http://blog.sciencenet.cn/blog-228000-807672.html 

读菌心说，谈肠道菌群，谈迷走神经

已有 9354 次阅读 2014-6-29 20:50 |系统分类:科普集锦

张成岗教授谈到他的菌心说：

对于人体而言，人脑可能并不是最重要的器官，而隐居并共生于人体胃肠道内部甚至遍布在全身体内体外的微生物尤其是【胃肠道菌群】即【心脑菌脑】，很有可能是人体活动以及各类疾病的中心，并且很有可能是人类社会精神文明活动的中心，而且实际上人类的绝大多数甚 至一切心理活动都是在这个【心脑菌脑】的控制指令下运行的结果，至于传统意义上的人脑以及相应的中枢神经系统和外周神经系统，则是【下位中枢】，是【心脑菌脑】这个【上位中枢】为了实现自己的意图，而通过【人脑】及其附属器官指挥全身进行物理学机械运动的结果（其中内嵌了生物化学等原理）。这，就是我今天 郑重提出来的【菌心说】的核心思想，是在目前流行的【脑心说】的基础上发扬光大的结果。没有【脑心说】的千万年积淀的话，也无法催化甚至进化出【菌心说】。【菌心说】不是为了推翻【脑心说】的传统认识，反过来却是对于【脑心说】的重要补充。两者相互配合，指挥着躯体完成相应的运动，实现着人类的心理活 动和各类神经精神意图。[http://blog.sciencenet.cn/blog-40692-750970.html]

张成岗教授提出菌心说以后，我邀请他讲了一次讲座，后来又多次学习他的理论，对菌心说有了一定的了解。

中医的意守丹田

丹田的概念原是道教内丹派修炼精气神的术语，已被各派气功广为引用。《东医宝鉴》 引《仙经》之文，不仅指出丹田的所在，而且还阐述了丹田的功能：“脑为髓海，上丹田；心为绛火，中丹田；脐下三寸为下丹田。下丹田，藏精之府也；中丹田，藏气之府也；上丹田，藏神之府也”。古人称精气神为三宝，视丹田为贮藏精气神的所在，因此很重视丹田的意义，把它看作是“性命之根本”。

我们知道，意守是练功人将意念集中和保持在自身某一部位或某一事物上以帮助意识进入气功入静状态，并在此基础上发挥意识能动性，主动感知和调整自身功能活动，来达到良好效果的练功方法与过程。意守丹田，是练功人将意念集中并保持在丹田部位的练功方法，是众多意守方法中的一种。更确切地讲，这种方法属于意守自身部位类中的意守穴位法。但实际练功时，人们是无法将意念仅仅守在一个穴位上，只能意守在以穴位为中心的一个范围内。因此，将丹田理解为这样一个范围更合适些。

历代气功家多主张意守下丹田；因为这个部位对人体生命活动的关系最为密切，它位于人体中心，是任脉、督脉、冲脉三脉经气运行的起点，十二经脉也都是直接或间接通过丹田而输入本经，再转入本脏。下丹田是真气升降、开合的基地，也是男子藏精，女子养胎的地方。《难经》认为：下丹田是“性命之祖，生气之源，五脏六腑之本，十二经脉之根，阴阳之会，呼吸之门，水火交会之乡。”所以气功家多以下丹田为锻炼、汇聚、储存真气的 主要部位。人的元气发源于肾，藏于丹田，借三焦之道，周流全身，以推动五脏六腑的功能活动。人体的强弱，生死存亡，全赖丹田元气之盛衰。所以养生家都非常重视保养丹田元气。丹田元气充实旺盛，就可以调动人体潜力，使真气能在全身循环运行。意守丹田，就可以调节阴阳，沟通心肾，使真气充实畅通八脉，恢复先天之生理机能，促进身体的健康长寿。

这里所说的意守丹田就有了很多层意思。

脾胃为后天之本

《素问•灵兰秘典论》说：“脾胃者，仓廪之官。”金元时代著名医家李东垣在其《脾胃论》中指出：“内伤脾胃，百病由生。”可见脾胃不分家，养好脾的同时也要养好胃。巳时是脾经值班，不食用燥热及辛辣刺激性的食物，以免伤胃败脾。

脾为后天之本、气血生化之源

中医讲究整体观念，讲脾不离胃，讲胃不离脾，常脾胃并称。中医的脾胃不是现代医学解剖学上的脾与胃，就生理和病理而言，中医所讲的脾胃包括了整个消化系统，远远超出解剖学意义上的脾和胃的范畴。

