肠道微生物研究方向范文
时间：2023-12-04 17:26:34
肠道微生物研究方向篇1
关键词：乳酸菌；肠粘膜免疫
中图分类号：TS252 文献标识码：A 文章编号：1674－0432(2011)－05－0328－2
乳酸菌是代谢碳水化合物而产生大量乳酸的一类细菌的总称。乳酸菌通常为革兰氏阳性，营养要求复杂，不运动，无芽孢，厌氧或兼性厌氧。肠道是消化道中重要的吸收场所，肠道粘膜面积特别庞大，其结构功能构成了强大的粘膜免疫系统，又由于在肠道中有着大量的微生物菌群，从而使外源的病原体难以攻破这道屏障。所以，肠道粘膜与机体的健康是密切相关的。
乳酸菌能在肠道内定植，维护肠道菌群平衡，并刺激肠粘膜免疫组织，是对肠道粘膜免疫有重要影响的有益微生物。近些年来已有很多学者研究表明，乳酸菌可以影响动物的免疫功能，增强自身免疫力，增加肠道粘膜对外界的抵抗力。故许多的研究者意识到乳酸菌对机体健康的重要性，以及对肠道菌群的构成及代谢的有益调节作用，许多疾病可通过免疫调节作用而达到预防和治疗的目的，如消化道疾病、过敏性疾病、癌症等。总之，乳酸菌对肠粘膜的保护和免疫调节具有重要的作用，所以乳酸菌对肠粘膜免疫调节的影响成为近年来研究的热点，本文对其作一综述。
1 肠道粘膜免疫系统
1.1肠道粘膜免疫系统
肠道粘膜是宿主防御外来有害物质对机体产生影响的重要屏障，包括肠道相关淋巴组织和细胞，如淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞等，肠道相关淋巴组织指胃肠道粘膜皮下的淋巴组织，它们可抵御细菌和病毒从消化道入侵。在肠粘膜中所产生的抗体细胞占体内总抗体细胞的70％～80％，产生免疫球蛋白A(IgA)的量最多。肠道粘膜相关的淋巴组织是肠粘膜免疫的诱导部位，其中派尔集合淋巴结(PP)是诱导粘膜免疫应答的重要场所。
1.2肠道粘膜免疫调节的机制
肠道不仅是消化、吸收的场所，还有重要的免疫功能，肠道接触着大量的抗原、食物蛋白和肠道正常的菌群，肠道不仅对它们无炎症反应，又能保护机体不受外来病毒和毒素的侵害，这是依赖肠粘膜的免疫功能。肠粘膜免疫可分为天然性免疫和后天性免疫，其先天性免疫是构成肠粘膜屏障的基础。由肠粘膜表面的抗原引发肠道中的粘膜反应，肠道粘膜中的淋巴结将捕获的抗原移到巨噬细胞，然后其对抗原进行加工，并转移给辅T细胞，然后激活B淋巴细胞，B淋巴细胞分化增强，产生大量分泌型IgA(sIgA)，在这过程中受IL－10、TGF－β和IL－4等细胞因子以及PP中的树突状细胞(Dc)和T细胞携带的细胞信号的影响，sIgA+β细胞能合成IgA二聚体，穿过上皮细胞进入肠腔，在这过程中，IgA二聚体和分泌成分结合形成可抵抗蛋白酶水解的sigh，sIgA是粘膜免疫反应中的主要的效应因子，sIgA可与病原微生物、毒素和抗原物质结合，阻止病原菌的入侵和抗原物质的渗透，而不激活强烈的炎症反应和细胞毒反应。
2 乳酸菌对肠粘膜免疫调节的影响
2.1乳酸菌的肠粘膜免疫调节成分
近来的一些研究显示，活性乳酸菌、乳酸菌的细胞壁成分、代谢产物、菌体细胞、分解产物等均可刺激肠道粘膜免疫系统，并发现淋巴细胞和巨噬细胞具有识别肽聚糖的接受器。此外，糖醛酸磷壁质在体外可刺激单核细胞而产生TNF－α与IL－σ。
2.2乳酸菌对肠粘膜分泌SIgA的影响
肠道粘膜免疫系统的一个重要的功能是分泌sIgh抗体，sIgh是粘膜表面的最重要的抗体，能发挥免疫清除的作用，而不引起免疫炎症反应，sIgA通过与微生物抗原结合，阻止其粘附和入侵，在防止肠道条件致病微生物感染方面起着重要的作用。sIgA与肠粘膜表面的正常菌群混合存在，能中和毒素并阻止病毒在肠上皮细胞中的复制。sIgA还能预防致病菌和非致病菌向肠道外移位，从而维持肠道内的正常菌群的生长。此外，肠粘膜上皮细胞还能产生分泌小体，与双体IgA分子结合，形成sIgh并排列在肠道内皮上，sIgA能预防肠道蛋白酶的分解，形成粘膜上的抗体。乳酸菌能在肠道中粘附定植，从而增强了T细胞和B细胞对抗原的反应性，活化肠粘膜内的相关淋巴组织，发挥特异性免疫作用，使sigh的生成量增加，提高肠道的粘膜免疫功能。
2.3乳酸菌对肠粘膜刺激后细胞因子的影响
细胞因子能够调节免疫反应的各个方面，并影响着其他细胞的功能的发挥，细胞因子产生于效应阶段，细胞因子决定着T细胞和B细胞分化的方向。经过抗原刺激后的T细胞被活化后开始向Th0分化，Th0会分泌细胞因子。ThO向Th1分化，分泌IL－2、IL－12、IL－18等细胞因子，一方面Th1分泌的IL－2、IL－12等细胞因子可发挥抗病毒的功能，另一方面可激活B细胞分泌sIgA；Tho向Th2分化，分泌IL－4、IL－10等细胞因子，从而激活B细胞。乳酸菌具有诱导细胞核因子介导反应的能力，从而可以活化肠腔内的受体，而受体是肠道免疫的重要启动者。因而乳酸菌具有增强肠道免疫的功能。很多的研究证实了乳酸菌对炎症性肠炎的治疗作用，例如Schultz用乳杆菌治疗了IL－10基因敲除的小鼠uc模型，发现炎症过程明显和缓，肠粘膜中的下调促炎症因子(IFN－γ、IL－12)含量降低和促进抗炎因子IL－10的产生，保证肠道粘膜的完整，有利于肠屏障功能的发挥。
2.4乳酸菌对肠粘膜免疫细胞的影响
乳酸菌能刺激肠粘膜中的巨噬细胞的功能，可以吞噬、杀灭和消化多种病原微生物，还可将抗原性的物质吞噬后，递呈给Th细胞识别，其分泌的细胞因子既是诱导免疫细胞增殖分化和增强免疫反应的重要信号，又可以直接发挥杀伤作用和激活调控其他的免疫细胞。乳酸菌可以激活肠粘膜的B淋巴细胞和T淋巴细胞，增强机体的免疫应答。固有膜淋巴细胞位于肠粘膜的固有层，含有大量的T、B淋巴细胞，其中T细胞来自PP结，以CD4+T细胞占优势，具有较强的杀伤能力，CD8+T细胞较少；乳酸菌能刺激B淋巴细胞活化增殖和分泌抗体，来发挥体液免疫的功能，使机体具有抗感染和抑制肿瘤的作用。DeSimone从临床方面证明了乳酸菌对B淋巴细胞功能的影响，给健康的老人服用乳酸菌，四周后发现，B淋巴细胞亚群比例显著升高，说明了乳酸菌促进了B淋巴细胞的转化并激活了其功能，参与了免疫调节。
3 展望
肠道微生物研究方向篇2
关键词：肠道菌群粘膜免疫儿童
Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2014.01.040
【中图分类号】R-0【文献标识码】B【文章编号】1671-8801（2014）01-0032-01
随着现代科学技术的发展，尤其是分子生物学技术的创新，使得人们对肠道菌群结构与功能的认识逐渐深入。目前研究发现，人体肠道内微生物的数量巨大，一般在1013～1014个，而且种类也多达500～1000种，其中90%以上为细菌。随着研究的深入，微生态的概念逐渐被提及，维持微生态平衡对于保障人们的身体健康具有重要意义。对于儿童而言，正处于身体发育阶段，肠道免疫系统功能不足且肠道菌群正处于生理性演替过程，儿童肠道微生态的平衡较难稳定，又加之环境、疾病、药物使用等因素的存在，极易发生微生态紊乱，造成菌群失调，从而引发腹泻、感染、过敏性疾病等，对儿童的生长发育带来严重影响。
1肠道菌群的概述
对于肠道内数以亿计的细菌，大致分为三类，包括益生菌、有害菌、中性菌。其中，益生菌所示与宿主共生的专性厌氧菌，其总量占到全部菌群的99%以上，作为肠道的优势菌群，其是构成膜菌群的主要成分，能够与肠道粘膜上皮细胞上的特异性受体结合，构成肠道定植抗力，从而防止有害菌的定植，减少病原菌的感染发生；中性菌即指条件致病菌，属兼性需氧型，通常肠道微生态正常时不会对人体造成伤害，但若存在胃肠道疾病或者出现感染等状况时，其会表现出侵袭性，从而打破微生态的平衡，产生致病性；有害菌即致病菌，数量一般较少，且不会定植于特定部位，当数量超过一定阈值时，可引起疾病。
对于细菌的定植部位多与细菌种类相关。一般地，由于胃部pH酸性较大，且富含蛋白酶，细菌较少，仅含有少量的幽门螺旋杆菌和链球菌、乳酸菌等革兰氏阳性菌；随着消化道的向下延伸，pH逐渐升高，细菌的种类和数量也逐渐增多，且细菌的生活方式也由需氧型向厌氧型过渡。绝大部分的细菌位于结肠和远端小肠，包括益生菌类和中性菌类。人体内的肠道菌群是经过各种因素的共同作用发展而来的，新生儿并不存在肠道细菌，而在后期的生长发育过程中，由于外界环境、饮食、生活习惯、药物使用等因素的影响，体内的肠道内开始有细菌定植并发生演替，一般到2岁后，其体内微生态的建立达到平衡。
