腸道微生物與代謝性疾病關系的研究進展

王勇 黎源

1 武警西藏總隊拉薩支隊，西藏拉薩 850000

2.江油市第五人民醫院，四川江油市 621715

腸道作為人體最大的消化器官，同時也是人體最龐大和最重要的微生態系統。相關研究顯示，腸道微生態在人體多種病理生理改變中起著重要的作用，而其中腸道菌群因其組成的特異性及結構的多樣性在其中起著至關重要的作用。越來越多的研究顯示腸道菌群與代謝性疾病（如肥胖、糖尿病、血脂異常、骨質疏松等）的發生、發展有著密切的聯系，本文就目前腸道微生物與肥胖、糖尿病骨質疏松的研究現狀作一綜述。

1 腸道微生物的概況

腸道微生態系統作為人體最重要、最復雜的微生態系統，包含了厚壁菌門、擬桿菌門及放線菌門3個門類，大約10 萬億個細菌約3500 多種細菌，常見的有類桿菌、雙歧桿菌、腸桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、梭菌、葡萄球菌和酵母樣菌等，其以厭氧菌為主[1,2]。腸道微生物組成的多樣性、復雜性及動態變化對人體健康起著重要的作用。研究顯示腸道微生物在人體多種病理生理變化中起著十分重要的作用，諸如抵御外源性感染、免疫學器官、內分泌與多種代謝等作用；而當腸道微生物組成及結構失調時，其往往與肥胖、糖耐量異常、營養不良、炎癥性腸病、心血管疾病、神經系統疾病以及腫瘤等的發生具有密切的關系[3-6]。

2 腸道微生物與代謝性疾病

2.1 肥胖

隨著世界經濟的發展，肥胖已成為我們必須面對的重要健康問題。越來越多的研究表明肥胖不僅與遺傳、飲食及生活環境有密切的關系，同時肥胖的發生、發展與腸道微生物也有著密切的聯系[7]。早在2004 年，美國學者B?ckhed 等[8]研究發現常規飼養的小鼠比無菌飼養的小鼠全身脂肪含量多了42%，性腺脂肪多了47%，進一步研究發現常規飼養小鼠的腸道微生物在其中起著重要的作用，這一研究首次揭示了肥胖與腸道微生物具有密不可分的聯系。此后隨著研究的深入，這一現象在人體也得到越來越多的支持。國外多項研究顯示[9-11]肥胖者較體重正常者的腸道中的擬桿菌門、放線菌門等較體瘦病人減少而厚壁菌門增加。同時臨床研究顯示當體重正常者增加能量攝入后其腸道菌群的厚壁菌門增加而擬桿菌門減少，而肥胖者接受低脂飲食后隨著體重下降其腸道腸道擬桿菌門增加而厚壁菌門比例下降。相關動物研究顯示[13,14]，當給予超重的實驗小鼠補充雙歧桿菌、酪乳酸菌等腸道微生物時可改變超重小鼠的脂肪及糖代謝，并能減輕其體重；而當將超重小鼠的糞便移植給無菌小鼠時，無菌小鼠食欲會較前明顯增強，體重增加。上述研究顯示腸道微生物與肥胖的發生、發展中有著重要的重要，但其具體機制仍待進一步的研究。

2.2 糖尿病

2007 年Cani 等人[15]通過對小鼠連續4 周的研究發現腸道革蘭氏陰性菌產生的脂多糖(Lipopolysaccharides，LPS)能誘發全身慢性炎癥反應，進而引起小鼠空腹血糖、體重及全身脂肪含量增加，而提出腸道微生物與糖尿病的發生具有密切的關系。而在2008 年，Cani 等人[16]的通過進一步研究發現，高脂飲食誘導形成的肥胖小鼠體內因為腸道菌群失調而引起慢性炎癥改變，進而引起小鼠葡萄糖耐受異常、體重增加及脂肪組織增加，而當通過抗生素改變小鼠腸道菌群失調后，小鼠體內炎癥反應得到抑制，進而使肥胖小鼠血糖及體重下降。2011 年國內學者張秀英等[17]研究顯示，當予以糖尿病前期病人予以阿卡波糖治療1 個月后，能改善這些病人的腸道微生態，能夠使病人腸道內的益生菌增加，而有害菌的比例會下降。Amar 等[18]研究顯示在2 型糖尿病病人發病早期常常腸道微生物移位至血液及腸系膜脂肪組織中，而當對這些病人補充雙歧桿菌等益生菌時，能夠減少這種菌細菌移位，進而降低血糖。Murri 等[19]發現1型糖尿病患兒腸道菌群中雙歧桿菌、乳酸菌和梭菌的數量較正常兒童有明顯減少，且腸道厚壁菌與擬桿菌的比例下降。近年來更多的研究[20,21]顯示腸道菌群會影響機體葡萄糖的代謝，而腸道某些微生物如糞擬桿菌、變異梭狀芽胞桿菌、大腸埃希菌等會促進糖尿病的發生。上述研究顯示腸道微生物與糖尿病的發生、發展具有密切的關系，更多的研究正在進行，這將有助于我們更好的認識糖尿病和防治糖尿病。

2.3 骨質疏松

近年來，隨著對腸道微生物研究的深入，研究者發現腸道微生物與骨代謝、原發性骨質疏松、絕經后骨質疏松等具有密切的聯系[22，23]。Sj?gren 等[24]發現，無菌喂養的小鼠腸道微生物缺乏，但其松質骨與皮質骨骨密度較正常喂養的小鼠明顯增加，而其骨髓的CD4+T 細胞、白細胞介素6 減少，當無菌小鼠腸道移植正常的微生物后其皮質骨及松質骨骨量恢復至正常水平并且骨髓中CD4+T 細胞也趨于正常，從而提出腸道菌群通過引起機體慢性炎癥反應而介導自身免疫狀態的改變與人體的骨量減低與骨質疏松相關。Li 等[25]通過對無菌小鼠及正常小鼠分別注射亮丙瑞林以模擬卵巢切除骨質疏松小鼠后發現亮丙瑞林干預的正常小鼠骨密度下降較腸道菌群缺乏的無菌小鼠更明顯，顯示腸道細菌在雌激素缺乏所誘導的松質骨吸收中必不可少。國外研究顯示[26,27]，對雌激素缺乏的小鼠模型人工補充益生菌與未補充益生菌的雌激素缺乏的小鼠相比，補充益生菌后的小鼠皮質骨的骨量明顯增加，能夠減少破骨細胞的生成，顯著減少骨鈣的丟失，具有防治骨質疏松癥的作用。現有研究顯示，腸道微生物對骨代謝具有重要影響，因此，腸道微生物對骨質疏松癥的治療可能是一個新靶點。

3 總結

隨著世界經濟的發展，慢性非傳染性疾病如肥胖、糖尿病、心血管疾病、腫瘤等已取代傳統傳染病成為人類社會面臨的重要健康問題。人們迫切需要新的治療手段來防治這些慢性疾病，現有研究顯示腸道微生物在機體的免疫、代謝、抗腫瘤等多方面起著不可忽視的作用。腸道微生物失調與肥胖、糖尿病、骨質疏松等代謝疾病的發生、發展有著重要的關系，改善腸道微生物失調對代謝性疾病的治療有著一定的幫助，但相關機制仍缺乏進一步的隨機、大樣本、多中心的臨床試驗的支持，這是我們必須正視的問題。但是我們不可否認的是腸道微生物這個新興領域正在蓬勃發展，腸道微生物作為一種新的治療靶點和方向，我們希望不久的將來腸道這個人體最大的微生態系統能夠為代謝疾病的預防、治療提供更加有力的支持。