重大发现,肠道微生物或可诱发机体老化相关的炎症发生(大肠杆菌有哪些好处和坏处？)

重大发现,肠道微生物或可诱发机体老化相关的炎症发生

随着年龄增长，机体炎症水平会不断增加，而且炎症也会成为老年人死亡的重要风险因子，但其背后的原因研究人员并不清楚；近日一项刊登在国际杂志cell host & microbe上的研究报告中，来自麦克马斯特大学等机构的研究人员通过对小鼠进行研究发现，肠道微生物或许是机体老化相关炎症和过早死亡的罪魁祸首之一，老年小鼠机体中肠道微生物的失衡或许会促进肠道组织易于泄漏，从而释放细菌产物来诱发炎症，并且损伤机体的免疫功能。

研究者dawn bowdish表示，迄今为止，我们能够降低老化相关炎症的做法就是健康饮食、锻炼并且竭尽所能控制慢性炎症状况的发生；我们希望未来能够利用药物或者益生菌来增加肠道的保护性屏障，来固定微生物的栖息地并且降低老化相关的炎症表现。机体老化和血液及组织中肿瘤坏死因子（tnf）及其它促炎性细胞因子水平的增加直接相关，具有高水平炎性分子的个体往往更易于身体脆弱、经常住院以及独立性较差，同时这些个体更易于患特殊类型的感染，而且也更易于引发一些慢性疾病的发生，比如痴呆症和心血管疾病，当然这些个体的死亡率也较高。

有些研究人员认为，老化相关的炎性或许是免疫细胞累积的磨损所有发的，而其它研究者则表示，这种炎性表现或许是机体免疫细胞应对慢性病毒感染所有发的；但支持这些假设的研究证据却非常缺乏，而且目前研究人员也并不是非常清楚诱发老化相关炎症的分子机制。因此本文研究中，研究者bowdish和其同事就在无菌的环境中培育小鼠，并且将这种小鼠同常规环境中培养的小鼠进行对比研究。

研究结果表明，相比常规环境培育的小鼠而言，无菌小鼠并不会表现出老化相关的肠道通透性增加、细菌产物水平的增加，以及血液中促炎性细胞因子水平的增加；此外，很大一部分比例的无菌小鼠都能够存活到600天，而且来自老年无菌小鼠机体中的巨噬细胞还能够继续维持其机体的抗菌活性，综上所示，相关研究结果就表明，肠道微生物组中老化相关的改变会削弱肠道屏障的功能，诱发细菌产物释放并且促进炎症发生、损伤机体免疫功能同时降低寿命。

其它实验结果则表明，炎症和机体微生物组之间的关系是双向的，在tnf缺失的小鼠中，小鼠会受到保护免于炎症，但研究者并未观察到这类小鼠肠道微生物组成会发生老化相关的改变，此外，目前获批用于人类治疗的抗tnf疗法就能够逆转机体微生物组所发生的老化相关的改变。bowdish说道，我们推测，如果我们能够降低炎症表现，那么或许就能够改善机体免疫功能，而如果能够改善免疫功能，那么我们就能够维持一种培育健康肠道菌群的能力，但目前我们还并不确定；当然研究者认为，靶向作用老化相关的炎症或许能够改善机体免疫系统健康，而且目前他们正在调查是否能够对市场上正在使用的药物进行重新定向来开发新型的治疗性策略。

未来研究中，研究者bowdish及同事将会通过更为深入的研究来鉴别出能够随着机体老化维持肠道健康及完整性的优良细菌，而且研究人员还希望通过研究理解机体微生物群落发生改变的时间以便可以及时采取策略来改变机体的免疫功能。本文研究结果或能帮助研究人员开发出新型疗法来通过操控机体微生物组改善肠道健康，并且降低老化相关的炎症表现；由于老化相关的炎症和不健康老化的多个方面直接相关，因此研究人员认为，上述新型策略的开发或许能够在老化发生时有效维持机体健康和活力。