2肠道菌群与儿童免疫
2.1促进儿童免疫系统的发育。在对小鼠的研究发现，无菌环境饲养的小鼠肠道内淋巴结数量减少，且肠上皮细胞也减少，表明肠道菌群对于肠道免疫系统的发育具有重要意义。不仅如此，肠道菌群的缺少对于机体自身免疫系统的发育也有影响，在肠道菌群缺失的小鼠表现出脾脏中CD4+T细胞数量减少，体内抗体水平下降[1]。
2.2屏障作用。对于双歧杆菌等益生菌，能与肠粘膜上皮细胞的特异性受体结合，从而在肠上皮细胞表面，形成膜菌群，以作为机体先天性免疫的屏障，可通过营养竞争、分泌抗菌物质等清除致病菌，提高肠道微生物定植抗力，从而抑制病原菌的入侵。
2.3促进SIgA产生分泌。SIgA能通过与细菌、病毒等表面的抗原表位结合，阻止其与肠上皮细胞的粘附，从而避免细菌侵入肠上皮细胞，引发炎症反应。而正常的肠道菌群对于肠粘膜免疫具有较强的适应性，能够促进SIgA的分泌，从而抵抗病原菌的入侵。此外，有研究表明，SIgA对于肠道膜菌群的建立有一定促进作用[2]。
2.4调节淋巴细胞。通过口服双歧杆菌微生物制剂，B淋巴细胞的转化，增加外周血中B细胞的数量；而某些双歧杆菌数减少的患儿中发现，其肠壁粘膜系统内CD3+、CD4+、CD8+细胞出现下降，导致免疫功能低下。此外对于乳酸杆菌的研究也表明，乳酸杆菌能够促进IL-10和TGF-β的分泌。同时，在一些过敏性反应中发现，肠道菌群能改变有害抗原的免疫原性，从而激发不同的免疫反应，以维持肠道免疫系统稳态，其能调控Th1、Th2等免疫细胞活性，有效地降低Th2型免疫应答，从而缓解过敏症状[3]。
2.5天然免疫。肠道细菌可以穿越上皮细胞以及粘膜屏障，从而激活树突细胞和固有层免疫细胞，从而激活粘膜免疫系统，当病原菌入侵时可以迅速引起免疫反应，及时清除入侵的病原菌，保护机体的健康，如双歧杆菌种属的细菌成分能够激活树突细胞（DC），从而影响T细胞活性，增强Th1型免疫反应；乳杆菌可激活TLR-2，从而激活信号转导的途径，促进多种细胞因子的分泌，调节机体的免疫系统。
3肠道菌群与儿童疾病
肠道微生态平衡被打破，往往会造成某些疾病的发生，同时儿童的肠道免疫系统功能不够完善，因此，肠道菌群失调对于儿童而言，可能具有严重的后果。目前，相关研究发现，腹泻、细菌/病毒感染、炎症性肠病（IBD）、发育不良以及过敏性疾病发病时，肠道菌群的结构往往会被改变，病原菌大量繁殖，从而使得益生菌失去其优势地位，通过含有益生菌的相关微生态制剂，可很大程度上改善患者的症状，且效果持久，无副作用[7]。
4小结
肠道菌群对于儿童免疫系统的发育具有重要意义，同时对于维持肠道微生态的平衡也起到重要作用。肠道菌群结构与功能的稳定不仅有助于儿童的消化吸收，作为天然免疫的第一道防线，还能有效地防止病原微生物的入侵，确保机体的健康。此外，微生态制剂的发展也逐渐为肠道菌群失调导致的相关疾病提供了良好的治疗方法。因此，对于肠道菌群的研究还需要不断地深入，对于含有益生菌的微生制剂的研制在疾病防治上必将有着深远的意义。
参考文献
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肠道微生物研究方向篇3
[关键词]肠道菌群；中药；有效成分；疾病；代谢；相互作用
[Abstract]A large number and wide varieties of microorganisms colonize in the human gastrointestinal tract They construct an intestinal microecological system in the intestinal environment The intestinal symbiotic flora regulates a series of life actions， including digestion and absorption of nutrient， immune response， biological antagonism， and is closely associated with the occurrence and development of many diseases Therefore， it is greatly essential for the host′s health status to maintain the equilibrium of intestinal microecological environment After effective compositions of traditional Chinese medicines are metabolized or biotransformed by human intestinal bacteria， their metabolites can be absorbed more easily， and can even decrease or increase toxicity and then exhibit significant different biological effects Meanwhile， traditional Chinese medicines can also regulate the composition of the intestinal flora and protect the function of intestinal mucosal barrier to restore the homeostasis of intestinal microecology The relevant literatures in recent 15 years about the interactive relationship between traditional Chinese medicines and gut microbiota have been collected in this review， in order to study the classification of gut microflora， the relationship between intestinal dysbacteriosis and diseases， the important roles of gut microflora in intestinal bacterial metabolism in effective ingredients of traditional Chinese medicines and bioactivities， as well as the modulation effects of Chinese medicine on intestinal dysbacteriosis In addition， it also makes a future prospect for the research strategies to study the mechanism of action of traditional Chinese medicines based on multiomics techniques
[Key words]intestinal microbiota； traditional Chinese medicine； effective ingredients； disease； metabolism； interaction
doi：10.4268/cjcmm20161002
