微生物组到底是什么,为什么它对人类健康如此重要What exactly is the microbiome and why is it important for human health

环球医讯 / 硒与微生态来源:www.dignityintegrative.com美国 - 英语2026-09-14 14:15:17 - 阅读时长13分钟 - 6393字
本文详细解释了微生物组的定义、组成及其对人体健康的关键作用,包括肠道菌群的主要种类(如拟杆菌门和厚壁菌门)、菌群失调(dysbiosis)的概念、与肥胖、焦虑抑郁、类风湿关节炎等疾病的关系,以及通过饮食、运动、睡眠和压力管理来恢复平衡的方法。作者还讨论了微生物组检测的争议与实用价值,并介绍了功能性医学中常用的5R修复方案,强调短期针对性干预而非长期补充剂滥用。
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微生物组到底是什么,为什么它对人类健康如此重要

微生物组。翻开一本健康杂志或听许多健康领域的影响者谈论,它似乎就是圣杯。重新平衡它,就能过上完美生活。买这12种补剂,吃上一年。

五年前,尽管我在传统医疗环境中从事急诊医学数十年,但对微生物组及其对整体健康的影响知之甚少。在我的整合医学研究项目中,我学习了它的基本定义、主要组成部分,以及它如何与免疫系统相互作用并影响某些健康状况。

今天,我们比五年前对微生物组有了更多的了解,五年后我们还会知道得更多。我在这里的目的是确切地解释它是什么、它对整体健康的影响、当微生物组失衡(称为菌群失调)时会发生什么,以及如何重新平衡它。

我还将尝试说明已知的局限性,以及为什么长期服用补剂来支持它(除非你患有某些特定健康状况)并没有医学文献的指征或支持。

定义与基础知识

根据美国国家环境健康科学研究院的定义,微生物组是生活在特定、明确环境(如人体、土壤或水)中的整个微生物群落——包括细菌、病毒、真菌和古菌。这个动态生态系统不仅包括微生物本身,还包括它们的基因(基因组)和周围的环境条件。

严格来说,微生物群(microbiota)是构成更大微生物组环境的实际生物体。为方便起见,我将使用微生物组一词。虽然我们通常认为微生物组在人体上或体内,但我们食物生长的土壤有自己的微生物组,孩子们玩耍的沙坑也有。这些是数以万亿计的生物体,它们以独特的方式相互作用,创造出一个特定的环境。微生物组的遗传物质及其表达方式可以影响周围的生物体。那个环境可能对与之相互作用的特定物种有益,也可能有害。稍后会详细说明。

每个人通常都了解细菌、病毒和真菌是什么,但“古菌”这个词呢?它来自希腊词archaios,意思是“古老的”,存在于我们今天所知的典型细菌之前很久。它们也已知存在于独特的环境中,如温泉、极端酸性环境,并且可以产生(以及利用)非常规的营养物质进行新陈代谢,例如甲烷。

其中一种古菌,史氏甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithii)——我知道这个名字拗口——已知会导致一种特定的肠道状况,称为肠道产甲烷菌过度生长。虽然所有这些不同的生物体都很重要,但它们如何与彼此以及你身体的新陈代谢和免疫系统相互作用,高度依赖于多种因素,这也是当前许多研究的重点。

微生物组存在于人体的许多地方,包括皮肤、呼吸系统、泌尿生殖道、口腔和胃肠道(与口腔不同)。甚至有证据表明大脑中也存在微生物组,并且可能在身体的其他地方也存在。为了详细讨论,我们将在本文的其余部分重点关注“肠道微生物组”及其对健康的影响。

肠道微生物组已经存在并发展了数百万年,作为人类进化的一部分,是一种共生关系。这些生物体帮助人类适应了我们随时间变化的饮食模式。它们帮助消化和分解植物和动物以获取营养。它们提供人体自身无法提供的特定营养素,例如某些维生素(一部分B族维生素和全部维生素K)以及短链脂肪酸。这些短链脂肪酸为结肠细胞提供营养,并通过抗炎作用调节我们的免疫系统。通过这种方式,微生物组有助于“训练”我们的整体免疫系统,并为我们肠道屏障的物理结构提供支持。

最近的研究估计,构成微生物组的生物体约有38万亿个。这大致与我们体内估计的人体细胞数量相当。如果你称量你的微生物组,它的重量不到半磅。这个小小的数字掩盖了一个事实:微生物组的遗传多样性估计有200万到2000万个独特的基因。相比之下,整个人类基因组估计有2万到2.3万个基因。这只能说明这些共生伙伴之间的相互作用如何影响我们的许多健康与福祉。