大肠杆菌有哪些好处和坏处？

大肠杆菌（Escherichia coli，E.coli） 革兰氏阴性短杆菌，大小0.5×1～3微米。周身鞭毛，能运动，无芽孢。能发酵多种糖类产酸、产气，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长，减少蛋白质分解产物对人体的危害，还能合成维生素B和K，以及有杀菌作用的大肠杆菌素。正常栖居条件下不致病。但若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。在肠道中大量繁殖，几占粪便干重的1/3。兼性厌氧菌。在环境卫生不良的情况下，常随粪便散布在周围环境中。若在水和食品中检出此菌，可认为是被粪便污染的指标，从而可能有肠道病原菌的存在。因此，大肠菌群数（或大肠菌值）常作为饮水和食物（或药物）的卫生学标准。大肠杆菌的抗原成分复杂，可分为菌体抗原（O）、鞭毛抗原（H）和表面抗原（K），后者有抗机体吞噬和抗补体的能力。根据菌体抗原的不同，可将大肠杆菌分为150多型，其中有16个血清型为致病性大肠杆菌，常引起流行性婴儿腹泄和成人肋膜炎。大肠杆菌是研究微生物遗传的重要材料，如局限性转导就是1954年在大肠杆菌K12菌株中发现的。莱德伯格（Lederberg）采用两株大肠杆菌的营养缺陷型进行实验，奠定了研究细菌接合方法学上的基础，以及基因工程的研究。 大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌，主要寄生在大肠内。它侵入人体一些部位时，可引起感染，如腹膜炎、胆囊炎、膀胱炎及腹泻等。人在感染大肠杆菌后的症状为胃痛、呕吐、腹泻和发热。感染可能是致命性的，尤其是对孩子及老人。 大肠细菌（E. coli）为埃希氏菌属(Escherichia)代表菌。一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，在一定条件下可引起肠道外感染。某些血清型菌株的致病性强，引起腹泻，统称病致病大肠杆菌。 该菌对热的抵抗力较其他肠道杆菌强，55℃经60分钟或60℃加热15分钟仍有部分细菌存活。在自然界的水中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久。胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用。对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感，但易耐药，是由带有R因子的质粒转移而获得的。 致病物质 大肠杆菌的致病物质为定居因子，即大肠杆菌的菌毛和肠毒素，此外胞壁脂多糖的类脂A具有毒性，O特异多糖有抵抗宿主防御屏障的作用。大肠杆菌的K抗原有吞噬作用。 由大肠杆菌导致的疾病： 1、肠道外感染。 多为内源性感染，以泌尿系感染为主，如尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎。也可引起腹膜炎、胆囊炎、阑尾炎等。婴儿、年老体弱、慢性消耗性疾病、大面积烧伤患者，大肠杆菌可侵入血流，引起败血症。早产儿，尤其是生后30天内的新生儿，易患大肠杆菌性脑膜炎； 2、急性腹泻。某些血清型大肠杆菌能引起人类腹泻。其中肠产毒性大肠杆菌会引起婴幼儿和旅游者腹泻，出现轻度水泻，也可呈严重的霍乱样症状。腹泻常为自限性，一般2～3天即愈，营养不良者可达数周，也可反复发作。肠致病性大肠杆菌是婴儿腹泻的主要病原菌，有高度传染性，严重者可致死。细菌侵入肠道后，主要在十二指肠、空肠和回肠上段大量繁殖。此外，肠出血性大肠杆菌会引起散发性或暴发性出血性结肠炎，可产生志贺氏毒素样细胞毒素。 举例 病原体：大肠杆菌O157 : H7是大肠杆菌的其中一个类型，该种病菌常见于牛只等温血动物的肠内。这一型的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素，并可能导致肠管出现严重症状，如带血腹泻。 病征：患者可能出现各种症状，包括严重的水泻、带血腹泻、发烧、腹绞痛及呕吐。情况严重时，更可能并发急性肾病。5岁以下的儿童出现该等并发症的风险较高。若治疗不当，可能会致命。 传播途径： 该种疾病可通过饮用受污染的水或进食未熟透的食物(特别是免治牛肉、汉堡扒及烤牛肉)而感染。饮用或进食未经消毒的奶类、芝士、蔬菜、果汁及乳酪而染病的个案亦有发现。此外，若个人卫生欠佳，亦可能会通过人传人的途径，或经进食受粪便污染的食物而感染该种病菌。 潜伏期： 通常为3至4日，但亦会长达9日。 治理方法： 感染大肠杆菌O157 :H7的临床治理方法主要属支持性治疗。若患者出现腹泻，补充失去的水份及电解质十分重要。约50%有肾并发症的患者在出现急性症状时需要特别治疗或输血。