人的皮肤、消化道、呼吸道、泌尿生殖道等部位寄居着种类和数量繁多的微生物，包括细菌、真菌、寄生虫及病毒，其中绝大多数微生物生活在人体消化道内[1]。与人体共生的微生物绝大部分是由细菌菌群组成的，在人体胃肠道中共生着超过1 000种，总质量约15 kg的细菌[2]。定植在肠道内的细菌的细胞总数约1×1014个，是人体自身细胞数量的10倍[3]，如此庞大的细菌群落被当作是人体的超级“器官”[4]。从基因层面上看，人体自身约23万个基因，而胃肠道内的微生物基因总数至少是人体的150倍[5]。因此，正如Joshua Lederberg提出的“人体是由真核细胞与体内共生的微生物群落共同组成的超级生物体（superorganism）”[6]。正常情况下，人体与其体内共生菌相互作用并构成相对平衡的统一体。“肠道元基因组（gut metagenome）”与人体自身基因组共同影响人体的病理生理和药物代谢[78]。
传统中药在我国预防和治疗疾病已经有几千年历史，其绝大多数给药途径以口服为主。药物中的有效成分进入胃肠道后与肠道菌群相互作用，中药中很多有效成分必须经过肠道菌群代谢后才能被吸收而发挥药理作用[9]。参与肠肝循环的药物经肝脏解毒后其代谢物随胆汁分泌到肠道后，再次与肠道菌群接触，也可能再次被肠道菌群代谢转化[10]。因此，肠道菌群对中药的代谢转化具有非常重要的影响，例如增强有效成分的吸收，提高生物利用度，进而提高药效；甚至对中药有毒成分具有减毒或增毒的作用。同时中药能够保护胃肠道黏膜屏障功能，促进益生菌的繁殖，抑制有害菌的生长，对维持肠道微生态系统平衡起着关键作用。
本文对肠道菌群的分类，肠道菌群失调与疾病的关系以及中药与肠道菌群的相互作用等方面进行了综述。
1肠道菌群的分类
近年来，越来越多的学者采用不同的技术手段对不同国家、遗传背景及生活习惯的人群肠道菌群组成进行了分析。研究发现，尽管人体肠道菌群的组成复杂，细菌种类超过上千种，但其中30～40种的优势细菌占到了全部细菌数目的99%[3]。人体肠道内已鉴定出的细菌共9个门，包括厚壁菌门Firmicutes，拟杆菌门Bacteroidetes，变形菌门Proteobacteria，放线菌门Actinobacteria，梭杆菌门Fusobacteria，疣微球菌门Verrucomicrobia，蓝细菌门Cyanobacteria等7个主要门[11]，以及螺旋体门Spirochaeates和VadinBE97菌门[12]。肠道内98%以上的细菌属于厚壁菌门和拟杆菌门这2个最优势的门，而变形菌门、放线菌门、梭杆菌门和疣微球菌门数量及种类较为弱势[11]。此外，根据肠道菌群与宿主的不同关系，肠道菌群可分为以下3类：①与宿主共生的生理性细菌，也称共生菌、有益菌，如双歧杆菌、乳杆菌等；②与宿主共栖的条件致病菌，也称中性菌，如肠球菌、肠杆菌等；③病原菌，也称有害菌，如变形杆菌、假单胞菌和金黄色葡萄球菌等[13]。
2肠道菌群失调与疾病的关系
肠道菌群是肠道微生态系统的重要组成部分，人类在长期进化过程中与肠道菌群形成了互利共生的关系。一旦受到宿主自身及外界环境变化的影响，宿主与菌群之间的平衡状态就会被打破，导致肠道微生态系统失衡，机体的各方面功能出现紊乱，进而可能导致疾病。引起肠道菌群失调的因素多种多样，包括宿主基因型[14]、饮食[15]、年龄[16]、使用抗生素[17]、疾病状态及外来病菌等。近年来，越来越多的研究发现肠道菌群失调与很多疾病的发生和发展有着密切的关系，且发病部位不仅仅只限于肠道内部，甚至会波及全身（图1，表1）。目前在这方面取得了可喜的研究进展，但仍需进一步研究。
3中药与肠道菌群的相互作用
31肠道菌群对中药有效成分代谢及生物活性的影响
肠道细菌在生长繁殖过程中能产生多种糖苷酶[33]、硝基还原酶[34]、偶氮还原酶[35]以及各种碳水化合物酶[36]等，这些酶参与中药多种成分的降解，其代谢途径主要以水解为主，氧化和还原为辅[37]。中药有效成分被肠道菌群产生的特定代谢酶代谢转化后生成新的活性代谢产物，进而对机体产生不同的生物学效应。
311肠道菌群代谢中药有效成分，增强吸收，提高药效大黄和番泻叶中都含有蒽酮苷类化合物番泻苷，而番泻苷本身无泻下作用，口服后在小肠中几乎不被吸收，真正发挥泻下的活性成分是番泻苷元，这是由肠道内双歧杆菌分泌的βD葡萄糖苷酶水解生成番泻苷元后经小肠吸收才发挥泻下作用的，而且代谢产物大黄酸蒽酮的致泻作用最强[38]（图2）。同样含有蒽酮骨架的葡萄糖苷化合物芦荟大黄素苷本身也没有泻下作用，研究发现人粪便中的细菌Eubacuteriuln sp BAR可水解芦荟大黄素苷的CC糖苷键，将其代谢为苷元芦荟大黄酸蒽酮，后者具有显著的泻下作用[39]。黄芩苷是黄芩的主要活性成分，大量研究证明其具有抗菌消炎、抗感染等药理作用。Trinh等[40]研究发现黄芩苷经人肠道菌群代谢后产物主要为去糖基化的黄芩素和甲基化苷元木蝴蝶素A，而且黄芩素和木蝴蝶素A通过抗组胺作用改善小鼠瘙痒反应的效果强于黄芩苷（图3）。人参中的皂苷类成分是其主要的活性成分，主要有抗炎、抗肿瘤、降血糖及降血脂等多种药理作用。研究表明人参皂苷类在体内难以吸收，在肝脏内基本不代谢，主要在肠道中降解。等[41]通过离体和整体实验研究发现人参皂苷Rg1在人及大鼠的肠内细菌作用下均可被代谢，但沿不同的代谢途径进行代谢，血液中也主要以代谢物的形式存在，这可能是人参皂苷在体内发挥药效的真正生物活性成分（图4）。张卫东课题组从药用植物假马齿苋中分离得到一系列三萜皂苷类成分，药代动力学实验表明该类成分在体内也难吸收，生物利用度差，但体内外实验表明有很好的抗抑郁样活性，因此猜想肠道菌群可能在其中起到了关键作用。
312肠道菌群对中药成分的减毒或增毒作用肠道菌群除了能够生物转化中药的有效成分，将其代谢为新的生物活性代谢产物外，还能对中药有毒成分产生减毒或增毒的作用。
乌头碱是川乌、草乌、附子等药用植物中的主要有毒成分，具有消炎、止痛及抗肿瘤的药理作用，然而对中枢神经及心血管系统有明显的毒副作用[42]。赵宇峰等[43]首次利用软电离串联质谱技术研究了乌头碱在人肠内细菌中的生物转化规律。研究表明，乌头碱在肠内细菌代谢作用下脱酰基、甲基、羟基以及发生酯化反应产生新的单酯型、双酯型和脂类生物碱等多种毒性较弱的代谢产物（图5），而且脂类生物碱具有乌头碱同样的药理活性但其毒性明显低于乌头碱[44]。
肠道菌群代谢中药某些成分甚至能够增加其毒性，一个典型的例子就是苦杏仁苷。苦杏仁苷是传统中药苦杏仁中的有效成分，现已广泛用于治疗哮喘、支气管炎、肺气肿、便秘等，也作为辅抗癌药物应用[4546]。然而，近年来不少有关苦杏仁苷中毒的病例报道[47]。动物实验表明，与正常口服灌胃组比较，静脉注射组及经抗生素处理的灌胃组动物无显著毒性反应，而且血浆中氰化物的浓度也均低于正常口服灌胃组[48]。此外，苦杏仁苷注射给药后在大鼠体内主要以原型分布和排泄，而灌胃给药后以代谢产物野樱苷的形式分布，后者进一步脱糖基转化为苯乙腈，苯乙腈分解生成有毒物质氢氰酸HCN，引起毒性反应[4950]（图6）。以上均说明肠道菌群是导致苦杏仁苷产生毒性的关键因素。
32中药调节肠道菌群失调
当机体处于病原菌感染或其他疾病发生的条件下，生物体的微生态平衡状态被打乱。人们日益认识到在治疗疾病过程中维持肠道微生态平衡的重要性并开始将目光转向中药。中药的化学成分丰富，除含有黄酮类、萜类、蒽醌类、生物碱类、甾体类等生物活性成分外，还含有蛋白质、维生素等多种营养成分，因此中药尤其是复方中药具有多种药效作用。传统中药调节肠道生态系统在治疗肠道紊乱相关疾病方面已有多年[51]。大量研究表明，中药对肠道微生态系统的平衡有很好的保护作用，能直接或间接地调节肠道菌群失调。
321调节肠道内菌群组成中药直接调节肠道菌群组成的相关研究已有很多报道，既有以单味中药或单一提取成分对肠道菌群进行调整的，也有以中药方剂形式发挥作用的。
