Protein & Cell觀點 | 賈偉團隊探討腸道微生物的縱向分佈變化影響疾病發生和療效

近日，上海交通大學醫學院附屬第六人民醫院賈偉教授團隊在Protein & Cell雜誌在線發表題爲Investigating Regional-Specific Gut Microbial Distribution: An Uncharted Territory in Disease Therapeutics的觀點文章，探討了腸道微生物羣在不同腸段的區域特異性分佈會影響宿主的代謝和免疫平衡，並討論了靶向腸段菌羣重分佈在疾病預防和治療中的潛在意義。

區域特異性微生物分佈：一個被忽視的領域

腸道自上而下，從口腔、胃、小腸到大腸，每個區域的微生物組成、分佈和功能各不相同，形成了一個複雜而多樣的生態系統【1】。外界的刺激如不健康的飲食習慣等，會導致這些微生物羣的分佈和功能發生顯著變化，進而影響宿主的代謝和免疫功能，導致代謝性疾病和胃腸道疾病的發生。

傳統上， 大多數腸道微生物的研究是通過分析糞便樣本來了解腸道微生物的多樣性和功能，忽略了腸道其他區域，如 胃和小腸的微生物分佈，而隨着研究的不斷深入，人們發現這些區域的菌羣對健康和疾病的影響也十分關鍵。

在外源性飲食因素和病理性因素的刺激下，微生物從其原生環境和位置中遷移或失衡時，可能導致宿主的代謝失衡和免疫系統紊亂。

膽汁酸代謝：微生物與宿主代謝的關鍵紐帶

膽汁酸是肝臟合成的一種重要代謝產物，它在腸道中經歷複雜的微生物轉化過程，這些轉化不僅影響膽汁酸本身的生理功能，還通過與膽汁酸受體 （如 FXR、TGR5） 結合，介導調節糖脂代謝及腸道免疫的重要作用，參與疾病的進展【2,3】。

小腸細菌過度生長 （SIBO） 是發生在十二指腸和空腸內的腸道菌羣異常增多，常見於代謝性疾病，如肥胖、糖尿病和代謝相關脂肪性肝病 （MASLD） 。研究者提出， SIBO可能會打破腸道內膽汁酸-宿主調節穩態，排入腸道內的結合型膽汁酸會過早的在小腸上段被菌羣去結合，進而影響其在回 腸末端對。此外，也有研究發現，某些口腔微生物可以通過消化道的流動遷移至下消化道，這種腸道內不同腸段菌的異位定植可能是導致糖脂代謝紊亂和胃腸免疫失調的重要因素。

創新治療手段：重塑腸道微生物分佈

基於此， 研究者們提出通過重塑腸道微生物的區域分佈來治療代謝性及胃腸疾病的新思路。這 些手段包括改變腸道結構或干預微生物羣的生態位，例如，傳統的胃旁路手術 （RYGB） 等減肥手術、糞菌移植、益生菌干預等通過改變腸道中的營養流動，促進有益菌羣的定植和擴展，重建患者腸道的正常微生生態系統，進而改善代謝平衡。

針對小腸上段的細菌過度增長，內鏡下十二指腸黏膜刮除術 （DMR） 以及十二指腸空腸套管 （DJBS） 等手段來進行干預，恢復代謝穩態。

未來展望

腸道微生物的分佈及其代謝功能對宿主健康至關重要。從口腔到大腸，腸道不同區域的微生物羣具有各自獨特的功能，這種複雜的生態系統在調節代謝、免疫及疾病預防中扮演着關鍵角色。通過深入研究腸道微生物的區域特異性分佈及其對宿主的影響，有望開發出更多有效的預防和治療代謝性疾病的手段。

在這一過程中，藉助人工智能和深度學習技術分析和整合多維度的微生物數據將成爲推動精準醫療和個性化治療的重要工具。

https://doi.org/10.1093/procel/pwae058

製版人：十一

參考文獻

1. Martinez-Guryn, K., V. Leone, and E.B. Chang, Regional Diversity of the Gastrointestinal Microbiome.Cell Host Microbe, 2019. 26(3): p. 314-324.

2. Jia W, Xie G, Jia W. Bile acid-microbiota crosstalk in gastrointestinal inflammation and carcinogenesis.Nat Rev Gastroenterol Hepatol.2018 Feb;15(2):111-128.

3. Zheng D, Zhang H, Zheng X, Zhao A, Jia W. Novel microbial modifications of bile acids and their functional implications.iMeta.2024 Oct 13;3(5):e243.

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