一般来说,90%的微生物组由两大细菌“家族”组成,即拟杆菌门和厚壁菌门。有趣的是,作为婴儿,90%是由双歧杆菌组成的,并随时间逐渐减少。虽然估计人体微生物组中有3000种不同的生物体物种,但大多数个体拥有大约160种物种。这受到饮食、地理位置和身体活动的影响。对微生物多样性的一大影响因素是药物,特别是抗生素。

我总是问新患者两个问题:他们是自然阴道分娩还是剖腹产出生的,是奶粉喂养还是母乳喂养。我们知道,在美国大约20%的剖腹产婴儿中,由于失去了通过产道的最初接种,微生物多样性要低得多。

此外,母乳通过提供人乳中的益生菌混合物有助于建立多样性。母乳还提供人乳低聚糖,它不能被我们的身体用于能量需求,但为双歧杆菌在肠道中繁盛提供了基质。母乳中总碳水化合物浓度的20%是人乳低聚糖,考虑到它不为人细胞提供任何能量来源,这是一个惊人的事实。据估计,在生命第一个月,仅母乳就提供了微生物组中所有细菌的28%。

肠道中的重要细菌种类

如前所述,我们能测量到的90%的细菌属于两大家族:拟杆菌门和厚壁菌门。让我们再详细一点,以便你了解它们的作用以及后面检测它们的意义。

拟杆菌门主要负责分解纤维和称为聚糖的复杂碳水化合物。它们占所有肠道细菌的30%。它们立即释放营养物质,帮助你的细胞将这些营养物质用作能量来源。这类中的重要细菌包括:

  • 多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron) – 帮助消化复杂的植物纤维,支持肠道屏障和免疫调节。
  • 脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis) – 有助于免疫平衡;某些菌株具有保护作用,而另一些则可能是机会性的。
  • 单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)、卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)、多雷拟杆菌(Bacteroides dorei) – 常见且丰富的物种,与纤维发酵和代谢健康相关。
  • 普雷沃氏菌属(Prevotella spp.) – 在高纤维、富含植物性饮食的人群中往往较高;与碳水化合物代谢和黏膜健康相关。
  • 阿里斯提佩斯菌属(Alistipes)和副杆菌属(Parabacteroides) – 在肠-脑轴和炎症调节中具有新兴作用。

厚壁菌门对于发酵脂质和碳水化合物、释放更高能量生产非常重要。它们占所有肠道细菌的60%。梭菌属物种是这一类中的大多数。这类是短链脂肪酸丁酸盐的主要生产者,丁酸盐维持肠道稳态,是结肠细胞的主要能量来源。这类中的重要细菌包括:

  • 普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii) – 一种主要的丁酸盐生产菌,具有强大的抗炎和肠道屏障支持作用。
  • 罗斯氏菌属(Roseburia spp.) – 产生丁酸盐的细菌,支持结肠健康和代谢平衡。
  • 真杆菌属(Eubacterium spp.,例如E. hallii、E. rectale) – 帮助将纤维发酵为短链脂肪酸,并支持肠道完整性。
  • 乳杆菌属(Lactobacillus spp.) – 常见的与益生菌相关的细菌,帮助发酵、抑制病原体并调节免疫。
  • 瘤胃球菌属(Ruminococcus spp.) – 参与分解复杂的植物多糖;一些物种与肠道健康相关,另一些与失衡相关。

另一个重要且独立的物种是阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila),它分解黏液凝胶(因此得名),为其他微生物提供营养,并维持屏障的完整性。低水平与肥胖、2型糖尿病和炎症性疾病增加相关。

什么是菌群失调?

菌群失调这个词在微生物组的讨论中经常被提及。它到底是什么?

微生物组就像一个健康的花园。在一个健康的花园里,你应该看到大量的植物和多种多样的植物。同样,在健康的微生物组中,我们应该看到广泛的细菌多样性和健康的细菌数量。我们稍后会讨论如何检测你的微生物组以及如何解释这些检测结果。

当有益的细菌正常数量减少,或者不太理想的/促炎细菌过度生长时,就会发生菌群失调。许多患者描述一系列症状,包括过多的气体、腹胀、模糊的腹部不适以及异常的排便模式,要么便秘,要么稀便/腹泻,往往是两者结合。