Chang等[52]研究向高脂肪饮食饲养的小鼠食物中添加灵芝提取物的效应，发现灵芝提取物不仅可以降低由高脂肪饮食诱导的硬壁菌门/拟杆菌门的比例升高以及产内毒素的蛋白菌水平，而且能保持肠屏障的完整性并减少内毒素血症发生；同时还观察到，将处理过的小鼠粪便移植给其他肥胖的小鼠，会重现由灵芝提取物所造成的有益代谢效应。Guo等[53]研究发现红参和薏苡仁的提取物在体外均能促进乳杆菌、双歧杆菌等益生菌的生长，抑制埃希氏菌、葡萄球菌及沙门菌等病原菌的生长；同时应用三硝基苯磺酸诱导的溃疡性结肠炎模型评价药效，结果表明红参和薏苡仁的提取物均能改善肠道菌群失调和结肠炎症状，且红参提取物的效果更好。中药普遍含有糖类成分，这类成分可以促进肠道有益菌的生长而抑制有害菌的繁殖。Veereman[54]在研究中发现，幼儿食用含低聚果糖的断奶食品其肠道内双歧杆菌和乳酸杆菌的数量增加，而梭状芽胞杆菌的数量降低。冯兴忠等[55]应用盐酸林可霉素造成小鼠肠道菌群紊乱，发现小鼠肠道内益生菌乳酸杆菌、双歧杆菌的菌值有所下降，经灌服加味补中益气汤进行治疗后，上述细菌菌值均有所恢复，说明加味补中益气汤具有调节小鼠肠道益生菌的作用，使小鼠肠道益生菌数量有所增加。
322保护肠道黏膜屏障功能，防止肠菌移位中药除了能影响肠道菌的组成和数量外，还能间接通过保护肠黏膜屏障，影响菌群的定位。正常肠黏膜屏障能有效防止肠内细菌及内毒素穿过肠黏膜，避免了肠源性感染。目前已经发现多种单味中药、中药复方及中药制剂对肠黏膜屏障具有明显的保护作用。
张英谦等[56]研究了大黄对脓毒症幼猪肠道屏障的保护作用，发现大黄治疗组肠上皮细胞凋亡明显降低，紧密连接蛋白ZO1，Occludin mRNA的表达较模型组明显增强，电镜显示紧密连接相对完整；且TNFα mRNA表达减弱，IL10 mRNA表达增强，丙二醛含量降低，超氧化物歧化酶活性增加，这说明大黄通过抗炎、抗氧化损伤，减轻肠道上皮细胞凋亡，增加紧密连接蛋白表达，从而发挥保护脓毒症幼猪肠黏膜屏障的作用。卢璐等[57]探讨了复方中药清肠栓对三硝基苯磺酸诱导的溃疡性结肠炎大鼠结肠黏膜通透性的影响，采用异硫氰酸荧光素右旋糖4000作为标记物，通过在体与离体实验相结合的方法测定大鼠结肠通透性，证明清肠栓能有效抑制结肠炎大鼠结肠通透性的升高，改善肠黏膜屏障功能，促进溃疡愈合。中药制剂参附注射液能抑制肠组织中核转录因子κB的表达，减少肿瘤坏死因子α、细胞间黏附分子1及诱生型一氧化氮合酶的生成，从而对急性坏死性胰腺炎大鼠肠黏膜屏障起保护作用[58]。
4展望
随着微生态学和现代中医药学的发展，人们逐渐认识到肠道菌群与宿主健康和疾病有着密切的关系。一旦肠道微生态系统的动态平衡被打破，肠道菌群就会失调，引起肠内外各种疾病。中医理论强调从整体水平上认识人体，并在整体观的指导下对疾病进行辨证论治，从而实现对疾病的预防和治疗；而肠道菌群是人体这一“超级生物体”中最大的微生态系统，与中医药之间必然存在着某种联系。因此，有学者提出肠道菌群可能是中药治疗疾病的潜在靶点。
近年来，各种“组学”技术，诸如转录组学、蛋白质组学、代谢组学及宏基因组学的迅速发展为中药有效成分与肠道菌群的相互作用研究提供了极大便利。自然界中99%的细菌是无法通过体外培养的，而宏基因组测序手段不仅可以获得菌群的组成及功能基因信息，还可以鉴定与疾病相关的特定细菌菌群[59]。与代谢组学技术结合有助于发现肠道菌群与中药代谢的密切关系，寻找潜在的共代谢标志物，鉴定与中药代谢过程中的关键功能菌，从而理解中药多成分、多靶点、多层次的作用机制。然而宏基因组分析并不能区分表达基因与非表达基因，因此，转录组学及蛋白质组学的应用显得尤为必要。最终，多组学的关联分析将有助于进一步阐明中药发挥药效的作用物质基础以及肠道菌群介导的中药作用的分子机制（图7）。
总之，肠道菌群作为人体不可缺少的微生物，影响甚至决定中药有效成分的药效和毒性；同时，中药调节肠道微生态系统平衡发挥药效作用。深入研究中药与肠道菌群的相互作用将有利于丰富中医药理论，开发以肠道菌群为靶点的个性化中药制剂并指导临床合理用药。
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肠道微生物研究方向篇4
口服结肠定位给药系统（oralcolonspecificdrugdeliverysystem，OCDDS）是指通过适宜的药物制剂手段和药物传递技术，使药物口服后避免在胃、十二指肠、空肠和回肠前端释放药物，转运至回盲肠或结肠部位，以速释（脉冲）、缓释或控释方式发挥局部或全身治疗作用的一种给药系统，是一种利用靶向定位技术治疗结肠等部位疾病的有效手段。
溃疡性结肠炎、Crohn’s等结肠疾病，传统的治疗方法通常为口服片剂、胶囊或灌肠治疗。普通口服制剂在胃或小肠被吸收进入血液循环，分布在结肠靶部位的血药浓度低，且全身副作用大，效果不甚理想；而灌肠法给药的缺点在于用药不便，且药物只能到达直肠和乙状结肠，不能到达横结肠和升结肠。应用结肠定位给药技术，可将药物直接送至结肠开始释药，使药效增强，毒副作用降低，是治疗结肠疾病的理想给药剂型。将一些蛋白质、多肽类药物制成结肠定位给药系统，可使其在结肠内释药并吸收进入血液循环，避免了胃与小肠中的消化酶对药物的破坏，此法比注射更方便。此外，利用药物在结肠释放的时滞效应，可以准确有效地治疗哮喘、心绞痛、高血压、偏头痛等昼夜规律性疾病，开发24h缓控释制剂，减少给药次数，提高患者的顺应性。
1结肠的生理特点及吸收机制
结肠是介于盲肠和直肠之间的部分，按其行程和部位分为升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠4个部分［1］。临床上认为，升结肠的吸收作用最好，是口服结肠给药最好的吸收部位，而乙状结肠是多种疾病的易发区，一般也是口服结肠定位给药的靶向部位。结肠的主要生理特点有：①吸收水分、电解质，使肠内容物固化为粪便；②结肠含有大量的有益菌群，菌丛产生的酶可催化多种药物代谢反应；③结肠处药物转运速度缓慢、转运时间长；④药物通过结肠的时间与药物制剂的体积成反比，可通过减小体积来增加其在结肠的滞留时间，延长其疗效；⑤结肠内微生物具有自我调节机制，能使微生物在饮食或病理情况下的改变迅速地恢复到最初的状态。
随着科学技术的发展，特别是闪烁扫描技术的应用，人们逐步认识到结肠在药物吸收与局部治疗方面有一定优势。与胃和小肠的生理环境比较，结肠的转运时间较长，药物的吸收可以通过其在结肠中长时间（20～30h）滞留来完成，也有一些药物可通过被动扩散而吸收；虽然结肠内大量消化酶均已失活，但是结肠黏膜的渗漏点派伊尔氏斑(Peyer’spatches)［2］可将药物聚积，并以完整的结构被丰富的淋巴组织吞噬；结肠中细菌含量在胃肠道各段中最高，它们产生的酶和结肠内存在的内源性酶可以对一些高分子材料载体进行生物降解，从而使药物达到结肠定位释药的目的。
2OCDDS的设计原理
利用胃肠道的pH差异、转运时间差异、菌落梯度及结肠复杂特异的内环境，结合现代药物制剂与传递技术，设计OCDDS，将药物在回盲肠或结肠处定位释放，使药物达到局部或全身治疗的目的，提高其生物利用度。
2.1利用胃肠道时滞效应设计OCDDS
所谓时滞（lagtime）是指药物口服后依次经胃、小肠到达结肠所需的时间，包括胃排空时间和小肠转运时间。Ishbashi［3］等通过γ闪烁技术研究一种特殊胶囊在胃肠道的转运情况，发现药物在小肠中的转运时间较固定，平均为（224±45）min；而胃排空时间在空腹和进餐后分别为（41±20）min、（276±147）min，其个体差异大，且受食物类型、药物微粒大小影响较为显著。因此，这种潜在的变异性会使释药系统的转运时间及药物的定位释放难以预测与控制。
2.2利用胃肠道pH差异设计OCDDS
由于回肠末端与结肠部位的pH值比胃肠道其他部位要高，选择pH敏感材料作为载体，并控制其用量，可将药物转运至结肠部位定位释放。目前，国内外市场上已经出现了许多依此原理设计的制剂，研究较为成功的产品有5氨基水杨酸结肠定位片、柳氮磺吡啶肠溶片、布地奈德结肠定位微丸。但是结肠内pH值在一定生理和病理条件会发生变异，而且pH值的变异及食物种类等因素可能影响药物载体的溶解与药物的释放。因此，单纯利用此系统存在一定的弊端，可能会出现药物未达到结肠就开始释放或药物到达结肠时根本不释放的情况。
2.3利用结肠微生物自我调节机制设计OCDDS
在饮食或病理情况下，结肠中的微生物会发生相当大的改变。但是，这些微生物（独特菌酶、特有细胞株）具有自我调节机制，能够迅速地恢复到最初的状态。因此，利用结肠独特菌酶或特有细胞株设计的自调式OCDDS相对其他机制的OCDDS，具有特异性强、生物相容性好、定位准确可靠等优点。