这些常吃食物其实是在“促炎”，真正的“抗炎”食物你都吃对了吗

日常饮食，在满足人体营养、能量需求的同时，也影响着肠道微生物组，对它们的种类及数量产生影响。哪些食物会对与肠道炎症反应相关的微生物组产生影响，起到抗炎或促炎作用呢？

近日，一项发表于《肠道》（ GUT ）的研究显示， 富含动物性食物、加工食品、酒精和糖的饮食，与具有促炎作用的微生物数量增多有关；而富含植物性食物的饮食，则与具有抗炎作用的微生物数量增多有关。

来自荷兰格罗宁根大学（University of Groningen）的研究人员，对1425名受试者进行了随访研究，41%为男性。为评估饮食对不同人群肠道微生物组的影响，受试者中124人患有溃疡性结肠炎（UC）、205人患有克罗恩病（CD）、223人患有肠易激综合征（IBS），872人为未患有肠道疾病的 健康 人群。

通过调查问卷，研究人员收集了受试者的年龄，性别，身高，体重，吸烟状态，降压、降糖等药物使用，以及上个月不同食物的食用频率及数量等信息，包括酒精、肉类、面包、蔬菜、水果、坚果类、乳制品、鱼类以及非酒精饮料等173种食物。

此外，研究人员还收集了受试者的粪便样本，以测量炎症标志物水平，并分析肠道菌群。

在调整其他因素影响后，研究人员分析发现，多种食物会对肠道微生物组产生影响，而且在不同人群中，这些影响都是相似的。

加工食品和动物性食物，始终与机会致病菌相对数量较高有关，包括某些属于厚壁菌门（Firmicutes）和瘤胃球菌属（Ruminococcus）的细菌，而这些肠道微生物会起到促炎作用。机会致病菌是指肠道微生物组平衡状态被打破，原来正常菌群中不致病的细菌可转变为致病菌。

植物性食物和鱼类，则与具有抗炎作用的肠道微生物组丰度增加相关。如水果和深海鱼食用的增加，与普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）的丰度增加相关；坚果类、深海鱼、蔬菜、全谷物和豆类摄入量的增加，与人罗斯拜瑞氏菌（Roseburia,hominis）丰度增加相关。这些肠道微生物组，不仅具有抗炎作用，还可通过将膳食纤维和果胶发酵成乙酸盐和丁酸盐，从而对肠道粘膜和细胞起到保护作用。而食用含糖食品，包括含糖饮料、糖果等，则与普拉梭菌丰度减少相关。

饮用咖啡与颤杆菌克属（Oscillibacter）相对丰度增加有关；而食用发酵乳制品（如酪乳和酸奶），则与双歧杆菌（Bifidobacterium）、乳酸菌（Lactobacillus）和肠球菌（Enterococcus）丰度增加密切相关。这些肠道微生物组，同样具有抗炎作用。

此外，研究人员还发现，食用肉类、炸薯条、蛋黄酱和软饮料等快餐，则与一些“不友好的”肠道微生物组丰度增加有关，包括鲍氏梭菌（Clostridium bolteae）、粪芽孢菌属（Coprobacillus）和毛螺菌科（Lachnospiraceae）。研究人员指出，在缺乏膳食纤维的情况下，这些细菌会进入肠道的粘液层，从而导致肠道完整性受到侵蚀。

由于该研究是观察性研究，只是显示了不同食物与肠道微生物组之间的关联，并未表明因果关系。而且，肠道微生物组对饮食产生反应所需的时间，目前也不确定，这也是该研究的一项局限性。

不过，研究人员指出，尽管研究存在局限性，但能确定的是，某些食物会对肠道内具有抗炎作用的微生物组产生影响，进而起到保护黏膜和降低炎症、促进 健康 的作用。

研究人员建议，不论是 健康 人群，还是溃疡性结肠炎、克罗恩病、肠易激综合征患者， 在日常饮食中应增加豆类、蔬菜、水果和坚果食用量，使植物性食物占比超过动物性食物 ；同时适量增加低脂发酵乳制品和鱼类，避免饮酒，减少加工食品和含糖饮料的食用，并长期坚持，促进肠道中具有抗炎作用的微生物组生长，提升肠道及整体 健康 状况，降低与炎症相关疾病风险。