在五行中， 脾属土，土位居中央，四方兼顾，土能生化万物。脾与胃，一阴一阳，互为表里，脾与胃共同参与饮食的消化吸收。《素问•灵兰秘典论》讲到：“脾胃者，仓廪之官，五味出焉。”将脾胃的受纳运化功能比作仓廪，可以摄入食物，并输出精微营养物质以供全身之用。人以水谷为本，胃主受纳水谷，脾主运化精微营养物质，可见脾胃在人体占有极为重要的位置。

中医认为，脾为后天之本，气血生化之源。人出生后，所有的生命活动都有赖于后天脾胃摄入的营养物质。先天不足的，可以通过后天调养补足，同样可以延年益寿;先天非常好，如不重视后天脾胃的调养，久之就会多病减寿。

胃主受纳，脾主运化。 食物进入胃以后，由胃进行磨化腐熟，初步消化食物，将其变成食糜，然后由脾进行消化、吸收，化生为精微营养物质。而要完成上述功能，脾与胃的正常生理功能应相互协调，才能正常发挥。脾为阴土，喜燥恶湿;胃为阳土，喜润恶燥;脾的运化有赖于胃阳的动力，胃的受纳有赖于脾阴的资助，而且不燥不湿、不冷不热，两者相辅相成，才能完成纳运过程。脾恶湿故多湿证，胃恶燥故多燥证，临床常见脾虚湿困、胃阴不足者。

胃主降浊。食物入胃，经胃的腐熟后，必须下行进入小肠，才能进一步消化吸收，故胃以降为和;脾主升清，脾气上升，水谷精微等营养物质才能输布到全身发挥其营养功能，故脾以升为顺。

脾与胃居于中焦，是升降的枢纽，其升降影响着各脏腑的阴阳升降，因此脾胃健运，脏腑才能和顺协调，元气才能充沛。所以，在调理机体时尤其注意调理脾胃气机。

脾胃居中土，与其他脏腑关系密切，脾胃有病很容易影响其他脏腑，肝、心、脾、肺、肾对应木、火、土、金、水，五脏对五行，很容易出现相生相克的疾病传变现象。所以《慎斋遗书》有言：“脾胃一伤，四脏皆无生气。”

脾的运化水谷精微功能旺盛，则机体的消化吸收功能才能健全，才能为化生精、气、血、津液提供足够原料，才能使脏腑、经络、四肢百骸，以及筋肉、皮、毛等组织得到充分的营养。反之，若脾的运化水谷精微功能减退，则机体的消化吸收机能亦因此而失常，故说脾为气血生化之源。

在中医里面，心主神明，为什么，《素问 灵兰秘典论》记载：“心者，君主之官也，神明出焉。”《素问调经论》说：“心藏神。”

“君主”表示高于一切的含义。意思就是说心在脏腑中居首要地位。

“神明”、“神”是指高级中枢神经机能活动。这些功能由心主持和体现，所以说“心主神明”。说明前人对心的理解，包括中枢神经系统的功能在内。人体脏腑、气血在心的这种中枢神经系统活动的影响下，进行统一协调的生理生活。如心有了病变，失却神明统率的作用，其它脏腑的 生理功能也会受到影响。

所以后天之本的脾胃，也会因其生化血液的原因，起到和心一样的作用，即脾胃化生血液，从而从心主神明。

腹脑理论

拜伦罗宾逊 • 美国1907

1907 年，美国医学博士拜伦罗宾逊正式出版《腹部和盆腔脑》理论专著，全书有700页的长度，有超过200个详细解剖插图。拜伦罗宾逊认为：“分布在人体腹部和盆腔内的植物神经系统是一种继发性脑，它负责调节内脏功能（节奏，吸收，分泌和营养）。腹脑能够在无颅脑的情况下生活（如无脑儿），相反颅脑却不能在没有 腹脑的情况下生活。”拜伦罗宾逊认为：腹脑就在两肾之间。他在解剖图片上用红色的文字在左右两侧肾脏和肾上腺标注出腹脑的范围，在中间用黄色标出“腹脑”的具体解剖位置。这是 人类第一次给“腹脑”画像。见下图。（罗宾逊，《腹部和盆腔脑》，1907年，第123 -126）

拜伦罗宾逊1907年发现的“腹脑”是：位于腹腔内游离的神经网。

王锡宁•中国1993

1993 年，中国脑外科医生王锡宁在《医学理论与实践》专业杂志上连续发表两篇论文：《论人体巨系统的解剖构成原理——结绳原理》和《论生物波的数学形态和物理构造》引起媒体广泛关注。《苏州日报》首先报道：“外科医生王锡宁提出医学解剖新观点——人体是由两个对称的身体构成的”。《扬子晚报》再次报道：“中国学 者王锡宁发现——人是由两个对称的身体构成的”。

