科學(xué)家發(fā)現(xiàn)核心菌群“蹺蹺板”模式 有望成為評估腸道健康新標(biāo)準(zhǔn)
這一發(fā)現(xiàn)有望成為評估人體腸道健康的新標(biāo)準(zhǔn)，并推動個性化菌群檢測技術(shù)的發(fā)展，為臨床疾病防治和大眾健康管理提供有力工具。
近年來，大量研究表明，腸道菌群不僅參與消化系統(tǒng)的正常功能，還在維持整體健康中起著關(guān)鍵作用，不亞于人體的一個重要器官。然而，科學(xué)界對維持人體健康必不可少的“核心菌群”具體成員尚未達(dá)成共識。
趙立平研究團(tuán)隊對110名2型糖尿病患者進(jìn)行對照試驗，通過創(chuàng)新開發(fā)高分辨率的菌群測序大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，將腸道細(xì)菌按照協(xié)作或競爭行為劃分成不同的“功能群”，篩選出在不同時間點都能穩(wěn)定地保持協(xié)作或競爭關(guān)系的141株細(xì)菌，最終在其中鎖定了一組相互競爭的類“蹺蹺板”樣式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，通過“你升我降”影響人體健康。
為了確認(rèn)“蹺蹺板”模型中的細(xì)菌是否存在于更多疾病類型的患者中，研究團(tuán)隊分析了來自5個國家、涵蓋7種疾病的11項病例-對照數(shù)據(jù)，這些疾病包括糖尿病、心血管疾病、強(qiáng)直性脊柱炎、結(jié)直腸癌、炎癥性腸病、肝硬化和精神分裂癥。分析結(jié)果表明，“蹺蹺板”模型廣泛存在于幾乎所有患者和健康人群的腸道樣本中，符合“核心菌群”特征。
研究顯示，核心菌群“蹺蹺板”模型由與疾病緩解相關(guān)的有益功能群(命名為“基石功能群”)和與疾病惡化相關(guān)的功能群(命名為“病生功能群”)組成。為了更直觀地說明“基石功能群”的重要性，趙立平形象地將它們比喻為“大樹菌”。他指出，只有“大樹菌”占據(jù)主導(dǎo)地位時，腸道的微生態(tài)系統(tǒng)才能像茂密的森林一樣保持穩(wěn)定，抑制病生功能群細(xì)菌和其他病菌的過度生長，進(jìn)而維持整體健康。
值得注意的是，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，通過精準(zhǔn)營養(yǎng)干預(yù)，可以改變這兩組功能群在腸道中的比例，使基石功能群即“大樹菌”占據(jù)優(yōu)勢，進(jìn)而改善患者的健康狀況。“更為驚喜的發(fā)現(xiàn)是，它們的比例失調(diào)比疾病癥狀更早出現(xiàn)，這為疾病的個性化預(yù)防、治療與健康管理開辟了新的路徑。”趙立平說。
研究團(tuán)隊將晚期黑色素瘤、B細(xì)胞淋巴瘤、炎癥性腸病和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的11項免疫治療臨床試驗的菌群數(shù)據(jù)整合，利用“蹺蹺板”模型可以預(yù)測患者對免疫療法的個性化反應(yīng)，準(zhǔn)確率達(dá)到臨床應(yīng)用水平。研究指出，通用模型有望幫助醫(yī)生在治療前預(yù)判患者對不同療法的反應(yīng)，從而優(yōu)化治療方案，提升精準(zhǔn)度和療效。
該成果由上海交通大學(xué)與美國羅格斯大學(xué)“微生物組與人體健康聯(lián)合實驗室”牽頭完成，實驗室負(fù)責(zé)人、上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授趙立平、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一人民醫(yī)院教授彭永德、上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究員張晨虹、江蘇省啟東市人民醫(yī)院主任醫(yī)師施羽擔(dān)任共同通訊作者。
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