综述:肠道菌群在不同肠段的分布特征及其对人类生理和病理过程的影响

【字体: 时间:2025年04月17日 来源:Cell & Bioscience 6.1

编辑推荐:

  本文系统综述了肠道菌群(GM)在十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠和直肠六段肠道的分布特征及其与疾病的关联。通过分析菌群的垂直(沿肠道长度)和水平(黏膜-肠腔)梯度差异,揭示了特定肠段菌群如何通过代谢产物(如短链脂肪酸SCFAs、次级胆汁酸SBAs)和免疫调节影响疾病(如克罗恩病CD、肠易激综合征IBS、结直肠癌CRC)。文章为基于菌群精准干预的诊疗策略提供了理论依据,并指出未来需开发靶向肠段的采样技术(如智能胶囊)和治疗方法。

  

肠道菌群的“地理学”:肠段分布与健康密码

肠道菌群的分布特征

人类肠道从十二指肠到直肠形成独特的“微生态地图”。十二指肠和空肠因高氧环境、快速蠕动,以需氧菌(如链球菌Streptococcus)和兼性厌氧菌(如变形菌门Proteobacteria)为主,菌群密度仅103-105 CFU/mL;而结肠和直肠的厌氧环境(1011-1012 CFU/mL)富集厚壁菌门Firmicutes和拟杆菌门Bacteroidetes。水平分布上,黏膜相关菌群(MAM)与肠腔菌群(LAM)因氧分压和黏液浓度差异而分化,例如回肠末端MAM中肠杆菌科Enterobacteriaceae增多,与免疫调节密切相关。

生理功能与疾病关联

十二指肠菌群与功能性消化不良(FD)和乳糜泻(CeD)相关。FD患者十二指肠中罗氏菌属Rothia丰度升高,而乳糜泻患者变形菌门增多,后者可能通过降解麸质触发免疫反应。空肠菌群过度增殖(SIBO)时,克雷伯菌Klebsiella和大肠杆菌E. coli易引发脂肪吸收不良和腹痛。回肠菌群通过胆汁酸-TGR5信号促进GLP-1分泌,调控血糖,其紊乱还与CD的“跳跃式”病变分布相关。

结肠菌群的代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)是核心健康卫士。丁酸盐butyrate为结肠细胞供能,并通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抗炎;而具核梭杆菌Fusobacterium nucleatum则通过FadA黏附素激活β-连环蛋白通路,促进CRC进展。直肠菌群与妇科疾病(如不孕症)和肝性脑病存在关联,其中普雷沃菌Prevotella减少会削弱黏膜屏障。

菌群代谢物的跨界调控

肠道菌群通过三类关键代谢物“远程操控”宿主:

  1. SCFAs:激活G蛋白偶联受体(GPR)促进IL-22分泌,增强抗感染能力;
  2. SBAs:通过法尼醇X受体(FXR)抑制肝脏脂质合成;
  3. 氧化三甲胺(TMAO):激活内质网激酶PERK,诱导肿瘤细胞焦亡,但过量会升高心血管风险。

挑战与未来方向

当前研究受限于小肠采样困难(依赖侵入性内镜)和粪便样本的局限性。未来需开发智能胶囊等非侵入技术,并探索种族差异对菌群的影响(如亚洲人群的拟杆菌门占比更高)。微生物疗法中,粪菌移植(FMT)面临标准化难题,而阿克曼菌Akkermansia等益生菌的靶向递送可能是代谢疾病的新突破口。

这篇综述如同一张“肠道微生物地图”,揭示了菌群分布与疾病的精确坐标,为个性化医疗开辟了新航线。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号