需要引起注意的最重要迹象是异常排便。在我的诊所里,我们经常谈论大便!一个健康的正常人应该每天有1-2次成形良好的大便。是的,你没听错。间隔一天以上排便,或者长期稀便,都是不正常的。有一个叫做布里斯托大便分类法的图表,详细显示了你的大便应该是什么样子。3型和4型被认为是正常的。

菌群失调有多种原因,包括近期胃肠道感染、高加工食品摄入、低纤维摄入、近期抗生素使用、慢性压力、过量饮酒等。菌群失调的结果是有益细菌和炎症细菌之间的失衡。这导致上述对能量产生和免疫系统调节至关重要的短链脂肪酸产生减少。此外,当失衡发生时,你的肠道变得通透性过高。细胞之间的紧密连接,主要是在你的结肠或大肠中,开始变宽,使得较大的分子通过,触发免疫系统的过度激活。当人们使用“肠漏”这个术语时,指的就是这个。

根据菌群失调的类型和模式,我们可以预测下文将讨论的特定情况。实际上,关于特定的细菌模式,我们还有很多要学习。我们确实知道有一种系统的方法可以治疗大多数失衡。

与人类疾病的关系

微生物组的特定变化可能导致某些慢性疾病。这有点像鸡和蛋的问题:是某种疾病的特定变化导致了微生物组的改变,还是反过来?正如我在开头提到的,我们正在继续了解不同的代谢状况与微生物组变化之间的关系。

让我们重点介绍几种更常见的已识别的模式。

肥胖

肥胖的一个常见发现是肠道中两个主要细菌家族——厚壁菌门和拟杆菌门——的比例发生变化。在许多研究中,肥胖人群携带更高比例的厚壁菌门相对于拟杆菌门。实际结果是,与肥胖相关的微生物组似乎能更有效地从食物中提取卡路里——基本上是从同一餐中比瘦人的微生物组收获更多的能量。与此同时,关键的有益物种如阿克曼氏菌(有助于维持肠道内壁)和抗炎的普拉梭菌往往减少。这种过度高效的能量收获加上弱化的肠道屏障,为低度慢性炎症——代谢疾病的驱动因素——奠定了基础。

焦虑和抑郁

肠道产生体内约90%的血清素,而微生物组直接影响产生多少,因为肠道产生的血清素不能穿过血脑屏障。在焦虑或抑郁的个体中,研究人员经常发现微生物多样性降低和产生短链脂肪酸的细菌减少——这些是代谢疾病中被消耗的相同抗炎物种。通过肠-脑轴(一条涉及迷走神经、免疫信号和微生物代谢物的双向通信高速公路),这种菌群失调似乎会改变神经递质平衡、提升皮质醇水平并加剧神经炎症。重要的是,最近的研究表明这不仅仅是相关性——肠道菌群失调可能是抑郁和焦虑的促成原因,而不仅仅是后果。

类风湿关节炎(自身免疫)

在类风湿关节炎中,菌群失调模式具有独特的特征。一个最被重复的发现是,在早期未经治疗的类风湿关节炎中,普雷沃氏菌(Prevotella copri)过度扩张——往往以牺牲保护性物种如脆弱拟杆菌为代价,后者有助于保持你免疫系统的调节性T细胞在控制之下。提出的机制是,以普雷沃氏菌为主的肠道破坏了促炎性Th17细胞和抗炎性调节性T细胞之间的平衡,使免疫系统倾向于自身免疫激活。此外,据报道类风湿关节炎患者的肠道屏障受损,使得细菌片段(如肽聚糖)易位进入血液甚至进入关节组织,进一步加剧炎症循环。

癌症

最引人注目的研究领域之一是某些微生物组模式如何刺激或抑制特定癌症。虽然这些研究大多在小鼠模型水平上进行,但它们很活跃,可能在未来作为整体癌症策略的一部分带来支持性疗法。使用粪便微生物群从一个人转移到另一个人的研究表明,通过使用免疫疗法调节反应,可以改变特定癌症中的免疫系统。

尽管微生物“指纹”存在差异,但出现了一个共同模式:微生物多样性丧失、有益短链脂肪酸生产菌减少、肠道通透性增加以及慢性低度炎症。具体的下游效应——代谢功能障碍、神经炎症或自身免疫——取决于个体的遗传易感性、环境以及免疫系统受影响最严重的部分。

微生物组检测

传统医学中可能最大的争议领域是检测微生物组并提供治疗失衡方案的能力。

大多数胃肠病学家会说这些检测不准确,不值得花费成本。这有一定道理,因为它们还没有在大型对照试验中得到验证。它们并不便宜,费用在350-500美元之间。然而,在过去五年中使用了数百次这些检测后,我发现它们对于帮助定位和靶向治疗非常宝贵。

