人體菌群“蹺蹺板”模型有望成為健康評估新標(biāo)準(zhǔn)

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 任朝霞 通訊員 馮碩 江倩倩）近日，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院趙立平教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國外合作者首次鑒定出對維持人體健康具有關(guān)鍵作用的兩組核心菌群成員“基石功能群”與“病生功能群”，這兩組核心菌群構(gòu)成一個類似“蹺蹺板”的模式，通過彼此的升降波動影響人體健康。相關(guān)研究成果在《細(xì)胞》（Cell）發(fā)表，這一重大發(fā)現(xiàn)有望成為評估人體腸道健康的新標(biāo)準(zhǔn)，并推動個性化菌群檢測技術(shù)的發(fā)展，為臨床疾病防治和大眾健康管理提供強(qiáng)有力的工具。

近年來，大量研究表明，腸道菌群在維持整體健康中起著關(guān)鍵作用。然而，科學(xué)界對維持人體健康必不可少的“核心菌群”具體成員尚未達(dá)成共識。趙立平研究團(tuán)隊(duì)對110名2型糖尿病患者進(jìn)行對照試驗(yàn)，通過創(chuàng)新開發(fā)高分辨率的菌群測序大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，將腸道細(xì)菌按照協(xié)作或競爭行為劃分成不同的“功能群”，篩選出在不同時間點(diǎn)都能穩(wěn)定地保持協(xié)作或競爭關(guān)系的141株細(xì)菌，最終在其中鎖定了一組相互競爭的類“蹺蹺板”樣式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，通過“你升我降”影響人體健康。

為了確認(rèn)“蹺蹺板”模型中的細(xì)菌是否存在于更多疾病類型的患者及其對照中，研究團(tuán)隊(duì)分析了來自5個國家、涵蓋7種疾病的11項(xiàng)病例-對照數(shù)據(jù)。分析結(jié)果表明，“蹺蹺板”模型廣泛存在于幾乎所有患者和健康人群的腸道樣本中，符合“核心菌群”特征。

研究顯示，核心菌群“蹺蹺板”模型由與疾病緩解相關(guān)的有益功能群（命名為“基石功能群”）和與疾病惡化相關(guān)的功能群（命名為“病生功能群”）組成。為了更直觀地說明“基石功能群”的重要性，趙立平形象地將它們比喻為“大樹菌”。他指出，只有“大樹菌”占據(jù)主導(dǎo)地位時，腸道的微生態(tài)系統(tǒng)才能像茂密的森林一樣保持穩(wěn)定，抑制病生功能群細(xì)菌和其他病菌的過度生長，進(jìn)而維持整體健康。

如果不同地域、種族和疾病種類的人群中都有各自的“蹺蹺板”核心菌群，那么能否構(gòu)建一個全人類共有的通用“蹺蹺板”模型，作為人類的核心菌群呢？為驗(yàn)證這一假設(shè)，團(tuán)隊(duì)綜合前期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對“蹺蹺板”模型進(jìn)行不斷優(yōu)化升級，用以分析了涵蓋三大洲、涉及15種疾病的26項(xiàng)病例-對照研究的“超級數(shù)據(jù)集”，共包含1780名病人和1604名對照人群。該模型能夠準(zhǔn)確判斷超級數(shù)據(jù)集里的不同疾病的患者與對照的樣本，不受地域、人種和疾病類型等因素的影響。此外，團(tuán)隊(duì)還利用該模型搭建了一套概率打分系統(tǒng)，用來評估菌群失調(diào)的程度，為定量監(jiān)測腸道健康狀況提供了新方法。

發(fā)現(xiàn)腸道核心菌群的“蹺蹺板”特征，尤其是“大樹菌”對健康的重要性，為個性化醫(yī)療和精準(zhǔn)營養(yǎng)開辟了新的途徑。趙立平表示，“接下來，我們要以大樹菌為靶點(diǎn)，開發(fā)一系列可以在臨床上實(shí)際運(yùn)用的檢測和治療方案，并在不同疾病中證明其效果，真正為患者帶來福音”。

該成果由上海交通大學(xué)與美國羅格斯大學(xué)“微生物組與人體健康聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”牽頭完成，實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授趙立平、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一人民醫(yī)院教授彭永德、上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究員張晨虹、啟東市人民醫(yī)院主任醫(yī)師施羽擔(dān)任共同通訊作者。美國羅格斯大學(xué)研究助理教授吳國軍、上海交通大學(xué)博士生胥婷、美國塔夫茨大學(xué)研究助理教授趙乃思、香港大學(xué)助理教授Yan Y. Lam和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一人民醫(yī)院主任醫(yī)師丁小穎為共同第一作者。