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Science观念:调控肠道菌群,哪种办法更有远景?

越来越多的研讨显示出肠道菌群对宿主健康的重要性。一起,也有越来越多人开端研讨改进、调控菌群的办法,从粪菌移植、多菌株药物到益生元、饮食干涉。那么终究哪种办法最具有医治远景呢?

今日,咱们特别编译了宣布在Science杂志上关于菌群调理的观念文章。期望本文能够为相关的工业人士和读者带来一些协助和启示。

① 怎么调控肠道菌群

人体内有数以万亿计的微生物,它们对调理宿主功用具有深远影响。这些微生物存在于胃肠道中,并且已被证明能够影响身体不同体系的正常生理活动。肠道及其他部位奇妙的微生物稳态的打破与许多疾病有关,包含神经体系疾病、心血管疾病、胃肠道疾病,乃至癌症。

据报导,调理这些微生物以改进整体健康和医治疾病的研讨被高度重视, 并且最近现已取得了巨大开展。

调理肠道微生物的战略包含粪菌移植,行将粪便从一个个别搬运到另一个个别以到达预期的生理效果。与其他肠道菌群调理战略比较,粪菌移植在多种疾病的医治上表现出了可观的开展远景,虽然其他办法仍存在迭代和优化的时机。

几个世纪前,古希腊医师 Hippocrates 就曾提出胃肠道紊乱会导致全身性疾病的观念。调理肠道菌群结构的战略现已贯穿了几个世纪,关于粪菌移植的记载最早能够追溯到公元前 4 世纪的世界——运用粪便制剂医治胃肠道功用紊乱。

在动物界也观察到相似的状况,食粪癖很遍及,这或许会添加肠道微生物多样性,并增强宿主的消化功用和其他生理进程。

可是,第一个成功的粪菌移植临床运用直到 1958 年才被报导,源于健康的捐献者的粪菌被移植用于医治困难梭菌感染导致的假膜性小肠结肠炎。

自此,许多临床实验连续打开,运用 FMT 和其他肠道菌群调理战略来医治肠道以及其他全身性疾病。

到现在为止,针对肠道微生物的调理战略首要涉及到两种思路:经过粪菌移植搬运整个微生物群落,或许移植单个微生物分类单元。

不论怎么,跟着对全身微生物功用和生理效果越来越深化的知道,越来越多的办法正在被开发。这些不断迭代的办法逾越了运用下一代测序对微生物生境进行分类学表征的作业,它们结合了对肠道微生物功用性特征的探求,以调控预期的生理反应。

因而,当时发生了一系列医治战略,从多菌株制剂到益生元、益生菌和微生物代谢物干涉。可是,要对肠道菌群进行真实的“精准”调理,还需求更深化的研讨。

② 精准调理

在考虑调理肠道菌群的战略时,有必要考虑医治人群的适应症。

肠道失调,是一种共生微生物群落组成不平衡现象,它与多种疾病状况存在相关,这表现了 FMT 和其他肠道微生物群落调理战略的价值。

这种相关被研讨数据不断证明:曩昔几十年里由于广泛地抗生素的运用,感染性疾病发生率有所下降,但与此一起,过敏和本身免疫性疾病却在不断添加,而这至少在必定程度上或许是由于肠道菌群被损坏所导致的6。

值得注意的是,一些经过调理肠道菌群进行医治的疾病具有显着的生态失调现象,而其他一些疾病也呈现了必定程度的肠道菌群失衡,这意味着咱们应该稳重挑选肠道菌群的调理战略。

在考虑调理肠道菌群时,还应考虑许多其他要素,包含肠道菌群的调理办法、制备方案、肠道菌群移植后方针生理效应的测定办法以及调配的饮食方案。一般来说,这类办法旨在康复更健康的肠道菌群——虽然“健康”肠道微生物群落的界说尚不清晰。不论怎么,数据标明,具有丰厚功用的多样化微生物群落与更好的整体健康2和几种疾病状况下更好的医治效果相关。

图.改动肠道微生物的战略| 粪菌移植涉及到将捐献者的肠道菌群搬运到另一个个别;多菌株制剂不断开展;饮食、益生元以及微生物代谢物质都会影响微生物群落

③ 粪菌移植

FMT 迄今为止最成功的运用是医治顽固性 CDI,FMT 医治已被证明是医治该疾病相对安全和高效的办法。即便如此,恰当的医治攻略和粪便捐献者挑选是确保该办法安全性的要害,这其间包含与肠道菌群紊乱相关的感染病和疾病筛查,以及运用抗生素和质子泵抑制剂等或许影响肠道微生物的药物。

值得注意的是,这种医治攻略不是原封不动的,它们会依据正在进行的实验中取得的见地不断更新,提出新的主张,以扩展对捐助者的筛查和检测。

例如,现在主张对捐助者进行耐药微生物和严峻急性呼吸综合征 2 型冠状病毒的筛查。在此之前,有报导称,一些患有 CDI 患者在进行粪菌移植后呈现了全身性抗生素耐药细菌感染,并具有感染 SARS-CoV-2 的潜在危险。