2.3.1利用结肠独特的菌系设计OCDDS
由于小肠与结肠间存在着显著地菌落梯度，且结肠内含有大量独特酶系（如偶氮降解酶、糖苷酶等），许多高分子材料能被这些独特的酶所降解。通过前体药物、骨架片制备法或是包衣的方法，将药物制备成以这些高分子材料为载体的释药系统，可以使药物在缺少结肠独特酶系的胃和小肠内顺利通过而不被降解，从而实现药物在结肠定位释药的目的。应用于该系统的载体材料主要有偶氮类［4］、多糖类（壳聚糖［5］、葡聚糖［6］、果胶［7,8］、瓜尔豆胶、环糊精等）、偶氮与多糖联用材料［9］。
与其他OCDDS相比，该系统在体内不受饮食、疾病、个体差异等因素的影响，具有特异性强、定位准确可靠等优点。同时用于该系统的载体作为一种天然产物，具有生物可降解性、无毒、安全等特点，因此酶控型OCDDS成为目前研究的热点。但是，该系统在结肠的降解速度一般较慢，在经过升结肠时，易错过药物的最好吸收部位，从而导致药物生物利用度降低。因此，开发高性能的载体材料或提高载体材料的疏水性、降低其膨胀度，是提高药物释放速率和促进机体吸收的关键。另外，开发出简便、有效的体外溶出评价方法，也是酶控OCDDS在应用中必须解决的关键问题。
2.3.2利用结肠特有细胞株设计OCDDS［10］
结肠的特异细胞株如结肠的肿瘤细胞产生的特异单克隆抗体能和结肠肿瘤细胞结合。Smith等发现结肠癌细胞抗原EpCam的抗体与在268位经人工修饰后的人羧肽酶A1(ChCPA1T268G)的偶联物(antiEpCamChCPA1T268G)能水解甲氨蝶呤的前体药物：甲氨蝶呤α32环丁基苯丙氨酸和甲氨蝶呤α32环酪氨酸。如将前体药物与antiEpCamChCPA1T268G和结肠癌HT29细胞一起孵化，结果显示甲氨蝶呤前体药物有非常好的杀灭HT29细胞的活性，而对其他正常细胞无明显的细胞毒性，此方法即是利用羧肽酶和结肠癌细胞结合再水解前体药物，游离药物再杀灭癌细胞。利用结肠的特异细胞株设计的自调式OCDDS有较高的特异性，在降低抗癌药物毒性和结肠癌的治疗方面有广阔的前景。
2.4利用结肠末端蠕动波产生的压力设计OCDDS
由于结肠内大量的水分和电解质被机体重吸收，导致结肠内容物的黏度增大，当肠道蠕动时对物体产生较大的压力。据此原理有人研制了压力控制结肠释药胶囊（PCDC）。该胶囊是在普通明胶囊内表面包上乙基纤维素衣层，将药物用PEG溶解后注入囊体内。口服后明胶层立即溶解，内层的乙基纤维素（EC）衣层呈球状，球内含有的药物与PEG在体温下融化。由于胃肠道上部蠕动均匀、含有水分多、EC球有足够的流动性，不受肠压影响。而到达结肠时，因肠腔内黏度增大，肠压的增大引起EC球的崩解，药物随之释放。Jeong等［11］采用浸渍法制备了空白PCDC，空白胶囊内外层分别包有水不溶性EC膜与肠溶性HPMCP或HPMCAS膜，以基质PEG1000溶解的荧光素为模型药制备PCDC，并对其进行beagel犬体内药动学试验。试验结果表明，通过调节内外层衣膜的厚度可以控制药物在结肠部位的定位释放。由于PCDC中的药物以液体状态存在，可实现在结肠处的突释现象，显著提高药物（特别是难溶性药物）的生物利用度。因此，PCDC是一种具有开发研究前途的结肠定位释药系统。但是，压力依赖型释药系统的研究刚刚起步，而且肠腔压力增大的重现性和高压力状态的持续时间研究得较少。因此，压力依赖型释药系统的广泛应用，在目前状况下还存在一定的问题和难度。
2.5利用电磁、超声波设计的脉冲式OCDDS［10］
利用电磁、超声波设计的脉冲式释药体系已有许多报道，但这种方法设计的OCDDS还未见报道，可能是由于临床应用的复杂性，限制了它的发展。随着临床治疗手段的进步及用药个体化的发展，这类制剂应有很好的前景。将药物、示踪物、对电磁或超声波敏感的材料及相应的高分子材料制成微球等类型制剂，使其在胃肠道稳定。口服后通过体外监控，待其到达部位后，再在体外用电磁或超声波的诱导，使其释放药物，即作到所谓的点控释放，这种方法特别适应于结肠癌的治疗，由于结肠对药物的吸收能力较差，这样就可能从根本上控制药物对正常胃肠及全身的毒副作用，提高其生物利用度。
2.6综合时滞效应、pH差异、菌类梯度而设计的OCDDS
根据胃与小肠间较显著的pH差异、小肠与结肠间显著的菌落梯度以及小肠转运时间相对恒定的生理学特征，综合设计具有2种或3种释药机制的OCDDS，可以在一定程度上克服单一释药系统因受胃排空、pH差异以及个体差异等因素影响而出现的药物释放难以预测与控制的情况。近年来的研究表明，综合型OCDDS可分为pH时控型、pH酶控型与pH时控酶控型3种类型。而依据pH差异与时滞效应2种释药机制设计的OCDDS研究较多。例如，Xie等［12］以传统中药复方愈肠宁为模型，通过筛选成膜剂、致孔剂、增塑剂等种类与用量，制备了pH时控型愈肠宁结肠靶向片（PTYTCSD）。体外溶出试验表明，PTYTCSD中苦参碱和氧化苦参碱在模拟胃液中不溶解，在模拟小肠液中4h后累计溶出量小于10%，在模拟结肠液1h后的溶出量分别为75.7%、76.8%，可实现药物的结肠定位释放。周毅生［13］等人综合pH与时滞效应对奥硝唑结肠定位片进行多层包衣，并对其进行质量标准的研究［14］。按药典规定进行的体外释放度实验表明，制备的释药系统在一定时间内依次经过pH为1.0、6.5、6.8的缓冲液中几乎不释放药物，而在pH为7.6（模拟结肠正常pH环境）、5.5（模拟结肠病理pH环境）缓冲液中可出现药物的突释现象。
CODESTM（colonicspecificdrugdeliverysystem）是一种依据pH差异与酶降解两种释药机制而设计的结肠定位系统，一般由片芯和酶控、隔离层、肠溶性材料组成。Chourasia等［15］用酶降解材料交联壳聚糖微球作为药物载体，同时采用pH敏感型材料丙烯酸树脂EudragitL100和S100包衣，体外溶出实验表明，该释药系统在低pH环境中不释放药物，随pH值增高，丙烯酸树脂开始溶解，药物持续释放，且在结肠酶存在的环境中，药物的释放速率升高。
FudeC等［16］以5氨基水杨酸为模型药，采用挤出滚圆机制备丸芯，并使用空气悬浮流化床设备，分别以果胶钙为酶降解材料、EC为时滞材料、EudragitL30D55为pH敏感肠溶材料，由内至外依次对丸芯进行包衣。用扫描电子显微镜法（SEM）考察不同处方微丸的粉体学性质，以筛选最佳处方。体外释放度试验表明，制备的微丸在0.1mol/LHCl缓冲液中不释放，在pH6.8缓冲液中可以延迟3～4h不释放，酶降解层包衣与结肠酶作用可促进药物在结肠的释放。
由于小肠和结肠的pH环境较相似，且个体差异性较大，致使pH值依赖型释药系统体内定位不准确。时间依赖型制剂在胃中停留时间受食物类型和药物微粒大小的影响很大，而且胃排空的个体差异也很大，转运时间不确定，易导致定位不准确。而结肠酶降解依赖型释药系统在结肠的降解速度一般较慢，不适合药物的迅速释放，因其释放较慢，易错过结肠最好的吸收部位升结肠，导致药物生物利用度较低。因此，综合利用以上3种释药机制可以避免单一释药系统的弊端，在一定程度上促进药物的结肠定位释放。
3小结与展望
综上所述，结肠复杂特异的内环境决定了OCDDS释药机制的多样性。随着各种类型释药系统的大量涌现，压力依赖型、自调式、综合利用pH差异、时滞效应、酶降解型的结肠定位系统得到了迅速的发展。这些释药系统在定位性能、生物相容性及生物利用度方面的表现出比较突出的优势，可在一定程度上克服单一释药机制OCDDS的弊端。从目前的研究情况来看，压力依赖型释药的研究刚刚起步，至今仍停留在实验室研究阶段，且该系统中压力增大的重现性和高压力状态的持续时间还未确定，限制了其应用。随着大量新型无毒载体材料的开发和联合应用，自调式释药系统在一定程度上得到了发展，但由于结肠菌酶对食物、药物和环境因素比较敏感，且其系统体外评价所需的溶出介质与装置较高，操作较复杂，因而大大限制了其应用与推广。而pH依赖、时控型释药系统设计原理简单、体外评价易于控制，且综合利用两种释药机制可以明显提高系统的定位性能。