王锡宁认为：“传统意义上的人其实是由两个上下、内外反向对称的身体构成的，以颈部为界分别称为颈上人与颈下人。解剖分析证实，颈上人的身体构造为男、女双性体，颈下人的身体构造为男、女单性体。” 当时王锡宁并不知道国外有关研究，因此，在论文中，王锡宁是用“第一中枢和颈上人”来描述头脑，用“第二中枢和颈下人”来描述腹脑。“腹脑”只是“第二中枢和颈下人”的神经组织学部分。见下图。这是人类第二次给“腹脑”画像。（王锡宁. 论生物波的数学形态和物理构造[J ] . 医学理论与实践,1993 ,6(10) :46.）

王锡宁1993年发现的“腹脑”是：位于人体躯干。

http://pp.sohu.com/photoview-223727209-21476801.html#223727209 

在一次手术中，脑外科医生王锡宁偶然从人体的脑组织外观皱折与肠组织外观皱折有惊人的相似之处受到启发：他通过移植“大陆板块漂移”学说，对人体解剖学的大量资料进行系统的形态学比较研究；当他把人体的消化管腔与脑室管腔两套板块模型漂移对位重叠在一起时，发现两者的 解剖系统构成存在严格的对称性。之后他用同样的方法证实：人体的泌尿、生殖、骨骼、循环系统解剖构造形态在颈上人与颈下人之间也存在有严格的对称性。

王锡宁的解剖新发现跳出从“神经系统”研究“腹脑”的局限，将研究视野放在“人体巨系统”解剖形态结构的整体相似性与对称性方面，产生了许多惊人的见解比如：找到了颈上人与颈下人唯一的解剖对称定位坐标原点——肝门静脉与垂体门静脉。这些新发现与我们的原有观念都相去 甚远，西医的传统解剖学在此处是一片空白。王锡宁在医学形态学方面的基础研究进展对临床医学研究尤其是脑科学研究的影响将是深远的。

2006年，王锡宁正式出版《中医解剖学》理论专著。

迈克尔•格肖恩• 美国1998

1998年，美国哥伦比亚大学解剖学和细胞生物学教授迈克尔•格肖恩出版了他的《第二大脑》理论专著。迈克尔•格肖恩认为：每个人都有第二个大脑，它位于人的肚子里，负责“消化”食物、信息、外界刺激、声音和颜色。

迈克尔•格肖恩1998年发现的腹脑是：位于胃肠壁的神经丛。

http://pp.sohu.com/photoview-223727209-21476801.html#223727175 

通过深入研究，迈克尔•格肖恩提出：这个位于肚子中的“腹脑”实际上是一个肠胃神经系统。人类的许多感觉和知觉都是 从肚子里传出来的。人肚子里有一个非常复杂的神经网络，它包含大约1000亿个神经细胞，比骨髓里的细胞还多，与大脑的细胞数量相等，并且细胞类型、有机 物质及感受器都极其相似。

解剖学证据： 19世纪中期德国精神病医生莱奥波德•奥尔巴赫。在一次用简易显微镜观察被切开的内脏时，他惊奇地发现，肠壁上附着两层由神经细胞和神经束组成的薄如蝉翼的网状物，该网状物正是人体消化器官的总开关。这个总开关不仅能分析营养成分、盐分以及水分，而且能对吸收和排泄进行调控，并可以精确平衡抑制型与激动型神经传递物、荷尔蒙以及保护性分泌物。

药理学证据： 19世纪中期，英国研究者william M.bayliss和Emest H.starling从麻醉犬的小肠实验发现肠蠕动反射。 1917年德国科学家Paul Trendelenburg证实了这一发现，即蠕动波也能在豚鼠离体肠管体外浴槽中产生，而这时并没有大脑、脊索、背根或颅脑神经节参加。

细胞学证据： 在肠神经系统（ENS）的解剖结构形态上看到神经元成分明显地像脑一样，是由类似于中枢神经系统（CNS）的星状细胞的神经胶质所支持，而不像外周神经系统的神经元是由胶原和雪旺氏细胞所支持。

实验室证据： 几乎每一种有助于大脑运作和控制的物质，也都同样地发现于肠中。大多数神经递质，如5-HT、多巴胺、谷氨酸盐、去甲肾上腺素、一氧化碳、在肠中都有。有20多种小的脑蛋白，也叫神经多肽也被发现于肠中。

组织发生学证据： “腹脑”与神经系统的发生有相同或相似的渊源，是原始的神经系统的直接产物。比如，古老的腔肠生物拥有早期神经系统，在漫长的生物进化过程中，高级动物才由这种早期的神经系统慢慢演变为功能复杂的大脑，而早期神经系统的残余部分可以转变成控制内部器官如消化器官的活动中心，即“腹脑”。这个转变在胚胎发育 过程中是可以观察的。在胚胎神经系统形成的最早阶段，神经细胞凝聚物首先分裂，一部分形成中央神经系统，另一部分在胚胎体内游动，直到落入胃肠道系统中，在这里转变为独立的神经系统，后来随着胚胎发育，在专门的神经纤维―――迷走神经作用下该系统才与中央神经系统建立联系。 这样就形成了两个脑子，而且两个脑子在节奏上存在相似之处，一个出了毛病，另一个就受到影响，也跟着出问题。

