識(shí)別和糾正疾病患者微生物組的重要第一步，

就是要了解健康微生物組的特性，及沒(méi)有明顯疾病情況下的許多不同的微生物生態(tài)。

我們知道體內(nèi)DNA的細(xì)微差異引起巨大的表型多樣性，也就是說(shuō)大家都能區(qū)分彼此。相比之下，人體微生物的宏基因組（微生物在我們體內(nèi)的總DNA含量）變化更大，只有三分之一的組成基因存在于大多數(shù)健康個(gè)體中。所以要理解健康微生物組這些差異是重大的挑戰(zhàn)。

本文，我們將對(duì)以下方面展開討論分析：

人類對(duì)健康人微生物組的理解史；

健康人腸道微生物群的組成和功能；

健康人微生物多樣性的范圍；

可能的驅(qū)動(dòng)因素，如地理，飲食和生活方式等；

健康微生物群的核心標(biāo)志；

微生物群的抵抗力，彈性和穩(wěn)定性；

有助于人類健康和疾病預(yù)防的微生物代謝途徑和種類；

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與人類健康腸道微生物。

01 健康微生物組

“健康” 是指沒(méi)有任何明顯的疾病。

“微生物組” 指人體的整個(gè)微生物組，但目前大部分可獲得的數(shù)據(jù)描述的都是腸道微生物組，因此這里討論的許多發(fā)現(xiàn)都來(lái)自腸道微生物組。

關(guān)于健康微生物組，有兩種假設(shè)：

第一種假設(shè)

試圖確定在健康個(gè)體中普遍存在一組“核心”微生物群，其假設(shè)是不存在此類微生物就表明失調(diào)。但健康個(gè)體之間的生態(tài)多樣性研究表明，健康人的微生物組本來(lái)就有足夠的差異，無(wú)法支持這樣的假設(shè)。

第二種假設(shè)

健康的“功能核心”：一種代謝和其他分子功能的補(bǔ)充，由特定棲息地內(nèi)的微生物群執(zhí)行，但不一定由不同人體內(nèi)相同的生物體提供。

這樣的核心：

可能要作為遺傳潛能存在，就像人類基因組一樣必須嚴(yán)格，不能編碼出嚴(yán)重的有害突變才能健康；

或者可能要在個(gè)體內(nèi)部有良好的表達(dá)和調(diào)控，以保持健康（也就是說(shuō)，它必須由RNA轉(zhuǎn)錄組編碼或以蛋白質(zhì)或小分子產(chǎn)物的形式存在）；

當(dāng)然也可能是這兩者組合。

當(dāng)然，功能核心：

必須至少包括個(gè)體微生物生命所必需的內(nèi)部管理功能，這些功能必須通過(guò)基因組正確表達(dá)；

還可能包括特定于人類生態(tài)系統(tǒng)中微生物生態(tài)位的功能；

可能包括人類細(xì)胞無(wú)法完成的過(guò)程，因此代表了共生宿主與微生物關(guān)系的潛在基礎(chǔ)。 

核心功能的適應(yīng)性

健康的微生物組可能會(huì)進(jìn)一步通過(guò)其隨時(shí)間變化表現(xiàn)出來(lái)。直白地說(shuō)，一個(gè)健康相關(guān)的微生物群必須對(duì)外界或內(nèi)部變化有一定程度的適應(yīng)性。外界例如飲食或藥物等干擾，內(nèi)部變化例如年齡的改變。

即使某個(gè)特定的群落結(jié)構(gòu)提供了所有必要的核心功能，但如果沒(méi)有這種適應(yīng)性，就不能長(zhǎng)期保證核心功能。

因此，微生物組對(duì)壓力和干擾的抵抗力及其之后恢復(fù)健康功能的能力是表征健康微生物組的潛在特性之一。

02 對(duì)健康微生物組的理解不斷發(fā)展

早期的研究試圖通過(guò)培養(yǎng)和表征菌的生理特性來(lái)確定正常的微生物群，主要在腸道中。這類研究最能突出在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中生長(zhǎng)良好的生物，例如大腸桿菌。這種偏見導(dǎo)致人們認(rèn)為大腸桿菌是人類腸道微生物組中豐富而普遍的成員。