它们完美吗?不完美。它们是否代表了作为一名整合医学医生,在面对一个有时挣扎了数年之久、患有慢性问题、被包括胃肠病学家在内的众多医生告知传统检测(包括内镜和结肠镜)未发现“明显问题”的患者时,提供指导注意力的最佳机会?对我来说,答案是肯定的。

大多数检测公司覆盖相同的范围,但报告结果的方式略有不同。最常见的是GI-MAP、GI Effects和GI Advanced。虽然报告不同,但它们通常涵盖以下基础内容:

  • 通过使用PCR基因检测评估有益细菌,在某些情况下使用所谓的鸟枪法宏基因组检测,评估所有遗传物质并给出更广泛的结果。
  • 使用与上述相同的方法评估不太理想的或炎症性细菌。
  • 有些评估幽门螺杆菌的存在,它可能引起特定状况。
  • 评估肠道感染和寄生虫。
  • 评估酵母菌——慢性炎症状况的常见原因。
  • 炎症和免疫标志物- 消化和吸收标志物,如胰弹性蛋白酶、粪便脂肪,有时也包括短链脂肪酸。

市面上也有可供自行订购的消费级检测。我强烈建议大家不要使用消费级检测,因为我觉得那些报告令人困惑,通常没什么帮助。

现在你拿到了检测结果,该怎么处理这些信息呢?你的医生会根据你出现的症状来审查结果,并制定一个纠正失衡的治疗方案。虽然具体的治疗方案因人而异,但存在一些常见模式,这些模式指向特定的治疗流程。

重新平衡微生物组

富含多种植物的饮食可提供特定营养素和高纤维,作为有益细菌的底物,这一点至关重要。此外,发酵食品如酸奶、泡菜、酸菜、康普茶、味噌等能提供多种细菌,有助于维护微生物组这个健康花园。

定期的身体活动可通过增加微生物多样性、提高双歧杆菌和粪杆菌水平以及促进短链脂肪酸生成,来促进健康的微生物组。

规律的睡眠可维持肠道完整性,而即使是几晚的睡眠不足,也与微生物组变化和肠道通透性增加有关。

高压力水平会释放儿茶酚胺和皮质醇,影响肠-脑轴,导致炎症性细菌增加和肠道通透性增加。

在功能医学中,5R方案已被推广用于重新平衡微生物组,包括:

  • 移除(Remove):消除影响微生物组的触发因素,如加工食品、酒精以及可能引起敏感的食物(如麸质或乳制品,至少暂时)。也可能涉及治疗检测中发现的念珠菌或少见的寄生虫等问题。
  • 替换(Replace):指短期使用消化酶、胆汁酸和盐酸来支持消化。
  • 再接种(Reinoculate):指在一段时间内使用靶向益生菌来支持有益细菌。
  • 修复(Repair):提供支持肠道内壁的营养物质,如谷氨酰胺、锌肌肽、芦荟和其他植物药。
  • 重新平衡(Rebalance):指上述生活方式因素,最终实现长期维持健康的微生物组。

我在实践中发现,上述过程通常需要几个月的时间。失衡的程度以及一个人与症状斗争的时间长短,决定了纠正所需的时间。如果是急性事件后的严重胃肠炎,那么采取的步骤很直接。如果是持续了10年的问题,那么很可能需要3-6个月才能重新平衡并纠正问题。

坦率地说,这正是科学较少、艺术较多的地方。也是人们有时会被要求服用数月补剂而看不到明显终点的地方。通常,我会先帮助修复肠道内壁4-6周,然后再使用靶向植物药来减少炎症性细菌并支持有益细菌。如果需要益生菌,它们会被使用几个月。每个人都是不同的,每个从业者都有自己遵循的流程。在2-3个月时进行重新评估总是合适的。

在我看来,危险信号是有人长期服用任何东西。2-3个月后,应该进行一次重新评估。这通常可以通过跟踪症状来完成,尽管偶尔我也会重复进行肠道检测,看看我们进展如何。特别是当我们处理明显异常的发现或已确定是症状可能原因的感染时。

被诊断患有小肠细菌过度生长(SIBO)的患者属于不同类别,需要更密集的治疗和随访。我在其他地方写过这方面的内容。我不认为需要长期服用通用益生菌。使用食物作为药物,遵循上述健康生活方式,并让你的身体保持平衡,通常是最好遵循的建议。

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