什么是肠道微生物群？

由约10-100万亿个共生的微生物细胞组成的微生物群遍布人体各个部位，微生物群包含微生物细胞的所有基因组群。其中，约70%的微生物群都存在于肠道环境中。肠内主导微生物为厚壁菌门，拟杆菌和变形杆菌，以及较少比例的放线菌。 

微生物群与健康   

微生物群对维持人体健康至关重要，它们甚至可以看作是一个单独的人体器官。目前的科学研究认为肠道微生物与多种疾病有关联，例如炎症性肠病（Inflammatory bowel disease）、 坏死性小肠结肠炎、特应性疾病（Atopic disease）,、一型糖尿病（T1DM）、 自闭症（Autistic spectrum disorder）等。肠道微生物承担抵御病原体，合成维生素(例如维生素K和部分B族维生素由肠道菌群合成)，免疫系统发展，参与营养代谢，调节中枢神经系统等作用。可以说，没有健康的肠道微生物群，人体就几乎无法正常运作。

肠道微生物的研究方式

肠道微生物大多数时候都通过非侵入的方式获取样本，由研究者分发受试者粪便收集器和保存器，让受试人员自行在家收集粪便。若通过16s RNA方法对肠道微生物进行分类和鉴定，则需用棉签在厕纸上拭取少量粪便，而全基因组鸟枪测序则需要约1g的样本量。收集的样本通过浸入稳定缓冲液或冷藏冷冻进行保存，运送到专业实验室后再进行下一步检测。 一般认为，-80°C无氧或有氧环境冷冻保存能最长时间的维持样品稳定性，保存时限可达数月甚至数年。

除了粪便样本收集之外，研究者一般还会要求受试者根据Bristol Stool Chart记录粪便外观和密度以反映粪便在肠道内的运转时间。Bristol Stool Chart评价表根据粪便的软硬程度从数值1至7排序， 1为最硬，7为最软。硬块状粪便通过肠道时间较长，或许存在严重便秘；柔软的粪便通过肠道时间短；水样粪便则表示存在腹泻。 

微生物群的影响因素 

微生物群不仅仅受个人基因型影响，外在因素包括妊娠周期，生产方式（顺产或剖腹产），喂养方式，孕母营养状态，以及抗生素的使用都会对肠道微生物产生影响。不同年龄阶段的肠道微生物组成也有所不同，但是现在的研究一般认为在3岁左右，人体的主导菌群已经形成，后续的影响因素主要为生活方式、生活环境、和饮食习惯。

肠道微生物的应用

尽管不少科学研究认为肠道微生物和多种疾病关联，但是具体致病机理和治病手段尚无定论。唯一得到确认的是相对于常用的万古霉素治疗，利用肠道微生物移植（FMT）治疗难愈和易复发的艰难梭菌感染（CDI）有明显优势（康复率：60% vs. 90%）。

用于移植的肠道微生物来自身体健康的捐献者。捐赠前一般会检测捐献者是否存在HIV和肝炎病毒感染，粪便是否存在细菌、病毒和寄生虫感染，在确认捐献者符合健康标准后才会接受其捐赠。捐献的粪便液化和过滤后一般通过结肠镜送入结肠，另外也可以通过管饲，灌肠，和胶囊的方式送入结肠内。#在美国，成功捐献一份合格粪便，可以得到约40美金的报酬#

总结：

肠道微生物无疑是近年来热门研究话题之一，而且大量的研究表明逆转肠道微生物紊乱对疾病的管理和治疗并非一纸空谈。当前的研究焦点包括：如何平衡肠道微生物；益生菌和益生元对肠道微生物的影响；抗生素目标治疗（利用抗生素抑制有害菌群，促进有益菌群生长）；利用肠道微生物诊断和治疗疾病，以及具体的致病机制等等。尽管当前肠道微生物研究仍处于起步阶段且有大量的问题有待解疑，但未来利用肠道微生物监测，预防以及治疗疾病值得期许。

#小知识：粪便样本除了可以进行微生物群检测以外，还是消化道疾病的常见辅助诊断手段。通过评估粪便pH值，隐血，脂肪，白细胞，胆汁酸，其他残存营养物质以及微生物来评估受试者是否存在感染，营养吸收不良，或癌症的风险。

参考文献：

1. Yadav M, Verma MK, Chauhan NS. A review of metabolic potential of human gut microbiome in human nutrition. Archives of Microbiology, 2018, 200(2):203-217.
2. Vogtmann E, Chen J, Amir A, et al. Comparison of collection methods for fecal samples in microbiome studies. american journal of epidemiology, 2017, 185(2):115-123.
3. Ursell LK, Metcalf JL, Parfrey LW, Knight R. Defining the human microbiome. Nutritonn Review, 2012, 70(Suppl 1): S38–S44.
4. Blum HE. The human microbiome, Advances in Medical Sciences, 2017 (62), 414–420.
5. Lee CH, Steiner T, Petrof EO, et al. Frozen vs fresh fecal microbiota transplantation and clinical resolution of diarrhea in patients with recurrent Clostridium difficile infection: a randomized clinical trial. JAMA. 2016;315(2):142-149.
6. Vindigni SM, Surawicz CM. Fecal microbiota transplantation. Gastroenterology Clinical North America, 2017(46),171–185. 
7. Cani PD. Human gut microbiome: hopes, threats and promises. Gut 2018;67:1716–1725. 
8. Cresci GA. The Gut Microbiome: What we do and don’t know. Nutrition Clinical Practice, 2015, 30(6), 734 –746.
9. Milani C, Duranti S, Bottacini F, et al. The first microbial colonizers of the human gut: composition, activities, and health implications of the infant gut microbiota. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2017, 8;81(4). pii: e00036-17. 
10. Thomas V, Clark J, Dore J. Fecal microbiota analysis: an overview of sample collection methods and sequencing strategies. Future Microbiology. 2015;10(9):1485-504.
11. Stool Analysis. Website: https://www.uofmhealth.org/health-library/aa80714#tp16698

作者简介：刘洋，美国注册营养师，营养学硕士，毕业于美国凯斯西储大学。现任职于法国梅里埃营养科学集团，从事营养临床研究。梅里埃营养科学集团致力于为食品和营养品行业提供全方位的服务来保护全球消费者的健康。