal endocrinology）為目標的CVD預防中存在的機會和挑戰(zhàn)。
肥胖的一個標志是慢性低度炎癥，在動脈粥樣硬化性心血管疾病（ACVD）的過程中起著重要作用。腸道微生物群是影響機體免疫反應(yīng)的因素之一，肥胖個體腸道微生物群的組成和代謝功能發(fā)生了深刻的變化。
這篇系統(tǒng)綜述通過14項小型觀察性研究（n=10-471），評估了腸道微生物群與人類低級別炎癥標志物之間的關(guān)系。提示，腸道微生物多樣性越低與較高的白細胞計數(shù)、high sensitivity C-reactive protein (hsCRP) 水平有關(guān)。Bifidobacterium、Faecalibacterium、Ruminococcus 和Prevotella的豐度與hsCRP、IL-6等不同的慢性炎癥標志物呈負相關(guān)。
此外，本綜述還推測了腸道微生物群影響慢性炎癥，進而影響ACVD的可能機制，探討了微生物組與炎癥小體、先天免疫系統(tǒng)、膽汁酸、腸道通透性、內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)和TMAO之間的關(guān)系，為將人類腸道微生物群作為預防、診斷和治療ACVD的潛在策略提供了數(shù)據(jù)。
神經(jīng)發(fā)育是一個由內(nèi)在和外在信號共同控制的復雜過程。
新出現(xiàn)的數(shù)據(jù)表明，在焦慮、抑郁、認知和自閉癥譜系障礙（ASD）中，腸道和大腦之間存在聯(lián)系。一個健康、功能健全大腦的發(fā)育依賴于關(guān)鍵的產(chǎn)前和產(chǎn)后事件，而這些事件與環(huán)境線索緊密相關(guān)，如來自腸道菌群的分子信號。
近年來的研究表明，腸道微生物群在血腦屏障的形成、髓鞘形成、神經(jīng)發(fā)生、小膠質(zhì)細胞成熟等基本的神經(jīng)生成過程中起著重要作用，并參與調(diào)節(jié)了動物行為。
這篇綜述探討了神經(jīng)發(fā)育和微生物群落的生物學交叉，以及腸道細菌在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和功能、心理健康和疾病之間的平衡中不可或缺的作用。
生活在胃腸道的各種微生物對宿主生理的許多方面，如營養(yǎng)代謝、抗感染能力和免疫系統(tǒng)的發(fā)育，都有著舉足輕重的影響。有關(guān)腸-腦軸的研究表明，腸道微生物群在協(xié)調(diào)大腦發(fā)育和行為方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而免疫系統(tǒng)正在成為這些相互作用的一個重要調(diào)節(jié)器，腸道微生物則參與調(diào)節(jié)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)中免疫細胞的成熟和功能。
微生物還影響周圍免疫細胞的活化，進而影響了這些細胞調(diào)節(jié)對神經(jīng)炎癥、腦損傷、自身免疫和神經(jīng)發(fā)生的反應(yīng)。換句話說，腸道微生物群和免疫系統(tǒng)都與神經(jīng)發(fā)育、精神和神經(jīng)退行性疾病（如自閉癥、抑郁癥和阿爾茨海默病）的病因或表現(xiàn)有關(guān)。
這篇綜述討論了在健康和神經(jīng)系統(tǒng)疾病期間，中樞神經(jīng)系統(tǒng)常駐和外周免疫通路在微生物-腸-腦軸中的作用。
在功能性胃腸疾病患者中，腦-腸相互作用影響會影響心理健康和疾病癥狀；焦慮或抑郁的出現(xiàn)與新發(fā)胃腸癥狀的發(fā)生有關(guān)，胃腸癥狀的出現(xiàn)與新發(fā)心理障礙的發(fā)生有關(guān)。