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科学家是什么时候第一次发现人类基因与肠道微生物的关系的

科学家是什么时候第一次发现人类基因与肠道微生物的关系的
摘要：我们应该时刻意识到,在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去，但只要我们充分认识到我们所处的环境，认识到生态平衡对人类的好处，不要为了发展而牺牲环境，而坚持可持续发展战略，那么，人类就能够在这微生物的世界里更好地生存下去。

关键字：微生物、人类，祸、福

在说明微生物与人类之前，我们首先明确一下什么是微生物。不了解何为微生物又从何谈微生物与我们人类的关系呢？微生物主要是由一群肉眼看不见的单细胞生物所构成的，其种类之繁多，数目之庞大，超乎我们的相像。目前，微生物大致分类为细菌、真菌（包含酵母菌和微菌）、藻类和俗称为寄生虫的原虫和蠕虫。病毒是一种只能在活的生物细胞中复制的简单有机体，严格说来并不能视为一种生物，不过，也被归属于微生物。
我们生活中的世界，其实是到处布满微生物的世界，从远古时期起人类就和微生物在地球上共处，人类在适应了微生物的同时，又不断遭遇微生物所引起的各种疫病，因此人类与微生物之间就展开了战争。
1929年，英国细菌学家弗莱明，在研究培养葡萄球菌时，偶然发现了青霉素，这是人类历史上第一个抗菌素类药物的诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成，使菌体的新陈代谢失调，达到抑菌和杀菌的效用。之后又出现了很多抗菌素类药物，如头孢霉素、链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大霉素、红霉素等。一时间，人们就觉得在人类与微生物的斗争中，人类已经领先了，因为如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒、淋病和其他细菌性传染病慢慢被征服了。
但是，正是由于这些抗菌素类药物有抑菌和杀菌的效用，人们大多数认为，不管患了什么病，总是认为多吃点抗菌素药物好，这就导致了以下问题：在多数情况下，抗菌素的作用只是抑制或削弱病原菌的活动，人最终还得靠机体本身来彻底战胜病原菌。长期使用某种抗菌素，不但起不到应有的作用，相反，还会使病原菌产生"抗药性"变异品种，从而使抗菌素失去它特有的效用。细菌的确很聪明的，一个细菌可在24小时内留下约l60多万个后代，然后成群地更有效地带着抗药性来危害人类。因此，人类和细菌这场无宵烟的战争又开始了，一场领先者不断变化的比赛就这样持续下去。
正因为细菌有这种抗药性，科学家们正在研究各种策略。例如，使抗药性的细菌产生带有影响其生存能力的基因，使它更难忍受温度和酸度，使有抗药性的细菌在与同类细菌的竞争中，总处于劣势，这样就可以有效地抑制抗药性细菌的蔓延。即使这样，与微生物的斗争中，人类并不能说完全领先，因为到目前为止，有些疾病依然严重威胁着人类，如艾滋病，还有一些一度被控制的传染病又开始死灰复燃。为了防除这些疾病，全世界虽然已经花费了成千上万的美圆，但这些疾病的罪魁祸首却仍然没有被征服，甚至艾滋病还在每年呈指数增长。这不能不引起人们的高度重视。
鼠疫,艾滋病(AIDS),癌症,肺结核、虐疾、霍乱“卷土重来 ”,埃博拉病毒,疯牛病，还有近一段时间又出现了引起人们恐慌的新疾病SARS，禽流感等都是由一些极少部分的微生物所致，那鼠疫来说吧，1347年的一场由鼠疫杆菌(Yersinia pestis)引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3 的人(约2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率极高。而且还证实，这些病毒还在变异，这就更加增加了对这些疾病研究的困难。而这些疾病的出现，又是跟人们的行为有关，由于发展的需要，人们对环境进行破坏，造成生态的不平衡，生态环境越来越严重，造成病毒能够接触到人们的机会大大增加，而且加快了它们变异的能力。这些无不是人类自身所种的恶果。
但这些祸只是由一极少部分的微生物所致，只有这一少数微生物也是人类的敌人。但并不是说一切的微生物对人类都有危害的，如果是这样，人类或许早就灭亡了，因为上面已经讲了，人类是生活在微生物的世界。那现在就谈谈微生物对人类有好处的一面。