在1970年代引入了嚴(yán)格的厭氧技術(shù)，僅腸道就可以回收300多種細(xì)菌。此外，對(duì)選擇性培養(yǎng)基中標(biāo)準(zhǔn)系列稀釋液中活細(xì)胞的計(jì)數(shù)可以對(duì)這些物種進(jìn)行定量。 

對(duì)該時(shí)代的四項(xiàng)大型研究的總結(jié)，研究了141名美國(guó)人在不同飲食下的糞便樣本，發(fā)現(xiàn)擬桿菌（Bacteroides）和厭氧球菌（anaerobic cocci）屬細(xì)菌普遍存在且數(shù)量豐富，而梭菌屬細(xì)菌則普遍存在，但豐度較低，盡管沒(méi)有在所有受試者中均觀察到單一物種。其他普遍但含量較低的細(xì)菌包括雙歧桿菌屬（Bifidobacterium），真細(xì)菌屬（Eubacterium），乳桿菌屬（Lactobacillus）和鏈球菌屬（Streptococcus），以及兼性厭氧菌如大腸埃希氏菌（Escherichia）。

當(dāng)時(shí)已經(jīng)有人懷疑，還有大量與人類有關(guān)的微生物種類沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，一項(xiàng)研究估計(jì)在一個(gè)健康的結(jié)腸中同時(shí)存在大約400種微生物。然而，發(fā)現(xiàn)它們也有很多障礙，比如某些微生物的培養(yǎng)要求嚴(yán)格，以及培養(yǎng)所需的勞動(dòng)密集型性質(zhì)等。

此外，并不是所有的微生物都可以通過(guò)在選擇性培養(yǎng)基上單獨(dú)培養(yǎng)而被很好地區(qū)分為物種或菌株。例如，不同種類的高產(chǎn)擬桿菌屬特別難以解開。另外，這種關(guān)于群落組成的研究甚至更難擴(kuò)展到非細(xì)菌性微生物，例如病毒和真菌，對(duì)于微生物含量低于腸道的人體棲息地的研究更加不切實(shí)際。需要新方法來(lái)研究健康微生物組的這些方面。

DNA測(cè)序和熒光原位雜交（FISH）等與傳統(tǒng)培養(yǎng)無(wú)關(guān)的技術(shù)現(xiàn)已廣泛使用，它們的民主化使微生物樣品的DNA含量得以直接研究。使用針對(duì)16S核糖體RNA基因的FISH進(jìn)行的早期研究表明，在西歐隊(duì)列中，至少三分之二的腸道細(xì)菌可歸因于大約六個(gè)物種/屬水平的一組六組細(xì)菌：兩個(gè)擬桿菌，兩個(gè)梭菌，鏈球菌 /乳球菌和直腸細(xì)菌。從那以后，這被證明是樂(lè)觀的，甚至在當(dāng)時(shí)，這些樣本之間的豐度也觀察到了很大的差異（標(biāo)準(zhǔn)偏差為均值的?60–80％）。

某些直接從樣品中直接測(cè)序16S rRNA基因的早期努力表明，對(duì)應(yīng)于已知物種的85％至95％的細(xì)菌豐度可歸因于與擬桿菌，梭狀芽孢桿菌XIVa和梭狀芽孢桿菌第四類有關(guān)的三個(gè)細(xì)菌群。16S研究還顯示，健康人之間以及一個(gè)人內(nèi)緊密聯(lián)系的生物地理位點(diǎn)（例如粘膜和糞便樣本）之間的生物分類組成存在很大差異。然而，在所有這些研究中，當(dāng)時(shí)的大多數(shù)（75–80％）序列簇與任何文獻(xiàn)記載的物種都不匹配，這解釋了以前工作中對(duì)多樣性的低估很多。

隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的完善和技術(shù)的進(jìn)步，目前16s尤其是在腸道菌群方面分辨率也已經(jīng)達(dá)到很高了，種方面能達(dá)到70%以上，40%左右能分到菌株。而且腸道菌群檢測(cè)遠(yuǎn)不是檢出了每種菌的含量，還需要大規(guī)模人群隊(duì)列和疾病樣本的訓(xùn)練以及模型構(gòu)建，因此16s有其標(biāo)準(zhǔn)化和相對(duì)適合的成本，在腸道菌群中還是首選的方案。

此外，大規(guī)模并行shotgun測(cè)序（高通量測(cè)序技術(shù)）的出現(xiàn)已基本解決了這種微生物“暗物質(zhì)”的分類學(xué)組成，雖然功能多樣性的顯著百分比（高達(dá)50%）和非參考群體的組成仍有待確定。 

最初的發(fā)現(xiàn)印證了人與人之間的巨大差異（甚至在雙胞胎之間），但也暗示了存在著所有個(gè)體共有的一組微生物基因。 這有助于建立這樣一種模式：就好比在每個(gè)生物體中保存的管家基因一樣，“核心微生物群”可以在功能層面而不是在分類學(xué)層面上被定義。

03 歷史上微生物群落的變化

人類和人類文明有上千年的變化，人類腸道微生物群也隨著飲食的變化而變化。例如，狩獵-采集社會(huì)的腸道微生物群落在一年中顯示出劇烈的變化，反映了食物供應(yīng)的變化。此外，在這些社會(huì)中，女性和男性成員的微生物群也存在重大差異，女性的微生物群更像食草動(dòng)物，而男性成員的微生物群更像食肉動(dòng)物。

從早期文明到現(xiàn)代文明，腸道微生物群的變化也反映了衛(wèi)生的變化，這在城市和農(nóng)村社區(qū)之間仍然存在。

在過(guò)去的幾十年里，隨著衛(wèi)生條件的改善、加工食品和藥物（尤其是抗生素）的廣泛使用，現(xiàn)代生活方式似乎對(duì)人類腸道微生物群落的多樣性產(chǎn)生了重大影響，總體上減少了其多樣性。

人們吃的東西對(duì)腸道微生物組成的影響要比基因強(qiáng)得多。設(shè)想這樣兩種情況：

沒(méi)有血緣關(guān)系卻生活在一起的人（有相似的飲食習(xí)慣和生活方式）；

生活在不同地方的有血緣關(guān)系的人；

后者的微生物組表現(xiàn)出更大的差異。

04 人口規(guī)模基準(zhǔn)隊(duì)列

此后，在測(cè)序和其他分子測(cè)定法的通量和成本效益仍在不斷提高的基礎(chǔ)上，開展了大規(guī)模項(xiàng)目，以表征微生物成分的多樣性及其功能潛力。  

2010年，人體腸道基因組（MetaHIT）研究報(bào)告了來(lái)自124個(gè)歐洲成年人（主要是“健康”人群）糞便樣本的腸道基因組，當(dāng)時(shí)該序列超過(guò)了以往所有微生物組研究的測(cè)序量近200倍。

2012年，人類微生物組計(jì)劃（HMP）報(bào)告了對(duì)242位來(lái)自美國(guó)的健康成年人進(jìn)行16S譜分析的結(jié)果，并對(duì)139個(gè)人的亞組進(jìn)行了宏基因組測(cè)序，結(jié)果代表了分布在五個(gè)主要身體區(qū)域之間的18個(gè)身體棲息地。一項(xiàng)針對(duì)2型糖尿病的大型中國(guó)研究很快貢獻(xiàn)了145個(gè)腸道宏基因組，其中大約一半來(lái)自非糖尿病對(duì)照組。此后，MetaHIT協(xié)會(huì)繼續(xù)發(fā)布來(lái)自歐洲成年人的新的腸道宏基因組。

人類微生物組群項(xiàng)目（HMP）和人類腸道宏基因組學(xué)（MetaHIT）倡議是第一個(gè)定義健康人體微生物組組成和功能的大型微生物組項(xiàng)目。這些努力為了解宿主相關(guān)微生物群落的生理和功能特性提供了基礎(chǔ)。