目前，用于OCDDS制备的方法很多，包括前体药物法、凝胶骨架法、硅胶共价技术、以及包衣的方法。包衣方法是一种传统的制剂学手段，与其他方法相比，所需技术与设备条件不高、操作简单、生产成本比较低、适于工业大生产。因此，通过包衣技术设计的具有pH依赖与时滞效应释药机制的OCDDS，是目前情况下最为实用的释药系统。该系统在医药工业上的开发和应用，将为结肠局部及全身疾病的治疗提供有效安全手段，为人类的健康事业作出积极贡献，也可获得较好的社会效益与经济效益。
由于压力依赖型、自调式以及综合型OCDDS在定位性能、生物相容性及生物利用度方面的表现出比较突出的优势，展示了良好的发展前景，相信在不久的将来，随着载体材料、系统评价等大量研究工作与临床实践的不断深入，这3种方法将成为结肠定位系统的趋势。
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肠道微生物研究方向篇5
关键词：污水 再生水 卫生安全评价 生物学指标
随着全球淡水资源短缺日趋严重，再生水作为解决水资源短缺最有效的途径已广泛地应用于景观环境、工业冷却水、灌溉、城市杂用和地下水回灌等诸多方面。由于再生水中可能含有细菌、病毒、寄生虫等病原体，再生水利用的环境与健康问题一直受到广泛的关注。SARS疫情的发生，更使人们对再生水利用的关注点转向卫生安全问题。
本文将对目前再生水的卫生安全问题及其评价方法进行初步探讨，以加强这方面的研究与对策。
1 污水和再生水中的病原微生物
与化学污染物相比，水中病原体具有以下特征[1]：病原体在水中的分布是离散的，而不是均质的；病原体常成群结团，或吸附于水中的固体物质上，因此其水中的平均浓度不能用以预测感染剂量；病原体的致病能力取决于其侵袭性和活力，以及人的免疫力；一旦造成感染，病原体可在人体中繁殖，从而增加致病的可能；病原体的剂量～反应关系不呈累积性。一般认为，人被感染传染病应具备三个条件[2]：①有病原体的存在；②具有一定的病原体浓度；③易感染体以被感染方式接触病原体。研究污水与再生水中病原微生物的种类与数量，对于评价使用再生水可能对人体健康造成的影响具有非常重要的意义。
美国环保局列出了污水、污泥中可能存在的各种不同的病原菌、病毒、原生动物和寄生虫的名单，见表1[2]。表2是美国城市污水处理过程中病原微生物的去除效果[2]，表3为某国污水处理前的生物学指标，表4为我国部分城市污水处理前后生物学指标[3～5]。
2 再生水卫生学控制指标及其标准
检测污水和再生水中所有的病原微生物是不切合实际的。实用和可行的方法是检测既能指示粪便污染又能反映污水处理和消毒效果的微生物。常用的指示微生物是总大肠杆菌和粪大肠杆菌。因为总大肠杆菌在环境中的出现，尤其是粪大肠杆菌的出现，意味着水体受到了动物和人类粪便的污染，也意味着许多相关病原体的存在。肠道致病菌与自然界作用的方式和大肠杆菌相似，所以总大肠菌群数的降低程度可间接反映致病菌相应数量级的减少。
但国内外的研究成果表明：总大肠菌群数并不足以反映病毒、原生动物和寄生虫的存在，许多肠道病毒对化学消毒剂的抵抗力更大。以总大肠菌群数和粪大肠菌群数作为卫生安全控制指标的科学性受到了挑战。不少研究者开始寻找可替代的指示微生物或可直接检测病原微生物的方法。
免疫学法和分子生物法在环境微生物学中的应用增加了在自然界中(如土壤和水)病原体微生物含量较低的时候被检出的可能性。荧光抗体(Fluorescent Antibody， FA)法可用于个别病原体如贾第鞭毛虫和隐孢子虫的定性和定量的测试。聚合酶链反应(PCR)方法学的应用有助于检测到低含量的病原体微生物。这些灵敏度高的检测方法虽然使得监测更加准确，但一般只有有限的实验室能够具备相应的人员和设备条件，分析时间需要长达4个星期。因此，现有世界各国再生水回用水质标准中，卫生学控制指标仍以总大肠杆菌和粪大肠杆菌为主。表5列举了部分国家和地区以及世界卫生组织再生水用于非限制性灌溉时的卫生学指标要求[6]。
肠道微生物研究方向篇6
关键词：水产动物；益生菌；肠道菌群
1水产动物益生菌
1.1常见水产动物益生菌种类
目前，常见的水产动物益生菌种类仍较少，主要集中于乳酸菌（Lacticacidbacteria）、芽孢杆菌（Bacillus）及其酵母菌（Yeasts）等[5-7]，应用于水产动物的光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌及蛭弧菌等[8-12]益生菌也有少量研究。这些水产动物益生菌均能在一定程度上改善肠道菌群的组成、调节肠道菌群平衡并吸收养殖水体中的有机物质或降解有毒物质，从而达到净化水体环境、提高水质的效果。
1.2水产动物益生菌作用机制
水产动物益生菌的主要作用机制包括免疫作用[13-14]、抑菌作用[15]、营养作用[16]、酶作用[17-19]及降解作用等，其中，免疫作用、抑菌作用、营养作用及酶作用与畜禽动物益生菌的作用机制类似，但降解作用有着显著不同[20]。水产动物益生菌通过加快有机物分解速率，释放游离氨基酸和葡萄糖为微生物提供营养，并促进浮游动物生长，同时自身大量繁殖形成优势菌进而提高水产动物的免疫功能[21]。此外，水产动物益生菌还能够直接吸收养殖水体中的有机物或在一定程度上降解有毒物质，显著减少淤泥形成，正向调节水质[19]。
2水产动物肠道菌群的形成与组成
2.1水产动物肠道菌群的形成
一般认为，刚孵出的水产幼苗肠道内并没有相关菌株定植，当它与水接触后，水环境中的微生物会优先吸附在肠道内，逐渐形成肠道菌群。Sugita等[22]在1985年最早报道了罗非鱼（Oreochromismossambicus）幼鱼孵出后的20~60d便建立好肠道菌群，并推断这些微生物可能来自水体、水底沉积物或其他鱼类的粪便。Gatesoupe等[23]也有类似报道，表明细菌可通过水产动物口腔进入肠道内，甚至在水产动物第1次开始摄食时部分菌株就可以成为肠道内的优势菌。由于大部分水产动物通过鳃进行呼吸，通过口腔摄取食物，所摄食的饵料以及水体环境中接触到的细菌进入机体内部，适应一段时间后定植于肠道内，进而影响水产动物肠道菌群的形成。
2.2水产动物肠道菌群的组成
水产动物肠道菌群分为正常菌群和过路菌群2类[24]。正常菌群由固有细菌组成，有规律地定植于鱼体肠道内，在正常情况下对鱼体表现不致病，对水产动物机体有益无害且为必需，益生菌则为正常菌群之一。不同海水、淡水水产动物肠道菌群由不同种细菌组成，并且所含细菌数量也并不固定，细菌种类及数量会随养殖时间、食物组成、主要食性、饥饱食状态及生活环境等发生变化。经大量研究表明[25-33]，海水水产动物的肠道细菌种类主要为芽孢杆菌属、弧菌属及肠杆菌属，肠道细菌数量稍多一些，为106~108CFU/g，而淡水水产动物的肠道细菌种类则以乳杆菌属（Lactobacillus）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）及气单胞菌属（Aeromonas）为主，肠道细菌数量基本为105~107CFU/g。
3益生菌对水产动物肠道菌群的影响
近些年来，在水产养殖上研究较多的益生菌为乳酸菌及芽孢杆菌，这类益生菌具有改善肠道菌群组成、调节水产动物肠道微生态平衡等作用，集中体现在服用益生菌后水产动物肠道中的有益菌增多，致病菌减少；同时，也有大量文献均通过研究益生菌对水产动物非特异性免疫指标的变化，如溶菌酶（LZM）、超氧化物歧化酶（SOD）、酸性磷酸酶（ACP）、碱性磷酸酶（AKP）、一氧化氮合酶（NOS）等，以探究水产动物益生菌对其机体免疫力的影响。
3.1乳酸菌对水产动物肠道菌群的影响