粪菌移植对其他多种疾病的效果也正在探求中,可是其间大多数研讨在评价结尾和成果中都表现出较弱的肠道失谐和较大的异质性。不论怎么,FMT 依然在某些实验中发生了清晰依据,可支撑其可行性,包含 IBD、造血干细胞移植和自闭症谱系妨碍。

导致粪菌移植无效的原因或许是由于真实的阴性成果,也有或许是其它许多稠浊要素形成的:① 与肠道微生物无关但会导致疾病发生开展的特征;② 实验规划和成果丈量的可变性;③ FMT 供体或许存在影响效果的内涵要素;可是,这种“捐献效应”关于存在较为严峻生态失调的适应症,如在 CDI 患者乃至 IBD 患者中,或许不那么明显。

别的,FMT 的最佳剂量和给药途径也尚不老练,这与所针对的疾病有关。咱们迫切需求进一步的研讨来验证 FMT 在不同适应症中是否能成功,并拟定运用 FMT 的最佳战略。

FMT 的一个特性是其他调理肠道菌群战略所不具备的,那就是能够操作微生物的多样性。这供给了潜在的功用冗余,对宿主生理具有有利影响。

在严峻的失调状况下,相关于仅具有低杂乱性的多菌株制剂而言,这种多样性代表了一种潜在的优势。

可是,FMT 具有这种高度多样性和杂乱性也是一个约束,它约束了重现性和可扩展性。

④ 其他改进菌群的战略

现在人们都还在共同努力,开发牢靠并可完成工业化生产管理的多菌株制剂,以更好地调理肠道微生物群,处理胃肠道和体系性疾病,供给具有比 FMT 更具扩展性的方案。这也包含商业益生菌产品,一种被以为对健康有利的活体微生物制剂。

可是,有许多临床实验研讨了这类对制剂疾病的影响,成果良莠不齐,并且到现在为止,这些商业化的配方还没有被首要监管组织同意用作药物,如美国食物和药物管理局。

可是,依据从人类行列测序数据和临床前研讨模型的中取得的定论观念,新一代活体生物药正在开发中,其间许多正处于临床实验阶段。

这些下一代活体生物药的第一波浪潮首要会集物种的判定上,即依据在人类行列研讨和临床前模型中对肠道微生物物种的剖析得出的见地,将单个或多个菌株混合制成制剂。这方面的一个比如是癌症免疫医治:临床实验正在进行中,经过给予多菌株制剂来调理肠道菌群。

这些配方从简略的单菌株制剂到杂乱的多菌株制剂。

可是,人们越来越知道到,重视这些微生物功用方面或许比简略地重视分类学更重要,并且现在正在开发具有广泛功用特点的转基因生物。

虽然总体上这些制剂耐受性杰出,但安全性仍需考虑,由于有报导称,运用市场上售卖的益生菌制剂调理危重患者的肠道菌群,发生了从肠道移位进入血液的细菌性移位现象。

在肠道菌群调理中另一个需求考虑的要素是饮食和益生元的效果,由于它们能够深刻影响现有的肠道共生微生物以及用于医治而移植的微生物。关于具有相对奇妙的肠道生态失调的个别而言,这些办法终究都有或许成为一种独立的干涉方案。

短期研讨标明,饮食的巨大改动能够对肠道微生物和相关生理学在短期内发生明显影响。可是,咱们事前设定的饮食调整没有继续下去,菌群会康复到干涉前的状况。

虽然如此,许多饮食干涉研讨现在正在进行中,从相对简略的干涉——每天在现有的饮食中添加一杯罐装豆类,到更为杂乱的饮食干涉——为参与者预备饭菜并运送到他们手中。

即便受试者接受了其他肠道菌群调理方案,这些饮食干涉依然具有潜在价值,由于它们或许会协助所移植的肠道微生物发挥最大功效,虽然咱们尚不清楚在这类状况下什么才是最佳的饮食干涉。

益生元补剂的运用也在研讨阶段,由于这些物质或许能够为有利的共生微生物供给最佳质料。

虽然“精准”调理肠道微生物的最佳办法仍处于研讨阶段,可是毋容怀疑的是,肠道微生物的调理将会更广泛地用于整体健康改进和疾病辅佐医治。

虽然抱负的通用办法也或许会完成,可是这种精准战略依然需求个性化的办法,经过整合如粪菌移植、活体微生物制剂、饮食方案、益生元等战略协作完成。

经过进一步的研讨以及相关人士的共同努力,与疾病状况有关的肠道菌群失调的真实的意义能够被更好的了解,以及什么是促进整体健康的最佳肠道菌群将会被更好地清晰出来,这将对公共健康发生广泛的积极效果。

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