隨著新一代測(cè)序、全基因組鳥槍測(cè)序、全球代謝組學(xué)、先進(jìn)的計(jì)算策略以及人性化動(dòng)物模型和基于培養(yǎng)的人類類器官系統(tǒng)等新技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)微生物組的理解正在迅速進(jìn)步。

05 微生物組的典型組成和多樣性

健康的腸道菌群因?yàn)閭€(gè)體差異較大，很難有一個(gè)精確的定義，但通過(guò)大量人群樣本數(shù)據(jù)的了解我們可以明確什么樣的腸道菌群是不健康的。

# 多樣性

首先從多樣性的角度，一般除了2歲以下嬰幼兒，大部分的健康人的腸道菌群構(gòu)成大概有200~2000種菌，如果數(shù)量過(guò)低或過(guò)高都不算健康。過(guò)低表明飲食結(jié)構(gòu)過(guò)于單一或經(jīng)歷了抗生素等處理。過(guò)高表明可能出現(xiàn)了很多不屬于腸道環(huán)境的菌。

# 核心腸道菌群的占比

另外主要從核心腸道菌群的占比來(lái)評(píng)估。健康的腸道菌群雖然構(gòu)成多樣，但是存在一部分核心的腸道菌群，它們是腸道菌群的基石，如果這些菌的占比不足30%表示腸道菌群環(huán)境已不由這些健康菌占主導(dǎo)，很可能為病原菌提供生存環(huán)境。

這些核心的腸道菌群包括：

擬桿菌屬(Bacteroides)，

柔嫩梭菌屬 (Faecalibacterium)，

普雷沃氏菌屬 (Prevotella)，

瘤胃球菌屬 (Ruminococcus);

此外, 糞球菌屬(Coprococcus),Blautia,

Dorea，毛螺菌屬(Lachnospira)，

羅氏菌屬(Roseburia)也屬于常見菌屬，但占比通常不會(huì)很高。

在嬰幼兒的腸道菌群中核心菌包括：

雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)，韋榮氏球菌屬(Veillonella)，通常2歲以下嬰幼兒的腸道菌群這兩種菌一般至少占比30%以上。

如果你的腸道菌群構(gòu)成中基本見不到這些核心菌或占比很小，那么腸道菌群很可能已經(jīng)出現(xiàn)問(wèn)題。

古細(xì)菌，病毒，真菌和其他真核生物

古細(xì)菌

人類微生物組除了我們關(guān)注最多的細(xì)菌外，還包括古細(xì)菌，病毒和真核生物。在健康的人類微生物組（主要是腸道）中，已鑒定出少量古細(xì)菌屬。其中產(chǎn)甲烷菌屬在腸道中最多，特別是史密斯甲烷短桿菌（Methanobrevibacter smithii）非常適合人類腸道，可優(yōu)化其他微生物對(duì)膳食多糖的消化，并在常見腸道細(xì)菌（如多形擬桿菌，Bacteroides thetaiotaomicron）存在的情況下適應(yīng)其基因表達(dá)。

病毒

人類的病毒特別廣泛是健康人類生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的一部分。病毒有高變特性，因此每個(gè)人都有一個(gè)獨(dú)特的病毒，主要由噬菌體組成（估計(jì)有5%的腸道細(xì)菌基因編碼原噬菌體蛋白）。噬菌體還提供了另一種途徑，在其他親緣較遠(yuǎn)的細(xì)菌之間進(jìn)行水平基因轉(zhuǎn)移。由于古細(xì)菌，病毒和真核生物的分子譜分析技術(shù)仍不及細(xì)菌，這些生物的分子功能信息仍然有限。

真核微生物

在人體中發(fā)現(xiàn)的最著名的真核微生物（主要是真菌和原生生物）雖然通常是致病菌，但此類真核生物在健康人群中也普遍存在，特別是念珠菌(Candida)，馬拉色菌(Malassezia) 和Saccharomyces。

不同部位的相互作用至少負(fù)責(zé)健康微生物組的部分生態(tài)和免疫平衡。例如，在皮膚生化環(huán)境中細(xì)菌和真菌之間存在明顯的競(jìng)爭(zhēng)，或是乳酸菌控制腸道和陰道真菌。