在炎癥性腸病（IBD）中，腸易激綜合征的典型癥狀與心理障礙、生活質(zhì)量受損和衛(wèi)生保健使用增加有關(guān)。在IBD中，觀察性研究的數(shù)據(jù)表明，心理障礙可能與疾病活動的復發(fā)有關(guān)，而炎癥活動與新的心理障礙的發(fā)展有關(guān)，如對功能性胃腸疾病（如IBS和功能性消化不良）的描述。超過1/3的IBD患者可能表現(xiàn)出類似IBS的癥狀，IBD患者的IBS發(fā)病率顯著高于正常人群。
腦-腸軸能夠促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸道之間的生理聯(lián)系。在腸易激綜合征中，采用心理治療和抗抑郁藥治療紊亂的腦-腸軸活動，可能會改善癥狀和生活質(zhì)量。然而，在IBD中，由于缺乏介入性研究，這些治療的益處并不確定，可能還需要更多的干預性研究來驗證靶向腸-腦軸的效果。
Psychobiotics是一個新詞，是指攝入后能夠通過與共生腸道細菌的相互作用，對人類精神健康起到積極作用的活菌（益生菌）。
這篇綜述回顧了益生菌和益生元對與健康和疾病息息相關(guān)的情緒、認知、系統(tǒng)和神經(jīng)變量的影響，探討了我們討論腸-腦信號機制產(chǎn)生的Psychobiotics效應(yīng)，如代謝物的生產(chǎn)。
同時，該綜述也指出目前關(guān)于微生物群如何對外源性影響作出反應(yīng)的研究仍然有限，并列出了幾個重要的研究問題和議題，建議Psychobiotics的定義擴展到益生菌和益生元之外，包括影響微生物組的其他方法。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸道的雙向相互作用研究取得了巨大進展。一系列前瞻性臨床前研究揭示了腸道微生物群在內(nèi)臟與大腦的相互作用中發(fā)揮著重要作用。基于在無菌環(huán)境中飼養(yǎng)的嚙齒動物的表明，腸道微生物群會影響情緒行為、壓力和疼痛調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及腦神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的發(fā)育。此外，益生菌和抗生素對成年動物體內(nèi)的某些路徑也會產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。目前的證據(jù)表明，包括內(nèi)分泌和神經(jīng)通路等多種機制，能夠參與腸道微生物到大腦的信號傳遞，而大腦也可以反過來通過自主神經(jīng)系統(tǒng)改變微生物的組成和行為。
該綜述指出，目前有關(guān)將這些發(fā)現(xiàn)如何轉(zhuǎn)化為健康人類或涉及大腦或腸道/大腦軸的疾病狀態(tài)的信息還比較有限。未來需要在確認嚙齒類動物的發(fā)現(xiàn)是否適用于人類生理和腸易激綜合征、自閉癥、焦慮、抑郁和帕金森病等疾病上進行更多研究。
在過去的一個世紀里，包括炎癥、自身免疫、代謝、腫瘤和神經(jīng)退行性疾病在內(nèi)的大量多因素疾病的出現(xiàn)與腸道生物失調(diào)有關(guān)。腸道生物失調(diào)是指腸道微生物群的組成和功能改變。
這篇綜述從概念上對生物失調(diào)進行了分類，并提供了免疫學關(guān)聯(lián)的概述；同時，還闡述了細菌失調(diào)的原因和后果，以及它們在常見疾病的分子病因?qū)W中的扮演的角色；并提出了合理設(shè)計新的治療方法的思路，指出從分子水平了解失調(diào)的起源、其內(nèi)源性和環(huán)境調(diào)節(jié)過程及其下游效應(yīng)，可能有助于針對多種免疫介導的常見疾病，開發(fā)出微生物靶向療法。