微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 × 10 12 吨；每张纸币带细菌：900万个人体体表及体内存在大量的微生物：皮肤表面： 平均10万个 细菌/平方厘米口腔：细菌种类超过500种肠道：微生物总量达100万亿粪便干重的1/3是细菌，每克 粪便的细菌总数为： 1000 亿个；每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌。
时时刻刻与微生物“共舞”是 祸？是 福？微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！微生物在许多重要产品中所起的不可替代的作用，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等重要产品的生产.体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障是人类生存环境中必不可少的成员，有了它们才使得地球上的物质进行循环.
因为这样，现在有不少的国家正投资把优先发展微生物经济作为发展生物产业的“火车头”,这可是内有乾坤的。发展微生物经济可以充分发挥比较优势,投入少、产出多、见效快、应用广,可以把其他生物产业带动起来,催生大批高新产业,形成巨大的技术经济优势,占领世界生物领域的制高点。具体地用微生物经济带动生物产业,也需要贯彻“有所为、有所不为”的方针,集中力量攻破难关,并与国内外大市场密切结合,利用强大的需求拉动产业的兴起和扩张,使得自主创新与加快转化形成互动机制。1、大力推广已经成熟的微生物技术,尽快形成单独产业,如抗生素、各种人畜疫苗、生物药品、生物农药、生物肥料等应当大力扶持,以优化质量为主线,提高核心竞争力,迅速占领市场、引导市场。2、组织技术集成,使用微生物技术成为重要环节,同发展循环经济的大趋势结合起来。循环经济的一个重要支柱,就是微生物技术。如果在循环经济中的微生物技术有重大突破,那就会带出一批新型绿色产业。较低层次的有 把作物秸秆制成沼气、残渣再制成肥料;污物、污水处理中制取再生用水和其他有用物质,更能保护环境。其高端层次,则可获得新的资源和产品,进一步开拓防治微生物污染的领域。3、开展技术创新,利用微生物研究和开发新的生物技术,取得技术突破,获得自主知识产权,打破国外对某些关键性产业的垄断。特别是同中医中药结合,对预防医治人类的疑难病症 如癌症、艾滋病、恶性传染病 有所突破,就会形成产业。生物能源也应当作为一个重点,集中力量加以攻关。4、在支持性软硬环境方面,应考虑多培养一些应用微生物技术人才,充实微生物研究机构,广泛开展多种形式的产学研结合,国家、社会和企业给予更多的投入,鼓励发展应用微生物的研发企业。
微生物对人类的好处，除了制造食物和生产有用的物质外，环境中的微生物，其实是地球上所有生物所构成的食物链中极重要的一环。若不是微生物所扮演的分解者，忠心地把死亡的生物体不断分解成活生物体成长所需的营养物质，地球上的生物很快就会面临食物短缺而停止繁衍。此外，人类所制造的垃圾和各类毒性物质对环境造成的污染，如果不是靠著微生物的分解，对人类的危害将不只是现今的千百倍而已。
人类既然生活在微生物的世界里，那么一些和我们紧密生活在一起的微生物通常对人体无害，甚至可以帮助我们消化食物和产生人体所需的物质，如维生素等。更重要的是，当有致病性微生物入侵的时候，人体往往还得靠这些共生菌一起将它们驱逐出去。只是当人体的免疫力因先天或后天的种种因素而变差时，有些共生菌就会立刻翻脸，露出狰狞的面目，进一步侵入宿主体内的组织和器官，造成致命的感染。因此，保持身体健康有一部分也意味着维持人体和共生菌之间的微妙平衡，而达到一种互利的关系。我们应该时刻意识到,在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去，但只要我们充分认识到我们所处的环境，认识到生态平衡对人类的好处，不要为了发展而牺牲环境，而坚持可持续发展战略，那么，人类就能够在这微生物的世界里更好地生存下去

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