人類與真菌之間存在直接的相互關(guān)系：其中最典型的特征是益生菌(Saccharomyces boulardii)，最初是為了對(duì)抗霍亂而分離的。一些原生動(dòng)物甚至是健康微生物群落的常見物種，變異比細(xì)菌更大。此外，某些原生動(dòng)物的存在，例如常見的芽囊原蟲屬Blastocystis，與降低胃腸道疾病的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。

健康微生物組的地理變異

對(duì)比來(lái)自不同國(guó)家的腸道微生物組的研究，已經(jīng)確定了微生物組成的系統(tǒng)差異。比較歐洲的MetaHIT，美國(guó)的HMP和中國(guó)的糖尿病隊(duì)列這三大塊，發(fā)現(xiàn)國(guó)家間的生物分類組成差異大大超過(guò)了個(gè)體間的差異，這不止是由于技術(shù)差異或者實(shí)驗(yàn)方法造成的，地理學(xué)因素也是微生物組大規(guī)模變化的原因之一，包括北美和南美，歐洲和非洲，韓國(guó)和日本以及俄羅斯和中國(guó)的農(nóng)村和城市人口之間的差異。

在這種變化的可能驅(qū)動(dòng)因素中，主要因素是飲食，以及其他因素，包括地理，早期生命暴露和遺傳等。還沒(méi)有一項(xiàng)研究表明健康微生物群大量種群間差異的原因是這些因素其中的任何一個(gè)。

有意思的是菌株水平上也存在地理差異，特別是當(dāng)菌株特征比微生物豐度曲線表現(xiàn)出更大的時(shí)間穩(wěn)定性。該領(lǐng)域的研究是初步的，但表明國(guó)家或大洲之間的菌株差異不是特別明顯。諸如擬桿菌屬（Bacteroides coprocola）和普雷沃氏菌（Privotella copri）之類的物種在跨越人群的抗生素抗性基因中表現(xiàn)出最大的差異和菌株水平變異。

06 健康標(biāo)志（核心功能）

雖然在所有地點(diǎn)的微生物組的分類組成中有巨大的個(gè)體間差異，但在一個(gè)特定地點(diǎn)，個(gè)體間代謝途徑的豐富程度相當(dāng)一致。

此外，微生物組的組成在生命的最初幾年發(fā)生了巨大的變化，但這種功能性特征在生命早期就已經(jīng)建立，并在此后保持穩(wěn)定，至少在腸道。這表明，“核心”健康微生物群的一個(gè)定義是，它們的組合、代謝模塊和調(diào)節(jié)途徑共同促進(jìn)了與宿主相關(guān)的穩(wěn)定生態(tài)。

這個(gè)核心包括至少三類功能

第一，也是最簡(jiǎn)單的，所有微生物生命所必需的管家功能，例如轉(zhuǎn)錄和翻譯、能量生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)成分。

第二，這一核心包括人體相關(guān)的微生物群在身體部位的特定過(guò)程，如與宿主細(xì)胞表面的黏附，以及與宿主與微生物相互作用有關(guān)的化合物的產(chǎn)生(包括必需的維生素，如維生素K和免疫刺激化合物)。

第三，不同的身體棲息地各有其特殊的核心功能。例如，在腸道中，核心功能包括糖胺聚糖的生物降解、幾種短鏈脂肪酸的產(chǎn)生、特定脂多糖的富集以及維生素和必需氨基酸的產(chǎn)生。在一個(gè)特定的人群中，哪種功能趨于豐富，會(huì)受到長(zhǎng)期的選擇壓力（如飲食）的影響。

健康微生物群的另一個(gè)標(biāo)志是生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力。

07 微生物群的抵抗力，彈性和穩(wěn)定性

從微生物生態(tài)學(xué)角度來(lái)看，健康的其他標(biāo)志是抵抗干擾（可能是由于病原體進(jìn)入，飲食或藥物治療而引起）以及隨后恢復(fù)健康狀態(tài)的能力。這些特性分別被稱為阻力和回彈力。

