腸道微生物群在健康與疾病中的作用
Arjumand Warsy aswarsy@ksu.edu.sa
演示文稿概述
- 腸道微生物群概述
- 健康中的微生物群
- 共生關係
- 在先天免疫中的作用
- 在適應性免疫中的作用
- 疾病中的微生物群 – 失衡
- 胃腸道疾病
- 非黏膜疾病
- 失衡癥狀
- 治療
人體：傳統觀點
• 人體是由約10萬億個細胞組成的集合體
• 大多數細胞有23對染色體
• 約23,000-25,000個基因位於不同染色體上
• 不同基因在不同組織和器官中表達，各有其功能
人體：革新者的觀點
“微生物造就人類”
• 在每個人體內，尤其是腸道中，棲息著微生物組：100萬億個細菌，包含數百個物種，攜帶300萬個非人類基因
• 總重量=~1-1.5千克
• 革新者認為，在人體中，這些也應該計入
• 由於微生物組是由一個社區的成員組成，發揮重要作用，而人類“宿主”只是其中單一成員
• 因此，人類不是單一生物體，而是由許多較小生物體共同工作的超生物體
人體中的微生物群
- 人體中>90%的細胞是微生物
- 在胃腸道中
• 腸道是首選場所，>70%的細菌存在於結腸
• 大型器官
• 營養豐富
- 在泌尿生殖道中
- 在皮膚上
- 在黏膜膜上
- 所有黏膜表面都被細菌定植
健康中的腸道微生物群
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• 微生物在人體內定植 – 生態系統
• 定植發生在生命早期，1-3歲時穩定
• 胃腸道被大量共生細菌定植（兩種生物之間的關係，其中一種生物受益而不影響另一種）
• 居住細菌形成複雜的生態系統
共生微菌群（正常微菌群，本土微生物群）由存在於被上皮細胞覆蓋的身體表面並暴露於外部環境（胃腸道和呼吸道、陰道、皮膚等）的微生物組成
一個小故事
• 一天，身體各部分互相爭執，爭論誰最重要
• 大腦說：我最重要，因為我控制一切
• 心臟說：我最重要，因為我的跳動維持身體運轉
• 肝臟說：我最重要，因為我在代謝、排泄、解毒等方面發揮作用
• ———-
• 最後腸道說：我最重要，我負責消化、吸收、保護、排泄、產生激素、重吸收等
所有人笑了—哈哈
• 腸道生氣了，關閉了
• 幾天內，所有其他身體系統都同意，它是最重要！
• 腸道微生物群已與人類宿主共同進化，執行影響宿主生理和代謝的多種功能
• 宿主及其微生物群具有互利和合作的相互作用
• 人類腸道微生物的代謝活動被建議作為人體中的輔助虛擬器官。 Valm等人，PNAS 2011
• 微生物組成受環境（飲食、壓力）的強烈影響
• 在特定條件下能夠克服保護性宿主反應併產生病理效應
微生物群在健康中的作用
• 共生關係：（兩種不同生物生活在緊密物理關聯中，通常對雙方都有利的相互作用）
• 塑造和維持免疫力：
- 先天免疫力
- 適應性免疫力
健康中的腸道微生物群-共生
人類（宿主） 微生物組
提供：
• 營養物質
• 棲息地
增加宿主的代謝能力：
- 消化植物碳水化合物、乳製品（糖類）
- 從飲食中獲取約10%的熱量
• 提供維生素（如B2、B12、K和葉酸）
• 防止病原菌定植（定植抵抗力）
• 產生病原體相關分子模式（PAMPs）和代謝副產品，並調節腸道免疫反應
• PAMPs被先天免疫系統的模式識別受體（PRR）攜帶細胞和許多上皮細胞識別
健康中的腸道微生物群-先天免疫力
健康中的腸道微生物群：
日本藤素 美國黑金 犀利士 威而鋼 速效犀利士 印度威而鋼 印度犀利士 雙效犀利士 印度壯陽藥 速效壯陽藥 台灣強硬藥局
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• 微生物群刺激導致B細胞轉換為IgA，調節性T細胞誘導，T細胞分化為Th17
細菌衍生的代謝物是交流的關鍵組成部分
失衡與疾病
• 失衡：身體表面或內部的微生物不平衡或不良適應（受損的微生物群）
• 許多不同疾病中發現微生物失衡
• 失衡的可能原因：↑真菌/酵母（念珠菌）、寄生蟲、病毒和致病細菌
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