微生物群為免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能提供了重要的信號。隨著微生物群落分析技術(shù)的日益普及，也促使許多免疫學家進入宿主微生物研究這一不斷發(fā)展的領(lǐng)域。微生物群落及其代謝產(chǎn)物分不僅是機體免疫平衡所必需的，也影響了宿主對多種免疫介導的疾病和失調(diào)的易感性。
這篇綜述介紹了研究微生物群落的技術(shù)和計算方法，以及我們對宿主免疫和微生物共生的最新認識，并特別強調(diào)了特定的微生物代謝物、細菌成分和免疫系統(tǒng)。
要點包括：
腸道微生物通過對到達結(jié)腸的未消化的食物成分進行厭氧發(fā)酵，以及通過微生物自身及其宿主產(chǎn)生的內(nèi)源性化合物，產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物。復雜碳水化合物是腸道細菌發(fā)酵的重要底物，其主要代謝產(chǎn)物是短鏈脂肪酸（SCFAs）；SCFAs可抑制組蛋白去乙酰化酶（HDACs），是G蛋白偶聯(lián)受體的配體。因此，它們作為信號分子，會影響造血和非造血細胞譜系的擴展和功能。短鏈脂肪酸驅(qū)動的HDAC抑制傾向于促進一種致敏、抗炎的細胞表型，這種表型對維持免疫穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，并支持微生物群可以作為宿主生理的表觀遺傳調(diào)節(jié)劑的觀點。D-glycero-β-D-manno-heptose-1,7-bisphosphate (HBP)，是革蘭氏陰性細菌脂多糖生物合成途徑的中間體。在Neisseria gonorrhoeae中，存在一種獨特的機制，能夠通過HBP而不需要首先進行細菌裂解的情況下，啟動了一種全新的先天免疫信號。
腸道微生物群是一個信號中樞，它將環(huán)境（如飲食）與遺傳和免疫信號結(jié)合起來，影響了宿主的新陳代謝、免疫和對感染的反應(yīng)。
先天免疫系統(tǒng)的造血細胞和非造血細胞在宿主-微生物相互作用中有重要作用。這些細胞能夠感知微生物及其代謝產(chǎn)物，將信號轉(zhuǎn)化為宿主的生理反應(yīng)和對微生物的調(diào)控。先天免疫系統(tǒng)和腸道菌群之間的通訊異常，可能導致復雜的疾病。
在黏膜中，微生物群可以影響免疫系統(tǒng)的T細胞和B細胞，使之具有位置特異性的表型和功能（position-specific phenotypes and functions）。這些細胞在維持免疫平衡方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，方式包括抑制對無害抗原的反應(yīng)和加強腸道粘膜屏障功能的完整性。腸道微生物群的失衡會通過T細胞的活動引發(fā)多種免疫紊亂。
這篇綜述闡明了人體內(nèi)微生物與宿主相互作用的機制，并確定了預防或調(diào)節(jié)炎癥性疾病和提高癌癥免疫治療效果的治療靶點。
人類胃腸道中定植著多種多樣高度互惠的微生物群。被破壞的微生物群，已被證明與人類代謝疾病、癌癥和炎癥性腸病等疾病有關(guān)。
微生物群共生效應(yīng)的一個特別突出的例子是免疫系統(tǒng)。免疫細胞在其正常發(fā)育和行為中，嚴重依賴于多種微生物代謝物。包括由來自飲食成分的細菌產(chǎn)生的代謝物，由宿主產(chǎn)生并經(jīng)腸道細菌生化修飾的代謝物，以及由腸道微生物合成的代謝物。