免疫学证据： 一个人的内脏在75年中大约要通过30多吨的营养物质和5万多升的液体，这些东西的通过量由腹部大脑高智能地操纵着。腹脑能分析成千上万种化学物质的成分，并使人体免受各种毒物和危险的侵害。肠子是人体中最大的免疫器官，它拥有人体70%的防御细胞，大量的防御细胞与腹脑相通。当毒素进入身体时，腹脑最先察觉，然后立即向大脑发出警告信号，人们马上意识到腹部有毒素，接着采取行动：呕吐、痉挛或排泄。

病理学证据： 患有慢性肠胃病的70%的病人在儿童成长时期都经历过父母离婚、慢性疾病或者父母去世等悲伤。这是因为“腹脑”是内脏神经系统中的一种，它既与大脑和脊髓有联系，又相对独立于大脑。另外，人患忧虑症、急躁症，以及帕金森病等疾病都能够引发“大脑”和“腹脑”出现异样的症状。在患老年性痴呆症及帕金森氏病的 病人中，常在头部和腹部发现同样的组织坏死现象；疯牛病病人通常是大脑受损而出现精神错乱，与此同时肠器官也经常遭到极度损害；当脑部中枢感觉到紧张或恐惧的压力时，胃肠系统的反应是痉挛和腹泻。

生理学证据： 双脑之间是通过十二对脑神经中的第十对，叫“迷走神经”进行沟通，它是脑神经中最长，分布最广的一对，含有感觉、运动和副交感神经纤维。迷走神经(n.vagus)可一点也不迷糊，因为它是最重要的脑神经之一，主要作用就是掌管我们的心脏、肺脏、消化器官与腺体。也就是：支配呼吸、消化两个系统的大部分器官，如心脏等器官的感觉、运动以及腺体的分泌。因此，迷走神经损伤可引起循环、消化和呼吸系统功能失调。“腹脑”通过迷走神经与大脑联系 在一起，但是它又相对独立于大脑监控胃部活动及消化过程，观察食物特点、调节消化速度、加快或者放慢消化液的分泌等。从腹部到大脑的神经束比反方向的要多。90%的神经联系是从下至上的，因为它比从上到下更为重要。人体的神经传递物质——血清基95%都产生于腹部的“第二大脑”。这套神经系统能下意识地 储存身体对所有心理过程的反应，而且每当需要时就能将这些信息调出并向大脑传递。于是，“腹脑”就像“大脑”一样，能感觉肉体和心情伤痛。

迈克尔•格肖恩提出的“第二大脑”理论，因为缺少关键的“解剖形态学证据”而引起争论，当时这一理论虽然引起关注， 但是并没有完全揭示两个大脑之间的关系。2004年，美国哥伦比亚大学教授迈克尔•格肖恩在意大利米兰介绍他的“第二大脑”理论，随后就有人提出：关于人 类有第二大脑的说法一直有好几种，一说手是人的第二大脑，另一说脚是人的第二大脑，再有一说肚子内藏有的一些神经丛是人的第二大脑。“腹脑”是不是第二大脑还有待进一步研究。把“腹脑”称为人类第二大脑，只不过是一种形象的说法，事实上“腹脑”只不过是内脏神经(总称为植物性神经)系统中的一种，它既与大 脑和脊髓有联系，又相对独立于大脑。

所谓联系是指它通过迷走神经与大脑联系在一起；所谓独立是指它相对独立于大脑监控胃部活动及消化过程，观察食物特点、调节消化速度、加快或者放慢消化液的分泌等。所以，从整体上看它也是人的整个神经系统的一部分。

另一方面，相对于大脑独立而高级的神经活动和功能，如记忆、思维、分析、逻辑推理、语言等等，“腹脑”的功能也还差得太远，根本难以比肩，甚至在很多方面不如脊髓的多种中枢传导和指挥功能，如脊髓的血管张力反射、发汗反射、排尿反射、排便反射、勃起反射等，在这些方面 “腹脑”也要逊色很多。所以，到底能不能把“腹脑”看成人的第二大脑还有待更多的研究结果来确定。

