导读

人体是由多层次生命个体构成的复杂体系：人的身体由30万亿个细胞组成，但它却容纳了超过万亿个微生物细胞；人类基因组大约编码2.3万基因，但人体微生物有超过万个独特的基因，因此人体被称为“超级生物体”。人体肠道微生物对营养物质代谢、人体自身发育、免疫及疾病的产生等方面都起到极其重要的作用。理解肠道微生物组随时间发展和进化的关系，有助于明确肠道微生物组在人体健康中发挥的作用。

文献ID

题目：Thehumangutmicrobiomeinhealth:establishmentandresilienceofmicrobiotaoveralifetime

译名：人体健康肠道微生物组:一生中菌群的建立及恢复

期刊：EnvironmentalMicrobiology

发表时间：IF：5.

通讯作者：PaulWilmes

单位：卢森堡大学

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人一生中胃肠道微生物的发展变化

人的一生中，肠道微生物组是一个动态发展的过程（图1），在子宫内就开始定殖，出生时无差别、多样性低。随着时间的发展，肠道菌群在多样性、结构组成、功能基因等方面发生变化。

图1“健康”人微生物组的特征

A.健康人一生不同身体部位的微生物；B.不同地理位置健康人的肠道菌群。

2

肠道菌群的首次出现：在子宫中定殖

一直以来，人们普遍认为胎儿的环境是无菌的，且微生物是从胎儿出生后开始定殖的。但近年来基于培养和免培养方法的研究，证明胎便并不是无菌的、且含有类似于在羊水中检测到的一些细菌群落。这些结果表明，肠道菌群在胎儿出生之前就已经开始定殖了，起初定殖的微生物主要包括一些阴道菌群、子宫中的常驻细菌以及一些口腔细菌。但是，这些定殖的菌群仍然是推测得到的，孕妇菌群对胎儿的影响需要进一步研究证明。

众所周知，饮食能够调节成人肠道菌群。最近的研究表明，产妇的饮食很可能也会对产儿的菌群结构产生影响。除了产妇的饮食，产前感染、怀孕期间压力都与胎儿菌群有着紧密的联系。孕期糖尿病、产前增补益生菌均会对胎儿菌群产生明显的影响。这些证据表明，产前的一段时期对塑造产儿菌群有着重要的影响。

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婴儿出生时菌群：产期的影响

相对于成人微生物菌群，婴儿在出生时肠道微生物的多样性明显较低，且在不同的个体中差异较大（图1A）。新生儿肠道中主要的优势微生物为厚壁菌门、变形菌门、放线菌门以及低丰度的拟杆菌门。

胎龄对婴儿出生时的肠道菌群也有一定的影响。相较于正常分娩的婴儿，早产儿在出生时肠道菌群多样性较低，且乳酸杆菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属的丰度也相对较低，直至出生90天后婴儿肠道中的这些差异才明显降低。

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肠道微生物组：出生后一年的发展

胎儿出生后一年是肠道菌群从波动转变为逐渐成熟的一个重要时期。胎儿出生时，肠道菌群的分类多样性是相当低的，但随着时间的增长，婴儿逐渐从母乳及环境中获得一些菌群。

饮食是婴儿菌群发展的重要驱动因素。在婴儿早期阶段，其肠道菌群含有丰富的参与消化母乳寡糖的基因。而在婴儿后期阶段，由于开始食用固态食品，与消化多糖以及维生素生物合成相关的基因明显增加。此外，婴儿的喂养模式对肠道菌群的组成也有明显的影响。比如母乳喂养的婴儿放线菌门的丰度相对增加，而厚壁菌门及变形菌门的丰度相对减少；配方奶粉喂养的婴儿肠道中含有一些病原菌，包括大肠杆菌及艰难梭菌。

除了饮食外，环境和药理学与婴儿菌群的发展也有很大的关系。这些因素包括抗生素、兄弟姐妹的数量、是否饲养宠物、儿童日托、地理环境等。概括来说，婴儿肠道菌群个体间的差异较成年人间较大，但到成人后，这些差异逐渐缩小。

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儿童期间的肠道菌群

早先基于培养的方法，一直认为人类肠道菌群的组成在1~4岁能够达到一个成熟的状态。但最近基于许多分子生物学的研究揭示了儿童和成人间肠道菌群的组成具有显著的差异。

地理差异似乎对童年阶段肠道菌群有明显的影响，但不同地理区域内儿童的肠道菌群特征仍有待进一步探讨。整体来讲，童年期间儿童的肠道菌群并不完全成熟，且对后期的生活有进一步的影响。