水产动物乳酸菌主要包括嗜酸乳杆菌（Lactobacillusacidophilus）、粪肠球菌（Enterococcusfaecalis）及鼠李糖乳杆菌（Lactobacillusrhamnosus）等。尹军霞等[34]研究表明，乳杆菌、双歧杆菌均为鲫肠道的正常菌群，将益生菌制剂投喂给鲫后，肠道内好氧菌数量极显著减少，而乳杆菌数量呈极显著增加，结果表明乳杆菌能定植于鲫肠道从而有效改善鲫肠道菌群组成。同样嗜酸乳杆菌也在一定程度上抑制吉富罗非鱼（GIFT，Oreochromisniloticus）肠道内的大肠杆菌（Escherichiacoli）生长，且能通过提高SOD、ACP及AKP等非特异性免疫指标来增强机体免疫力[35-36]。周晓波等[37]在饲料中添加粪肠球菌投喂给罗非鱼后，其试验结果与投喂嗜酸乳杆菌结果相似，罗非鱼肠道内乳酸菌显著增加，同时大肠杆菌数量减少，说明饲料中添加乳酸菌可以促进肠道有益菌的生长，抑制有害菌的生长，调节肠道菌群平衡，进而改善肠道微环境。Pirarat等[38]将鼠李糖乳杆菌作为添加剂拌饲投喂给尼罗罗非鱼（Oreochromisniloticus），发现其肠道绒毛高度、上皮内的淋巴细胞数目显著增加，肠道益生菌数量显著增加，能在一定程度上加强肠道的免疫功能[39]。Nikoskelainen等[40]研究发现，105CFU/g饲料水平的鼠李糖乳杆菌（ATCC53103）可有效调节虹鳟肠道菌群平衡，使肠道内乳杆菌、双歧杆菌等益生菌数量增加，同时有效抑制部分水产病原菌。
3.2芽孢杆菌对水产动物肠道菌群的影响
除乳酸菌外，芽孢杆菌也是水产动物常用的益生菌。李桂英等[41-42]先后于2011年和2013年将添加坚强芽孢杆菌（Bacillusfirmus）等的饲料投喂给凡纳滨对虾（Litopenaeusvannamei），结果表明饲料中添加益生菌可提高凡纳滨对虾肠道消化酶活性并正向调节肠道菌群数量，使肠道内优势菌群及细菌总数均呈升高趋势，同时提高血清中SOD、ACP、AKP及NOS等非特异性免疫指标。周慧慧等[43]从仿刺参（Apostichopusjaponicus）肠道内分离出益生菌并鉴定为芽孢杆菌和粪肠球菌，发现肠道内弧菌数量相对减少，而益生菌数量增加；仿刺参血清中LZM、SOD及ACP等免疫酶指标上升，表明益生菌可抑制病原菌的生长并能在水产动物体内定植，进而增强机体免疫力。孙盛明等[44]在饲料中添加枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）投喂给团头鲂幼鱼，发现其生长性能、抗氧化能力均有所提高，肠道菌群结构多样性显著降低，其肠道菌群结构发生明显改变。刘波等[45]将地衣芽孢杆菌（Bacilluslincheniformis）饲喂给异育银鲫后，发现芽孢杆菌和乳杆菌等益生菌数量明显增加，大肠杆菌、沙门氏菌（Salmonella）等致病菌不再黏附、定植，有效维持肠道微生态平衡。唐杨等[46]也有相似结论，在饲料中补充蜡样芽孢杆菌（Bacilluscereus）后饲喂给凡纳滨对虾可改变对虾肠道菌群组成，降低肠道内弧菌数量。
3.3复合型益生菌对水产动物肠道菌群的影响
近年来，复合型益生菌的应用日益增多，与添加单一益生菌相比，在饲料中添加复合益生菌对降低肠道细菌数量、调节水产动物肠道菌群平衡、改善肠道菌群组成等具有更好的促进作用。何伟聪等[47]研究发现，持续投喂枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌复合型益生菌能够显著改善军曹鱼（Rachycentroncanadum）的肠道菌群组成及数量，枯草芽孢杆菌属好氧菌，在进入肠道后会消耗大量氧气，有利于厌氧性的嗜酸乳杆菌在肠道内生长繁殖，二者在增殖过程中互相协同，维持了肠道微生物的动态平衡。胡毅等[48]以凡纳滨对虾为研究对象，对其投喂添加单一芽孢杆菌及复合芽孢杆菌的饲料，发现复合型益生菌对凡纳滨对虾的肠道菌群组成的改善效果更好，饲料中添加益生菌能显著降低肠道中的弧菌数量，从而维持肠道微生态平衡；潘雷等[49]将添加单一益生菌和复合益生菌的饲料投喂给大菱鲆后也得出类似结论。Bogut等[50]发现，投喂嗜酸乳杆菌、粪肠球菌及干酪乳杆菌（Lactobacilluscasei）制成的复合型乳酸菌饲料后，鲤的生长加快，饲料转化率提高。沈涛等[31]在饲料中添加复合芽孢杆菌能显著改善草鱼的肠道菌群组成，使有益菌数量增加，有害菌减少。赵倩等[51]发现产朊假丝酵母（Candidautilis）、枯草芽孢杆菌、鼠李糖乳杆菌发酵中药制剂能显著影响鲤的肠道菌群结构，鼠李糖乳杆菌中药发酵制剂参与的肠道菌群最丰富。孟霄鹏等[52]将类芽孢杆菌和双歧杆菌组成复合型饲料投喂给凡纳滨对虾，发现凡纳滨对虾肠道菌群中以变形菌门（Proteobacteria）为主，益生菌可明显改变对虾肠道的菌群组成，降低弧菌总数，进而提高抗病力。
4小结与展望
肠道微生物研究方向篇7
【关键词】微生态制剂；小儿腹泻；应用评价
微生态制剂指的是根据微生态学原理，将活的正常菌群或其促进物质制成生物制品，用以补充和充实微生物群落，纠正微生态失调，提高宿主健康水平的物质。根据所含细菌的存活与否微生态制剂分为：活菌制剂和失活菌制剂。根据所含成分的属性微生态制剂可分为益生菌、益生元、合生元。
益生菌是含有足够数量非致病性特定活菌的制剂，作为食物的一部分，摄取足够的量可以对宿主的健康产生有益影响。临床常用的益生菌有单一菌株和复合菌株两类，包括死菌制剂和活菌制剂，益生菌药物以复合菌制剂较为常见。研究证实益生菌具有刺激和调节宿主肠道的免疫功能；生物拮抗作用；生物夺氧作用等作用。
益生元是指含有有益微生物的代谢产物或有益菌的生长促进因子，能够作为底物被肠道正常菌群所利用，选择性地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖，而且不被宿主消化的一类物质。益生元的主要作用是可抵御肠道消化酶的消化，进入结肠被其内菌群酵解，产生短链脂肪酸，降低肠腔pH值，这种酸化环境有利于双歧杆菌和乳杆菌的生长繁殖，而不利于潜在致病菌生长。益生元还具有调节先天免疫和获得免疫的功能，保护肠上皮细胞和促进肠上皮细胞的发育以及拮抗病原菌等功能。因此，益生元具有防治腹泻的作用。
儿童时期的肠道免疫功能不健全，且肠道菌群也处于生理性演替过程，其肠道定植抗力等生理功能也处于相对不稳定时期，年龄越小，特别是婴幼儿肠道微生态平衡稳定性非常脆弱，易受到各种因素（如疾病和抗生素应用等）影响，而从出生至2岁婴儿这一时期是肠道菌群形成并达到平衡的关键时期，主要取决于两个主要因素，即出生时的细菌环境和食物的影响，导致严重的肠道微生态紊乱。微生态制剂在小儿腹泻中的应用评价具体如下。
1，急性腹泻
从微生态学角度看，腹泻的原因是肠道菌群失去平衡。肠道失去厌氧菌的屏障和拮抗作用，有利于病原菌的侵袭而发生腹泻。小儿肠管相对较长，绒毛及横囊较稀少，同时茹膜下层及肌层发育均较薄弱，肠管固定性差，回盲部相对较自由、活动度大。又因胃肠道为向外界开放的腔道，每天可有大量细菌通过饮食进入，不免带有许多致病菌。当儿童免疫力难以抵挡病原菌的入侵，或病原菌的数量、毒力超过了机体全身或局部的防御能力，或由以上各种因素共同作用，均可使病原菌获得在肠道茹附、定植、繁殖的条件，进而导致肠道微生态平衡被打破，引起腹泻等疾病的发生。所以说维持和调整肠道微生物平衡是防治小儿腹泻的根本。微生态制剂通过增加腹泻者肠道内有益菌的数量和活力，抑制致病菌的生长，以恢复正常的菌群平衡，达到缓解腹泻症状效果，对小儿急性腹泻有良好的预防和治疗作用。Kalliomaki等用益生菌制剂使患儿的腹泻病程平均缩短ld。6个随机双盲对照临床实验（RCT）分别采用了鼠李糖乳杆菌、嗜热链球菌和短双歧杆菌或乳双歧杆菌二联菌、乳双歧杆菌、干酪乳杆菌和罗伊乳杆菌，其对比结果均无统计学意义；法国的一项RCT研究揭示，腹泻发生率与对照组相似，但实验组腹泻症状较对照组轻，脱水的发生率很低。轮状病毒性肠炎是儿童急性腹泻最常见的原因之一，多种益生菌对轮状病毒性肠炎有确切疗效，可有效治疗轮状病毒导致的水样泻，在疾病早期使用效果更明显。
2，抗生素相关性腹泻（AAD）