系統(tǒng)在沖擊（阻力）期間持續(xù)存在的能力以及在干擾影響（恢復(fù)）后恢復(fù)到基線的能力決定了整體的彈性。從概念上講，下圖對(duì)此進(jìn)行了說(shuō)明。

S. K. Dogra et al., Front. Microbiol.2020

例如，經(jīng)過(guò)抗生素治療后，健康的腸道菌群通常會(huì)在幾周到幾個(gè)月后恢復(fù)到以前的狀態(tài)。因此，微生物健康的最新定義明確地不包括單一靜態(tài)，而是動(dòng)態(tài)平衡。

原生狀態(tài)、擾動(dòng)、回到原始狀態(tài)或過(guò)渡到新狀態(tài)概念圖解

S. K. Dogra et al., Front. Microbiol.2020

一個(gè)有彈性的微生物群在受到擾動(dòng)后將恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)，而非彈性微生物群將轉(zhuǎn)向一個(gè)改變后的新狀態(tài)。

在這種觀點(diǎn)下，健康的微生物組相當(dāng)于潛在動(dòng)力系統(tǒng)的吸引子。吸引子同時(shí)捕獲抵抗力和彈性，因?yàn)橄到y(tǒng)將抵抗吸引者的偏離，并且除非波動(dòng)（可能是由于外部擾動(dòng)或內(nèi)部隨機(jī)性引起的）足夠大，否則它將傾向于返回到穩(wěn)態(tài)區(qū)域。

Lloyd-Price et al. Genome Medicine (2016)

人類微生物組中最明顯的例子可能是健康陰道中的群落狀態(tài)類型之間的轉(zhuǎn)換。不是所有菌群類型都具有相同的穩(wěn)定性。腸道微生物組也在不斷變化，隨著時(shí)間的流逝而增加和減少物種，不同的分類單元具有不同的穩(wěn)定性，并且某些微生物在腸道中持續(xù)存在多年。

特定分類群持續(xù)存在的機(jī)制還不明確，但是有趣的是推測(cè)這種機(jī)制是否可能與微生物組組裝背后的驅(qū)動(dòng)原理有關(guān)。如果特定的群落確實(shí)主要是為了組裝來(lái)填補(bǔ)一組適合棲息地的功能生態(tài)位，那么在特定的組裝中提供關(guān)鍵的代謝，信號(hào)傳導(dǎo)，免疫調(diào)節(jié)或其他作用的物種可能比功能外圍的物種在時(shí)間上更穩(wěn)定。

因此，動(dòng)力學(xué)與微生物組的分類學(xué)多樣性和巨大的分子功能潛力之間的耦合，提醒了人類微生物組的復(fù)雜性，因此也難以定義簡(jiǎn)單的微生物健康概念。

08 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與人類健康腸道微生物

植物和人類微生物群是相互關(guān)聯(lián)的。

健康土壤，健康植物與健康腸道微生物

人類的腸道微生物群和植物的土壤和根莖微生物群在相似的環(huán)境條件下存在

Heribert Hirt, EMBO Reports (2020)

最近的研究表明，根部和腸道微生物群落的存在條件相似。

兩者都是開放系統(tǒng)，其特征在于氧氣，水和pH的梯度會(huì)產(chǎn)生多種不同的生態(tài)位。 

兩種系統(tǒng)都從環(huán)境中繼承其微生物物種：分別是人類的食物和植物的土壤。植物和腸道系統(tǒng)由大量相似的細(xì)菌門組成（Firmicutes，Bacteroidetes，Proteobacteria，Actinobacteria）

與人類糞便轉(zhuǎn)移類似，從抑制疾病的土壤中移植有益微生物可以保護(hù)植物免受各種疾病的侵害。

 對(duì)不同的哺乳動(dòng)物食草動(dòng)物和食肉動(dòng)物的研究表明，腸道微生物組從食用原始植物材料中吸收納入了一些成員。

根與腸微生物合成必需的氨基酸，維生素和許多其他調(diào)節(jié)其宿主免疫系統(tǒng)的次生代謝產(chǎn)物。

因此，植物和腸微生物群可以被視為對(duì)宿主健康至關(guān)重要的代謝器官。

植物微生物群對(duì)人體腸道微生物群的直接和間接影響

Heribert Hirt, EMBO Reports (2020)