肠道菌群研究

在人体肠道中生活着数以万亿的共生菌群，它们的种类繁多，可达上千种，数量也很惊人，是人体细胞总量的10倍以上，迄今为止，仍有80%以上的微生物不为 人知。这些肠道微生物和人体存在着互利共生的关系，对于维持人类的健康发挥着重要的作用。它们在肠道中保持着一种动态的平衡，能够合成维生素、帮助人体从食物中吸收营养、维持肠道免疫系统功能、抵挡有害微生物的侵害，但是当这种平衡因某些因素被打破致使肠道菌群发生紊乱时，人体就可能患上诸如肥胖症、糖尿 病、肠炎甚至癌症等疾病。为了加深对人类疾病发生原因、药物作用机理的理解，继人类基因组计划之后，科学家们又启动了人类元基因组计划，这使肠道菌群的研究迎来了一个新的浪潮。

在以往的肠道微生物群落多样性研究中，人们主要采用DGGE等分子生物学方法及生物芯片对肠道菌群进行研究，但是这些方法都存在一定的缺陷。如DGGE只 能检测到环境样品中十几种优势菌，但是对痕量微生物却束手无策；电泳条带中包含不只一种16S rDNA序列，要获悉具体的菌种信息，还需进行克隆、测序，实验操作繁琐；此外，采用这种方法不能反映微生物的丰度情况。而生物芯片通过固定在芯片上的探针来获得微生物多样性的信息，“只能验证已知，却无法探索未知”，通过信号强弱判断微生物的丰度也不是非常的准确。新一代高通量测序技术自2005年问世 以来，以其数字化信号、高数据通量、高测序深度、高准确率等特点，已被广泛的应用于肠道菌群的研究中，发表的论文达60多篇，其中不乏发表于 Nature、PNAS、Genome Res、Gut、Gastroenterology等国际顶尖杂志上的文章。Roche 454测序平台由于读长较长，达300～500bp，能跨越16S rDNA序列一个或几个可变区，是微生物多样性研究的最佳平台，使用该平台发表的关于肠道菌群的论文达50多篇。美吉生物拥有Roche 454测序平台，在肠道微生物群落多样性研究方面积累了大量的成功案例。

 美吉生物研究人员通过大量相关文献的阅读，发现高通量测序技术在肠道菌群多样性研究中的应用主要聚焦于以下几个方面：①饮食、能量摄取、肥胖与肠道菌群之间的关系；② 肠道菌群与疾病发生之间的关联；③ 抗生素治疗对肠道菌群的影响；④ 不同个体肠道微生物群落结构及其受其他外界因素（压力、致病菌感染、手术）的影响等。下文对其中的一些文章进行了介绍：

一、饮食、能量摄取、肥胖与肠道菌群之间的关系

1. A core gut microbiome in obese andlean twins--2009《Nature》

Turnbaugh PJ等人对胖瘦不同的同卵双胞胎（31对）、异卵双胞胎（23对）及其母亲（46个）共154个个体的肠道微生物进行了研究。采用454高通量测序平台测 定了这些个体中微生物16S rRNA基因的V2和V6区，并选取了18个个体，测定了其肠道微生物群落的DNA。结果表明肥胖与肠道门级微生物的变化相关，胖人与瘦人相比，微生物多样性明显降低，拟杆菌门（Bacteroidetes）所占比例较低而放线菌门（Actinobacteria）所占比例较高。Shotgun reads与多个数据进行比对，发现不同个体中含有大量共有的微生物基因，在基因水平上可将它们定义为“核心微生物组”，而个体中的微生物与核心微生物组的偏离，则与各种不同的生理状态相关（如胖瘦）。

2. Impact of diet in shaping gutmicrobiota revealed by a comparative study in children from Europe and ruralAfrica--2010《PNAS》

为了研究饮食对肠道微生物群落多样性的影响，FilippoCD等人采用454高通量测序技术比较了15个健康欧洲孩子（EU）及14个健康非洲农村孩子（BF）肠道微生物群落的组成。EU的饮食具有典型的西方特 色，而BF的食物则能代表传统的非洲乡下的饮食构成。研究人员通过PCR扩增29个粪便样品的16SrRNA基因V5-V6区DNA片段并进行高通量测序，共获得了438,219条高质量的reads。RDP数据库比对结果显示94.2%的reads属 于放线菌门（Actinobacteria），拟杆菌门（Bacteroidetes），壁厚菌门（Firmicutes）和变形杆菌门（Proteobacteria），然而它们在EU和BF中的比例具有显著差异。BF肠道中拟杆菌占大部分，而壁厚菌所占比例较低。有趣的是，含有大量纤维素和木聚糖水解基因的Prevotella和Xylanibacter菌株只存在于BF中，并且所占比例较高。