本文重點討論了腸道微生物群在人類代謝和炎癥疾病中的作用，并特別關(guān)注控制腸道免疫軸的分子機制。
哺乳動物的粘膜表面密集地定植著共生微生物群。人們認為胎兒在子宮內(nèi)是無菌的，只有在出生后才開始慢慢被微生物定植。然而，未出生的胎兒暴露在大量的代謝物中，這些代謝物來自母體的共生微生物群，而微生物群可到達母體的各系統(tǒng)部位。
腸道菌群具有很強的個性特異性，并受環(huán)境因素（包括營養(yǎng)）的影響。母體微生物群可以代謝膳食成分、藥物和毒素，這些物質(zhì)將傳遞給發(fā)育中的胎兒或母乳喂養(yǎng)的新生兒。
本文討論了營養(yǎng)、母體微生物群和攝入的化學物質(zhì)之間的復雜相互作用，并總結(jié)了它們對后代免疫的影響。
主要觀點：
母體微生物群本身影響胎兒和新生兒的發(fā)育；胎兒在子宮內(nèi)的代謝暴露取決于母體營養(yǎng)和外源性暴露，這兩者都受到微生物代謝的調(diào)節(jié)；來源于母親腸道微生物的分子在胎兒發(fā)育過程中通過胎盤到達子代，在產(chǎn)后則通過母乳；母體抗體可增強微生物分子轉(zhuǎn)移，無論是在子宮還是在哺乳期；母體微生物分子的信號，影響新生兒早期免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能。
哺乳動物的腸道被大量的微生物定植，包括細菌、病毒、原生動物和真菌，這些微生物都被整合到一個功能性的跨群落生態(tài)中。
最近的一些研究，揭示了腸道菌群在宿主免疫調(diào)節(jié)和人類炎癥性疾病發(fā)生、發(fā)展中的作用。本文回顧了這些發(fā)現(xiàn)，并論證了在免疫穩(wěn)態(tài)和免疫相關(guān)病理學中考慮細菌-真菌相互作用的重要性。
人類的腸道相關(guān)淋巴組織（GALT）需要在大量共生微生物的抗原和食物蛋白質(zhì)中，區(qū)分無害抗原與潛在的病原體，并產(chǎn)生適當?shù)乃拗髅庖邞?yīng)答。
功能性上皮屏障與先天免疫細胞和常駐微生物群密切相關(guān)，對建立和維持口服耐受性至關(guān)重要。此外，先天免疫細胞在微生物群、上皮細胞和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)之間起著橋梁的作用，將強效微生物刺激轉(zhuǎn)化為粘膜內(nèi)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵信號。因此，腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)失調(diào)和隨后的耐受性破壞對食物過敏的發(fā)展具有臨床意義。
肝臟是與腸道接觸最密切的器官，且暴露于大量的細菌成分和代謝物。各種肝臟疾病，如酒精性肝病、非酒精性肝病和原發(fā)性硬化性膽管炎，都與微生物群的改變有關(guān)。菌群失調(diào)可能通過與宿主免疫系統(tǒng)和其他細胞類型的多重相互作用下，影響肝臟脂肪變性、炎癥和纖維化的程度。
以微生物與肝硬化舉例。雖然有關(guān)肝病的臨床亞基因組研究結(jié)果還不多，但越來越多的證據(jù)表明，在肝硬化患者中，口腔微生物群在下腸道中的比例過高，這可能與疾病的進程和嚴重程度有關(guān)。
感染仍然是肝硬化患者最常見的死因。它與嚴重的菌群失調(diào)有關(guān)：擬桿菌Bacteroidetes 明顯減少，蛋白細菌Proteobacteria和梭桿菌Fusobacteria高度增加；
除此之外，晚期肝病和隨后的肝硬化失代償，表現(xiàn)出了逐漸惡化的菌群失調(diào)特征；晚期肝病（如肝性腦病）的典型并發(fā)癥，也主要由微生物驅(qū)動。