飲食與微生物組

西方飲食中肉類消費(fèi)量增加，蛋白質(zhì)的高輸入也極大地影響了腸道微生物組，某些微生物會(huì)抑制有益菌并改變我們的飲食習(xí)慣，以偏愛更不健康的食物。

人類少數(shù)必需化合物是由微生物產(chǎn)生的，微生物本身是必需氨基酸和維生素的重要生產(chǎn)者。例如，鈷胺素（維生素B12）不能由植物或動(dòng)物產(chǎn)生；它是由植物微生物群或反芻動(dòng)物腸道中的微生物合成的。

土壤、氣候?qū)旱挠绊?/strong>

土壤侵蝕和氣候變化也影響微生物多樣性，并導(dǎo)致大面積耕地及其微生物群的損失。因此，今天的作物缺乏許多重要的共生菌來(lái)生產(chǎn)或增加維生素、礦物質(zhì)、抗氧化劑和其他對(duì)植物和人類健康有益的代謝物。

農(nóng)藥對(duì)菌群的影響

大量研究表明許多常用農(nóng)藥對(duì)人體健康的負(fù)面影響。例如，大多數(shù)銅基殺真菌劑對(duì)固氮細(xì)菌具有有害作用。

許多新鮮水果，蔬菜長(zhǎng)期保存和運(yùn)輸用到農(nóng)藥，這些化學(xué)物質(zhì)不僅會(huì)通過(guò)食物進(jìn)入人體腸道，還會(huì)殺死植物微生物。

除草劑——草甘膦殺滅雜草，確保作物高產(chǎn)。然而草甘膦對(duì)人類的急性毒性較低，但草甘膦對(duì)于人類而言是潛在的致癌物質(zhì)。草甘膦對(duì)土壤、植物和腸道有益微生物的抑制濃度遠(yuǎn)低于致病微生物。就人體腸道微生物組而言，對(duì)有益菌雙歧桿菌（Bifidobacterium sp.）以及腸球菌屬的抑制作用比致病菌梭狀芽孢桿菌和沙門氏菌的抑制作用大。

農(nóng)業(yè)抗生素影響微生物組

農(nóng)業(yè)使用的抗生素大約是人類醫(yī)學(xué)的四倍。 

在農(nóng)場(chǎng)中濫用抗生素來(lái)促進(jìn)牲畜的生長(zhǎng)，這極大地促進(jìn)了耐藥細(xì)菌的出現(xiàn)； 

動(dòng)物排出的抗生素會(huì)改變微生物的功能和土壤，水道及其他生物群落的組成；

食用抗生素處理過(guò)的動(dòng)物的肥料施肥的田地上的新鮮農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)可以將抗性基因傳播到人類腸道微生物組，并進(jìn)一步出現(xiàn)具有多重耐藥性的人類病原體。

09 總  結(jié)

人體胃腸道微生物組對(duì)于維持人體健康至關(guān)重要。鑒于健康個(gè)體中微生物群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性，目前可能難以界定基線“健康”微生物群的特征屬性。隨著人類微生物組研究取得了技術(shù)進(jìn)步，需要利用大樣本人群來(lái)確定這個(gè)邊界以及哪些關(guān)鍵因素會(huì)影響和塑造腸道微生物。重要的是更好地了解數(shù)萬(wàn)種不同微生物物種在與宿主之間的復(fù)雜相互作用網(wǎng)絡(luò)中的功能和作用。

此外，減少肥料，殺蟲劑和除草劑的使用量提供健康的綠色食品有助于人類建立和維持健康的腸道微生物組。因此，有關(guān)微生物群落對(duì)宿主代謝和健康的整體作用的研究不應(yīng)僅僅停留在人體腸道微生物組上，而應(yīng)擴(kuò)展到植物的微生物群及其在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的功能。

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網(wǎng)址: 健康的人類微生物組 http://m.u1s5d6.cn/newsview304842.html