二、肠道菌群与疾病发生之间的关联

1. Gut Microbiota in Human Adults withType 2 Diabetes Differs from Non-Diabetic Adults--2010《PLoSOne》

以往文献报道肠道菌群与人类代谢疾病之间存在着某种关联，为了研究糖尿病与肠道微生物的关系，Nadja Larsen等人以18个II型糖尿病男性患者及18个正常男性为研究对象，采用454高通量测序技术对其粪便中微生物16S rRNA基因的V4区进行了测序。序列分析结果发现这些序列分属于五个门的微生物，包括壁厚菌门（Firmicutes）、拟杆菌门 （Bacteroidetes）、变形杆菌门（phyla Proteobacteria）, 放线菌门（phyla Actinobacteria）和疣微菌门（phylaVerrumicrobia），其中壁厚菌门和拟杆菌门所占比例高达90%以上。糖尿病患者的肠道菌群中壁厚菌门和梭菌纲（Clostridia）的含量 明显低于正常人。另外，拟杆菌门/壁厚菌门以及Bacteroidetes-Prevotella/ C. coccoides- E. rectale的比例与血糖浓度成正相关，但是与身体指数却不相关。β变形杆菌（Betaproteobacteria）在糖尿病患者中也大量富集现象， 并且这类细菌与血糖浓度也成正相关。以上结果揭示人类II型糖尿病的病因与肠道微生物群落组成变化有联系。

2. Towards the human colorectal cancermicrobiome--2011《PLoS One》

Marchesi JR等人采用454高通量测序技术比较了结肠肿瘤和正常结肠粘膜微生物组成的区别。测序样品来自6个接受了切除术的结肠癌早期患者，选择的测序区域为 16S rRNA基因的V1-V3区。将获得的测序序列与Sliva和RPD数据库进行比对分析，发现两个不同位点的微生物定植模式具有惊人的差异。虽然结肠癌患 者个体之间存在一定的差异，肠道肿瘤组织总是为Coriobacteria和一些有益菌形成微生态环境，而潜在的致病性肠杆菌 （Enterobacteria）在这些部位却不具有代表性。研究还发现结肠癌相关的生理和代谢改变招来了觅食肿瘤的共生细菌，它们具有很强的竞争优势，可能取代了致病菌而牵涉到结肠癌的病因中。

三、抗生素治疗对肠道菌群的影响

1. Vancomycin-resistant Enterococcusdomination of intestinal microbiota is enabled by antibiotic treatment in miceand precedes bloodstream invasion in humans--2010《J Clin Invest》

耐万古霉素肠球菌（VRE）等高度耐药性细菌感染引起的血液病是一个日益严重的临床难题，而准确诊断高危病人是否患有细菌性败血症仍极富挑战。最近的研究表明抗生素能够改变肠道微生物的多样性。为了对抗生素的影响情况进行分析，Carles Ubeda等人以感染了VRE的小鼠为研究材料，采用454高通量测序技术对其回肠样品的16S rRNA基因的V2区进行了测序。研究结果显示对小鼠进行抗生素治疗会导致外源VRE几乎完全取代小肠和大肠的正常菌群。在临床上，研究人员也发现接受造 血干细胞移植的患者在血液感染之前，使用抗生素治疗会导致VRE“称霸”肠道菌群。抗生素能扰乱正常的共生肠道菌群，并为医院中的感染性病菌“统治”肠道 菌群提供机会。因此，通过高通量DNA测序分析肠道微生物多样性为诊断高危病人是否患有细菌性败血症提供了有效的手段。

2. The Pervasive Effects of anAntibiotic on the Human Gut Microbiota, as Revealed by Deep 16S rRNASequencing--2008《PLoS Biology》

来自斯坦福大学的研究人员采用454高通量测序技术探索了抗生素对人类肠道微生物群落组成的影响。他们测定了3个人在服用环丙沙星前后肠道微生物16S rRNA基因的V6和V3区的序列。将获得的序列与Silva和RPD数据进行比对，共鉴定得到了3,300～5,700个分类单元。研究发现服用抗生素 环丙沙星会降低人体肠道微生物的丰富度、多样性及均匀度，受影响的细菌类群约达三分之一，但是这种影响程度存在显著的个体差异。另外，研究人员还指出，4 个星期后肠道菌群基本已经恢复到用药前的状态，但有些细菌在6个月后仍没有恢复。