數(shù)十年來，酒精性肝病（ALD）一直是導致肝硬化和肝相關(guān)死亡的主要原因之一。早期有關(guān)酒精性肝病的研究已證實門靜脈循環(huán)中細菌內(nèi)毒素水平的增加，表明了腸源性毒素在ALD中的作用。
事實上，飲酒可以破壞腸上皮屏障，導致腸道通透性增加，這被認為是導致ALD的一個主要因素。細菌內(nèi)毒素“脂多糖”是一種源于微生物的炎癥信號，它通過激活Toll樣受體4而導致ALD炎癥。
最近的研究還表明，飲酒與腸道菌群的改變有關(guān)，腸道菌群中致病性和共生性有機體的失衡可能是導致ALD腸肝軸異常的原因之一。過往的人類和動物模型顯示，細菌的“純化”可導致ALD的改善。
本文主要總結(jié)了與ALD相關(guān)的腸-肝軸研究的新趨勢。
在腸道傳染病中，微生物群通常被認為是病原體的物理屏障。但隨著對微生物群介導的耐藥性理解的發(fā)展，我們也發(fā)現(xiàn)微生物群也是預防、甚至是引發(fā)疾病的積極參與者，這取決于系統(tǒng)的狀態(tài)。
這一領(lǐng)域的研究是由這樣一種觀點推動的：如果有益的缺失的微生物被添加回腸道，它可能會驅(qū)除有害的微生物，重新平衡系統(tǒng)，并預防疾病。探究重建腸道生態(tài)系統(tǒng)的針對性方法，包括明確的適應(yīng)癥、治療方法和診斷方法，可能還需要數(shù)年的時間，但在一些早期試驗中，通過重建腸道微生物群來治療復發(fā)性艱難梭菌感染，已經(jīng)取得了顯著成功。
本文以艱難梭菌為重點，總結(jié)腸道微生物群在預防腸道傳染病方面的已知功能，以及希望以腸道微生物群為治療靶標的研究者所面臨的一些主要挑戰(zhàn)。
微生物在炎癥性腸病（IBD）的發(fā)病機制中起著多方面的作用，因此，在應(yīng)對疾病表型和治療反應(yīng)的患者異質(zhì)性的臨床挑戰(zhàn)中，應(yīng)通過檢測宿主對微生物群的反應(yīng)的生物標記物，以及易感個體中引起宿主反應(yīng)的微生物類群和代謝產(chǎn)物的水平來解決。
分子分析已經(jīng)揭示了許多證據(jù)，提示微生物分類學成員和微生物代謝物與IBD有關(guān)，但它們作為臨床生物標記物的應(yīng)用仍處于初級階段。宿主血清學微生物標志物的開發(fā)和驗證，是IBD診斷和預后研究的一個重要進展，也是確定IBD疾病狀態(tài)和表型中其他類型微生物標志物的模板。
腸道內(nèi)含有豐富的微生物以及由宿主和定植細菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，通過腸-肝軸，對肝臟的完整性和功能產(chǎn)生巨大的影響。
本文總結(jié)了過去30年來發(fā)表的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)詳述了腸-肝軸內(nèi)的信號傳導，顯示腸-肝軸信號與肝損傷和肝再生的關(guān)系，并總結(jié)了微生物群和膽汁酸（BAs）在維持胃腸道健康和影響肝臟損傷和再生方面的相互作用。
眾所周知，飲食和營養(yǎng)在代謝性疾病的病因?qū)W中起著重要的作用，影響著組織的損傷和修復。本文總結(jié)的一些證據(jù)表明，腸道細菌和BAs在腸-肝軸內(nèi)相互作用，能夠共同調(diào)節(jié)營養(yǎng)吸收、肝臟代謝和炎癥過程。
脂肪肝、酒精性（ALD）和非酒精性肝病（NAFLD）的發(fā)生和進展似乎都受到微生物群組成的影響。腸道微生物群已被證明會影響肝臟疾病的急性期和肝硬化期，這可能為診斷、治療和研究帶來新的策略。