正常肠菌群具有重要的全身免疫效应，正常肠菌群的存在能显著减少肠及其他茹膜表面病原的数量。在感染过程中，长期使用广谱抗生素后，抗生素在杀灭致病菌的同时也杀灭了正常菌群，正常菌群对外袭菌的生物拮抗作用降低。同时正常菌群合成B族维生素、维生素C和维生素K的能力下降，这必然导致肠壁机械性阻挡作用下降，有利于致病菌的入侵。婴幼儿胃酸度低，免疫系统发育不完善，血清免疫球蛋白和胃肠分泌型IgA较低，补体水平低对外界环境变化耐受力差，使用抗生素后容易发生AAD。AAD主要是由于肠道菌群紊乱所致，可采用益生菌制剂来恢复肠道正常菌群，通过改进肠道屏障功能和免疫刺激作用来健全保护机制，通过合适的、恰当的免疫反应来维护小儿健康。几乎所有的抗生素都可以引起腹泻，特别是针对厌氧菌的药物，有文献报道，在使用抗生素的患儿中，AAD发生率为11%-40%。有资料显示服用益生菌使抗生素相关性腹泻的发生率由对照组46.6%降至11.3%，并且腹泻程度也较对照组轻。亦有研究显示患者多为广谱抗生素联合用药，占所分析AAD患者中的91.8%。多为庆大霉素与第二代、第三代头抱联用，这些药物主要是杀死革兰阴性杆菌，致使这种细菌数量急剧减少，革兰阳性球菌及真菌、厌氧菌的数量相对增多，并得以大量繁殖。在使用抗生素的过程中同时服用双歧杆菌三联制剂能有效预防抗生素相关性腹泻，由此表明益生菌制剂有维护和加强肠微生态平衡的作用。有研究发现口服益生菌后可有效预防侵袭性真菌感染，实验选择住院的早产儿，应用抗生素时间均长达7d以上，随机分成2组，对照组给予常规抗感染对症支持，治疗组在此基础上给予口服益生菌。结果表明两组新生儿在应用抗生素后14d，21d，28d后发生真菌感染有显著差异（P
结语
微生态疗法作为一种安全有效无副作用的治疗方法，使小儿腹泻的治疗充满美好的前景。存在问题益生菌的作用具有菌株和剂量依赖性，即不同菌株，其发挥作用所需剂量不同，甚至同一菌株针对不同疾病，所需剂量也不同。理论上复合菌制齐的作用可能更优，但由于益生菌药物存在明显的菌株特异性和剂量依赖性，且各种药物使用的菌株各异，目前很难评价复合菌与单一菌制剂的优劣。并且，由于微生态制剂治疗小儿腹泻还缺乏大样本、随机、双育对照的临床试验，其应用证据尚有待进一步完善，故在国内开展有多中心、大样本随机双育对照研究，对微生态治疗儿童腹泻病的疗效进行科学深入的评估，在临床中严格选择益生菌株，做到安全用药。
【参考文献】
肠道微生物研究方向篇8
【关键词】 慢性消化病；患者；肠粘膜屏障功能障碍；肠道微生态；关系
文章编号：1004-7484（2014）-02-0652-02
医学研究证实，肠粘膜屏障功能障碍是肠粘膜通透性改变和肠道内菌群失调共同作用的结果，严重时，肠壁的通透性会增加，导致肠道内外的细菌及肠道代谢产物向肠道外移位。而肠粘膜通透性改变和菌群失调则是导致细菌移位的两个独立因素。现阶段，我国医疗行业还没有一套完整，权威的诊断和治疗肠粘膜屏障功能障碍疾病的方法，因此给治疗带来了一定的难度，本文主要通过对多种慢性消化病患者肠道通透性，以及粪便菌群的分析和测定，旨在说明肠道微生态平衡与肠粘膜屏障功能障碍的联系，为以后的医学研究提供依据，现将试验过程整理如下：
1 资料与方法
1.1 临床资料 从我院2011年5月至2012年5月入院治疗的患者中，①选取15例肝硬化腹水患者，组成研究一组，其中有男性患者9例，女性患者6例，患者平均年龄为43.8岁。②选取15例患有原发性肝癌的患者，组成研究二组。其中有男性患者11例，女性患者4例，患者平均年龄为57.6岁。③选取15例胃肠部位患有肿瘤的患者，组成研究三组。根据癌症分期原则，15例患者中有12例胃癌三期患者，有3例肠癌四期患者。这其中有男性患者10例，女性患者5例，患者的平均年龄为58.3岁。④最后选取15例单纯性患有慢性胃炎的患者，组成对照组。其中有男性患者8例，女性患者7例，患者的平均年龄为37.9岁。
1.2 方法 首先，让所有患者服用质量为10克的聚乙二醇PEG600药剂，服药后6小时，分别采集患者新鲜尿液、粪便，并留作备用。
1.2.1 粪便菌落组织研究 采用10倍于前文所取新鲜粪便量的生理盐水来对患者粪便进行稀释，将3种不同稀释程度的新鲜粪便取出，接种于干净的培养器皿之中，供给氧气，进行科学培养。按照现代肠道微生态学有关分析标准，对培养的粪便菌群结果进行分析。
1.2.2 尿PEG600测量屏障功能障碍法的使用 在不同长度的波长照射下，分别测量硫氰化铁化合物在三氯甲烷萃取物和水相里的最大波长长度。变换时间衡量化合物对波的吸收程度。并把PEG600溶液制备成标准的浓度，将其作为衡量的标准线。算出回收率和相对标准偏差。
1.2.3 尿液吸光程度的测量 依次将尿PEG600溶液，尿液样本放置于波长最大处，记录其吸光程度。
1.3 统计学原理 将本次试验统计出的数据采用SPSSI6.0统计学软件比对，其中以t来代表数据资料，当P小于0.05时，表示研究具备差异性，此时统计结果符合统计学原理，具有统计学意义。
2 结 果
2.1 当PEG600溶液存在的情况下，硫氰化铁与三氯甲烷萃取物融合，当光照波长长度为505纳米时，硫氰化铁化合物产生位移。对光波的吸收程度和溶液的浓度有线性关系。这种方式在溶液密度为0.25g/L至2.5g/L时有效。回收几率为104%，相对标准的偏差程度低于百分之六。这充分说明了这种方式的误差性较好，结果真实可靠，可以进行科学研究。
2.2 通过将患有慢性病患者的前三组与对照组患者的尿液检测结果进行比对，发现前三组患者尿液里PEG600的量明显高于对照组。这表明患有慢性病患者的肠道的通透性强于正常人群。现将各组患者尿液的检查结果统计，见表1。
2.3 粪便菌落组织研究结果 对于前文提到的粪便菌落组织研究，试验结果显示，研究组的所有患者都或多或少患有粪便菌群失调症，程度不一，但对照组的患者则没有这种情况发生。虽然患有粪便菌群失调症患者的尿液中PEG600含量高于粪便正常人群，本次试验中，两类患者尿液中PEG600的平均含量分别为（88.743±12.875）μg，（78.261±10.241）μg。由于本次研究的患者人数较少，故而可能导致统计学差异性不明显，P大于0.05，没有统计学意义，因此，在本次试验中无法证实粪便失调症是否与患者肠粘膜通透性的变化有关，本次试验不做过多研究。
3 讨 论
肠粘膜的通透性指的是人体的肠道表面可以通过一些分子物质，这些分子只是通过简单的扩散运动就可以穿过肠粘膜，这种可以通过分子的特性即被称为肠粘膜的通透性。医学界通常将以下三类分子作为判定肠粘膜通透性的介质：糖分子探针，同位素分子探针，PEG分子探针。本次试验主要用到了PEG分子探针，通过分析硫氰化铁化合物在含有PEG600的三氯甲烷萃取物和水相里的分配，再利用波长长度测量PEG600。这种方法虽然只能算是对肠粘膜通透性的初步研究，结果可能存在一定偏差，当前科学技术条件下，此法不被认为是检测肠粘膜通透性的权威方式，但本次试验所用仪器简单，操作较为简单，且本次试验涉及的试验人数较少，但如果经过大力推广，增加实验人数，提高试验结果的准确性，笔者认为本实验可以用于肠粘膜通透性检测的临床实践。
本次试验通过PEG600两相系统光度定量法，可以证实，三个研究组患者尿液中的PEG600量相互之间无明显差异，不可以做统计学处理。而这三个研究组患者的尿液与对照组患者的尿液中PEG600含量相比，则有明星差异，含量明显偏高，具备统计学意义，可以用于统计；其中研究一组也就是肝硬化腹水患者的肠粘膜通透性中PEG600的含量尤其之多，这也就说明肝硬化腹水患者肠粘膜的通透性增强的最为剧烈，长此以往，患者容易患有原发性腹膜炎，危及生命。同样，原发性肝癌患者和胃肠部位患有肿瘤的患者的肠粘膜通透性也增加明显，肠粘膜屏障功能严重受损，在临床治疗时，应充分考虑该病并给予患者适当的药物治疗，缓解病变。肠粘膜通透性增强，很容易导致细菌进入肠道，细菌移位造成感染，进而诱导内霉素休克，甚至引发败血症，严重的还可能导致全身炎症综合症，最终导致患者的器官全面衰竭，危及患者生命。细菌移位产生的因素中，肠道菌群失调也占据其中。
本次研究显示，粪便中菌群失调的患者肠粘膜的通透性与菌群正常的患者无明显偏差，这说明，肠道菌群与肠粘膜的通透性之间不存在致命联系，肠道菌群失调和肠粘膜通透性应该是肠粘膜屏障功能受损从而致使细菌移位的两个互不相干的因素。因此，笔者认为建立一套完整，权威的有关肠粘膜屏障功能受损疾病的评估诊断标准，对于治疗肠粘膜屏障功能受损疾病很有帮助。此外，对于治疗肠粘膜功能障碍，应从调节肠粘膜通透性和维持肠道微生态平衡两个角度入手，全面诠释肠道屏障功能障碍的临床治疗，救治患者性命，更好的服务于医疗工作。
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