四、不同个体肠道微生物群落结构及其受外界因素（压力、致病菌感染、手术）的影响

1. Composition, variability, andtemporal stability of the intestinal microbiota of the elderly--2011《PNAS》

人体肠道微生物群落结构在婴幼儿、成年人和老年人这三类人群中具有显著的差异，这表明随着年龄的增长，肠道菌群也历经了巨大的变化。Claesson MJ等人收集了161位65岁以上老人及9位成年人肠道菌群的样品，采用454焦磷酸测序技术测定了16S rRNA基因的V4区序列，每个个体产出超过40,000条reads。研究发现68%的个体肠道中最优势菌群为拟杆菌门（Bacteroidetes），平均比例约为57%，壁厚菌门（Firmicutes）所占比例约为40%。但是和一些疾病或健康相关的菌群在不同个体中所占比例差别极大，包括变形杆菌门（Proteobacteria）,放线菌门（Actinobacteria）和Faecalibacteria。老 年人的核心微生物组与年青人也有鲜明差异，前者拟杆菌属所占比例更大，梭菌属在两者之间具有不同的丰度模式。分析26组time-0和time-3month粪便样品，发现85%的个体在这两个时间的微生物组成极其相近，这表明老年人的肠道菌群呈现出时间稳定性。

2、Stressor exposure disruptscommensal microbial populations in the intestines and leads to increasedcolonization by Citrobacter rodentium--2010《IAI》

Bailey等人以小鼠为研究对象，探索了压力对肠道微生物群落多样性及肠道病原菌易感性的影响。采用454高通量测序技术测定了小鼠肠道微生物16S rRNA基因的V4区，将获得的数据与RPD进行比对分析，发现长期处在压力下会导致小鼠肠道厌氧微生物的增多，同时使微生物丰富度及多样性降低。其中，紫单胞菌科（Porphyromonadaceae），特别是福赛斯坦纳菌属（Tannerella）的细菌相对丰度会降低。以鼠类柠檬酸杆菌（Citrobacter rodentium）感染小鼠，研究结果显示，长期处在压力下的小鼠比正常处理的小鼠更易于鼠类柠檬酸杆菌的定植。

与高通量测序技术在肠道菌群多样性研究中的应用相关的文章列表如下：

注：1、文章从四个方面进行了分类；

2、按2010年影响因子高低排列；

3、以下文章均采用Roche 454测序平台。

一、饮食、能量摄取、肥胖与肠道菌群之间的关系：

1. A core gut microbiome in obese andlean twins--2009《Nature》--if 36.10

2. An obesity-associated gut microbiomewith increased capacity for energy harvest --2006《Nature》--if 36.10

3. Functional metagenomics to mine thehuman gut microbiome for dietary fiber catabolic enzymes--2010《GenomeRes》--if 13.58

4. High-fat diet determines thecomposition of the murine gut microbiome independently of obesity--2009《Gastroenterology》--if 12.03

5. Composition and energy harvestingcapacity of the gut microbiota: relationship to diet, obesity and time in mousemodels--2010《Gut》--if 10.61

6. Impact of diet in shaping gutmicrobiota revealed by a comparative study in children from Europe and ruralAfrica--2010《PNAS》--if 9.770

7. Human gut microbiota in obesity andafter gastric bypass--2009《PNAS》--if 9.770

8. Interactions between gut microbiota,host genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes inmice--2010《ISME J》--if 6.152

9. Use of pyrosequencing and DNAbarcodes to monitor variations in Firmicutes and Bacteroidetes communities inthe gut microbiota of obese humans--2008《BMC Genomics》--if 4.205

10. Responses of gut microbiota to dietcomposition and weight loss in lean and obese mice--2011《Obesity》--if 3.530

11. The effect of diet on the human gutmicrobiome: A metagenomic analysis in humanized gnotobiotic mice--2009《SciTransl Med》--if 3.510

12. Energy-balance studies reveal associationsbetween gut microbes, caloric load, and nutrient absorption in humans--2011《Am JClinc Nutr》

二、肠道菌群与疾病发生之间的关联

1. Microbes and Health SacklerColloquium: Human oral, gut, and plaque microbiota in patients withatherosclerosis--2010《PNAS》--if 9.770

2. The macaque gut microbiome inhealth, lentiviral infection, and chronic enterocolitis  -- 2008《PLoS Pathog》--if 9.079

3. Culture-independent identificationof gut bacteria correlated with the onset of diabetes in a rat model--2009《ISMEJ》--if 6.152

4. Redefining the role of intestinalmicrobes in the pathogenesis of necrotizing enterocolitis--2010《Pediatrics》--if 5.390

5. Towards the human colorectal cancermicrobiome--2011《PLoS One》--if 4.410

6. Gut microbiota in human adults withtype 2 diabetes differs from non-diabetic adults--2010《PLoSOne》--if 4.410

7. Structural shifts of gut microbiotaas surrogate endpoints for monitoring host health changes induced by carcinogenexposure--2010《FEMS Microbiol Ecol》--if 3.456

三、抗生素治疗对肠道菌群的影响

1. Vancomycin-resistant Enterococcusdomination of intestinal microbiota is enabled by antibiotic treatment in miceand precedes bloodstream invasion in humans--2010《J Clin Invest》 if 14.15