本文回顧了NAFLD和ALD在肝硬化期和硬化前期腸道菌群的異同。在這兩個階段中，與停止飲酒的患者相比，繼續(xù)飲酒的患者在腸道微生物群的組成和功能，以及腸道完整性方面存在差異。NAFLD和腸道菌群之間的關(guān)聯(lián)，在有無糖尿病的患者中也存在差異。
最后，本文還討論了使用微生物治療NAFLD和ALD患者的潛力。
微生物群對免疫系統(tǒng)的發(fā)展和體內(nèi)平衡至關(guān)重要。呼吸道和腸道微生物組成和功能紊亂，被認為與免疫反應(yīng)的改變和肺部疾病的發(fā)展有關(guān)。
本文回顧了健康胃腸道和呼吸道的常見微生物種類，它們在疾病中的角色以及與胃腸-肺軸的相互作用。雖然我們對腸-肺軸的認識才剛剛起步，但新的證據(jù)表明，將腸道微生物群的調(diào)整應(yīng)用于肺部疾病的治療，是具備潛力的。
要點：
胃腸道和呼吸道雖然是分開的器官，但它們都是黏膜免疫系統(tǒng)的一部分，稱為“腸-肺軸”；胃腸道和呼吸道的微生物群在腸-肺軸中扮演重要角色，影響局部和遠處的免疫反應(yīng)；目前的研究已經(jīng)確定了能夠影響宿主免疫的特定細菌類群、它們的成分和代謝物；隨著對腸-肺軸和免疫的微生物影響的進一步了解，我們已在理解微生物在呼吸系統(tǒng)疾病（如哮喘、慢性阻塞性肺疾病和呼吸道感染）中的作用中取得了進展；這一新的認識為急性和慢性呼吸道疾病的防治提供幾種新策略，但目前仍存在一些未解決的問題和技術(shù)挑戰(zhàn)。
哮喘和過敏是最常見的慢性病之一，它們與適應(yīng)性免疫T輔助2（TH2）臂的過度激活有關(guān)。新的證據(jù)表明，它們與人體微生物群的組成和功能也存在關(guān)聯(lián)。
本文探討了呼吸、腸道和環(huán)境微生物在哮喘和過敏性疾病發(fā)展、表現(xiàn)和減輕中的作用。盡管這仍然是一個相對較新的研究領(lǐng)域，但迄今為止的證據(jù)表明，適應(yīng)性免疫功能障礙，是過敏性哮喘和其他疾病的一個突出特征，而氣道和/或腸道微生物群可能是防治此類疾病的一個極有潛力的靶標。
本文主要總結(jié)了微生物群落是如何通過改變結(jié)構(gòu)、破壞黏膜屏障、調(diào)節(jié)先天性免疫和適應(yīng)性免疫，以及致使腸神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)來引發(fā)腸道疾病的。
在這里，炎癥性腸病被當成是一個用來了解微生物驅(qū)動的病理學的模型系統(tǒng)。但在炎癥性腸病這一領(lǐng)域獲得的知識，也可被擴展到研究較少的腸道疾病，包括環(huán)境性腸病和與慢性結(jié)腸炎相關(guān)的結(jié)直腸癌。
作者認為，非常有必要進行基于假設(shè)的機制研究。利用測序工作獲得的知識，重點了解對維持腸道健康的非特征微生物-宿主和微生物-微生物相互作用。通過了解這些非特征化的途徑，進而開始了解遺傳、微生物和環(huán)境對腸道疾病發(fā)病機制的相互作用。
我們已經(jīng)知道，微生物影響新陳代謝、免疫力甚至人類的行為。但這些細菌影響特定宿主特性的機制是什么？一個重要但未被研究的機制，似乎與激素有關(guān)。
微生物群產(chǎn)生和分泌激素，對宿主激素作出反應(yīng)，調(diào)節(jié)宿主激素的表達水平。盡管微生物群激素信號傳導的確切途徑尚未被破譯，但激素水平的特定變化與腸道微生物群有關(guān)。
本文總結(jié)了內(nèi)分泌系統(tǒng)和腸道微生物群之間的聯(lián)系。作者根據(jù)激素的不同功能對這些相互作用進行分類，包括如何影響行為、性吸引力、食欲和新陳代謝、性別和免疫。
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