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青年时期的肠道菌群

长期以来，人们一直认为童年期和青年期肠道菌群与成年人没有差别。但单分子的研究已发现，相对于成年人来说，青年的肠道菌群具有高丰度的梭菌属及双歧杆菌属。目前几乎没有关于健康青年肠道菌群的研究，其需要非常迫切。特别指出，由于青春期阶段存在激素变化的波动性特征，肠道菌群的改变也很可能发生在与荷尔蒙相关的生活事件时期，比如怀孕。

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成人的肠道菌群

目前关于肠道菌群的研究主要集中于成年人，主要含有厚壁菌门、拟杆菌门以及变形菌门。根据地理位置的不同，每个门水平组成的变化有一定的差异。

整体来讲，成人的肠道菌群是相对稳定的，感染、抗生素治疗、剧烈的饮食干预等会使肠道菌群发生短期紊乱，随后能较快地恢复到初始状态，但随着时间的推移，这些干扰能够慢慢地改变肠道菌群的组成，并且很可能驱动广泛的菌株水平的个体差异。

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老年人的肠道菌群

肠道微生物组能够影响人整个老年时期的生活健康，肠道菌群的组成变化与丰度下降与健康状况有明显的关联。整体来讲，老年人的肠道菌群相对于成年人而言，厚壁菌门、拟杆菌门、肠杆菌的丰度相对较高，拟杆菌属、普氏菌属和Faecalibacteriumprausnitzii（一种抗炎细菌）的丰度减少，相应保护性的共生细菌如双歧杆菌属及拟杆菌属相对减少，这些菌群的变化与老年人生活质量普遍降低有明显的关联。

健康微生物组随年龄变化的动态发展需要进一步研究，不同地理区域内特异微生物组相关的功能研究也需要进一步进行。此外，由于老年人地牙齿不断受损，其口腔微生物组也需要进一步的明确研究，因为这很可能与肠道菌群的改变有关。

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除年龄外肠道菌群的影响因素

除了年龄会对健康人的肠道菌群产生影响外，地理位置、社会环境、性别、宿主基因、饮食及抗生素等对肠道菌群也具有巨大的影响（图2）。饮食可能并不是肠道微生物组成的主要驱动因素，但一些主要的分类，例如拟杆菌门，能够对饮食的改变做出迅速的反应。特别的是，西方人的饮食结构明显影响其肠道菌群的组成，并且反过来与许多代谢疾病相关联。流行病数据表明，抗生素的大量使用（西方的“卫生假说”）会对肠道菌群产生不利影响，导致细菌的多样性和丰度降低，即使肠道菌群结构会在一个月后恢复，但一些微生物物种会永久失去，严重的话会导致免疫系统或代谢紊乱，从而引起各种慢性疾病。

图2不同年龄阶段人体肠道微生物的影响因素

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健康微生物组属性

虽然健康人的肠道微生物被认为相对稳定，但“健康”微生物功能特征的鉴定依然较困难，因为健康理想的菌群结构在每个人体中是不同的（因为年龄、环境、遗传因素、饮食等的不同），且与微生物物种组成相比，菌群基因运输模式更重要。肠道宏基因组功能研究表明，可能存在与功能相关的核心微生物，“功能核心”需要被深入探索，与人体健康相关的具体属性需要被进一步研究。许多学者研究微生物菌群结构与特定疾病的关联，人们很容易将研究中的健康对照默认为“健康”菌群特征，然而健康和疾病特征的因果关系鉴定需要模型系统验证，而目前在人体生理学上还未实现。另外，在“健康”菌群属性标定出来前，研究者用一些标准界定“健康”菌群，例如一些研究用厚壁菌门与拟杆菌门的比值与健康关联，两者比例过高说明与代谢性疾病密切相关。此外，“健康”菌群属性的标定还要延伸到与身体其他部位的关联，如口腔微生物（与口腔感染性疾病和系统性疾病相关），皮肤微生物（与免疫性疾病相关）。

总结和展望

本综述汇总了健康人微生物菌群结构的复杂性和多样性，人体微生物组受年龄、地理环境、饮食、寄主基因型、社会背景等影响，而界定“健康”菌群属性特征目前还未实现，需要国际研究者共同努力定义一个标准化健康菌群属性。

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供稿：刘婉辉

编辑：王丽燕

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