2. Reshaping the gut microbiome withbacterial transplantation and antibiotic intake--2010《GenomeRes》--if 13.58

3. The pervasive effects of anantibiotic on the human gut microbiota, as revealed by deep 16S rRNAsequencing--2008《PLoS Biol》--if 12.46

4. Short-term antibiotic treatment hasdiffering long-term impacts on the human throat and gut microbiome--2010《PLoSOne》--if 4.410

5. Reproducible community dynamics ofthe gastrointestinal microbiota following antibiotic perturbation--2009《IAI》--if 4.098

6. Metagenomic analyses reveal antibiotic-inducedtemporal and spatial changes in intestinal microbiota with associatedalterations in immune cell homeostasis--2010《Mucosal Immunol》--if 3.627

四、不同个体肠道微生物群落结构及其受其他外界因素（压力、致病菌感染、手术）的影响

1. Association between composition ofthe human gastrointestinal microbiome and development of fatty liver withcholine deficiency--2010《Gastroenterology》--if12.03

2. Depletion of luminal iron alters thegut microbiota and prevents Crohn's disease-like ileitis--2010《Gut》--if 10.61

3. Composition, variability, andtemporal stability of the intestinal microbiota of the elderly--2011《PNAS》--if 9.770

4. Individuality in gut microbiotacomposition is a complex polygenic trait shaped by multiple environmental andhost genetic factors--2010《PNAS》--if 9.770

5. Organismal, genetic, andtranscriptional variation in the deeply sequenced gut microbiomes of identicaltwins--2010《PNAS》--if 9.770

6. Characterizing a model human gutmicrobiota composed of members of its two dominant bacterial phyla--2009《PNAS》--if 9.770

7. Comparative analysis of human gutmicrobiota by barcoded pyrosequencing--2008《PLoS One》--if 4.410

8. Community-wide response of gutmicrobiota to enteropathogenic Citrobacter rodentium infection revealed by deepsequencing--2009《IAI》--if 4.098

9. Stressor exposure disrupts commensalmicrobial populations in the intestines and leads to increased colonization byCitrobacter rodentium--2010《IAI》--if 4.098

10. Intestinal microbial ecology inpremature infants assessed with non-culture-based techniques--2010《JPediatr》--if 4.041

11. Sampling and pyrosequencing methodsfor characterizing bacterial communities in the human gut using 16S sequencetags--2010《BMC Microbiol》--if 2.960

12. Quantitative assessment of thehuman gut microbiome using multitag pyrosequencing--2010《ChemBiodivers》--if 1.585

转自：http://www.biomart.cn/experiment/430/431/433/31333_1.htm 

1998年有文献指出：细菌产生的毒素可以通过迷走神经传递到中枢神经系统，从而调节人体的免疫反应。（Bacterial endotoxin induces fos immunoreactivity in primary afferentneurons of the vagus nerve，Neuroimmunomodulation）这对满是菌群的肠道而言，迷走神经或许真正能把菌群内的各类信息迅速传达至大脑。

在研究的最新进展，大大提高了我们的肠道菌群的重要性的认识。肠道内的细菌定植的生理学等多方面的免疫和内分泌系统的正常发展的关键。这是新兴的肠道菌群的影响也延伸到宿主神经发育的调控。此外，微生物群落的组合物的整体平衡，连同关键物种，诱导产生特异性反应的影响，可以调节神经功能，外周和中枢。共生的肠道细菌在成年动物的影响包括对感染和炎症的中枢作用的保护以及正常的行为反应的调制。现在有强有力的证据表明，肠道菌群的影响肠神经系统的影响，可能有助于传入神经向大脑发出信号。迷走神经也成为一个重要的交流方式，负责信号从肠道细菌到中枢神经系统。（Voices from within: gut microbes and the CNS）

美国PNAS专门探讨了肠道菌群如何通过迷走神经影响人类健康的，并探讨了哪一类菌群对人体健康最重要。（Targeting the microbiota-gut-brain axis to modulate behavior: whichbacterial strain will translate best to humans?）

通过管理肠道菌群可能很好的调节中枢神经系统，肠道菌群通过激素、免疫、迷走神经等将信息有效传递到大脑，从而调节大脑，起到了第二大脑的作用（Brain-gut-microbe communication in health and disease）

乳酸菌摄入，通过迷走神经进而调节中枢GABA受体影响人体的免疫和情绪变化，说明外界的菌群摄入肠道也会影响中枢神经系统（Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior andcentral GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve）

下图就说明了肠道菌群通过何种方式影响中枢神经系统的，并针对一些疾病提出了一些假说（Themicrobiota–gut–brainaxis:neurobehavioralcorrelates,healthandsociality）：

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自耿文叶科学网博客。
链接地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-228000-807672.html