摘要:近年来,越来越多地探索了构成宿主体内微生物和宿主体内微生物社区之间关系的性质。微生物,包括细菌,古细菌,病毒,寄生虫和真菌,经常与宿主共同发展。在人类中,微生物群的结构和多样性根据宿主的免疫力,饮食,环境,年龄,生理和代谢状况,医学实践(例如抗生素治疗),气候,季节和宿主遗传学而有所不同。最近下一代测序(NGS)技术的出现增强了观察能力,并可以更好地理解微生物群中不同微生物之间的关系。宿主与其微生物群之间的相互作用已成为对公共卫生应用具有治疗和预防兴趣的微生物研究领域。本综述旨在评估原核生物和真核群落之间相互作用的当前知识。在分析了研究中使用的元基因组方法的简要描述后,我们总结了可用出版物的发现,描述了细菌群落与原生动物,蠕虫,蠕虫和真菌之间的相互作用,在实验模型中或在人类中或在人类中。总体而言,我们观察到在某些微生物可以改善宿主的健康状况的情况下,有益的影响存在,而其他微生物的存在与病理学有关,从而导致对人类健康的不利影响。
背景 1 型糖尿病 (T1D) 是一种严重的自身免疫性疾病,会影响胰腺产生胰岛素的 β 细胞。T1D 需要终生胰岛素治疗,并且与死亡率和发病率增加有关。其病因尚不清楚,但发病率的增加、新病例在空间和时间上的聚集性、季节性和地理差异表明环境因素影响很大。T1D 的遗传易感性主要由免疫相关的人类白细胞抗原 (HLA) 基因驱动,其中 HLA-DR3DQ2 和 HLA-DR4DQ8 单倍型带来的风险最大。临床 T1D 可出现在任何年龄,通常在青春期早期,但导致 β 细胞逐渐丧失的自身免疫过程通常始于儿童早期。肠道微生物群是环境和免疫系统之间的重要纽带,负责多种代谢和免疫功能。不同的自身免疫性疾病与微生物组组成和多样性的改变有关,但风险相关的 HLA 单倍型、微生物组组成和普通人群中 1 型糖尿病之间的相互作用仍未完全了解。目标本论文的总体目标是确定与普通人群中 1 型糖尿病发展相关的因素,重点关注儿童早期感染和早期肠道微生物组。材料和方法瑞典东南部所有婴儿 (ABIS) 研究是一项前瞻性的普通人群队列研究,使用问卷和生物样本从出生(1997-1999 年)到成年进行跟踪。本论文包括出生(n=16 428)、1 岁(n=11 093)、3 岁(n=8 890)和 5 岁问卷(n=7 445)、HLA 单倍型测序血液样本(n=3 947)和 12 月龄时收集的粪便样本(n=1 756)的数据。逻辑回归分析和 16S rRNA
肠道微生物群影响免疫和代谢稳态。我们使用非肥胖糖尿病 (NOD) 小鼠进行的研究表明,早期抗生素暴露会重塑肠道微生物群,影响代谢并加速 1 型糖尿病 (T1D) 发病率,而盲肠物质移植 (CMT) 可减轻损害。现在,通过检查小鼠肠道脂质组学谱,我们鉴定出 747 种化合物。通过比较常规小鼠和无菌小鼠及其饮食的盲肠内容物的脂质组学谱,我们发现 87 种微生物产生的脂质因抗生素暴露而减少,但 CMT 得以恢复。对阿奇霉素暴露后人类粪便脂质谱的平行分析显示显著改变,与小鼠有很大的重叠。体外与小鼠巨噬细胞或小肠上皮细胞和人类结肠上皮细胞共培养,鉴定出通过 NF B 通路抑制炎症的磷脂。给接受抗生素治疗的 NOD 小鼠口服这些磷脂可降低与 T1D 发病机制早期阶段有关的回肠基因表达。这些发现表明微生物产生的脂质具有潜在的治疗抗炎作用。
在我们日常生活的许多食物中发现了食品行业的乳化剂,一种乳化剂,一种食品添加剂(面包屑面包,冰淇淋,奶油,奶油奶油,蔬菜奶油等)。其健康消费的影响已成为公共卫生的真正主题,因为它们在当前食品中的存在很重要。Benoit Chassaing,Inserm Research Research总监兼Microbiota-Host互动团队的负责人(Inserm/Inserm/ParisCité/CNRS),此前表明,这些添加剂可以促进慢性炎症性疾病和代谢性消失的发展,直接在我们的肠道杂物上进行作用。在一项新的研究中发表在报纸肠道上,他的团队并开发了一个人类的微生物群模型,该模型能够预测每个人对乳化剂的敏感性,这要归功于一个简单的粪便样本。此发现打开
人类体内的微生物群落包括病毒、细菌、古菌和小型真核生物,如真菌和原生生物 [1]。这些群落是共生的微生物网络,可以在宿主体内发挥重要功能,其代谢物或缺乏代谢物会对人类健康和疾病产生影响 [2-4]。这些微生物生态系统在其生态位内的复杂结构、分类和功能组成被称为微生物组 [5]。与我们的指纹类似,肠道、阴道、皮肤或泌尿道中的每个微生物组都是高度独特的,它们受环境、宿主遗传、生活方式的影响,可能还有其他影响微生物组的因素,而我们目前对这些因素还不甚了解 [4]。菌群失调是指微生物组被破坏或改变(或两者兼而有之)的状态,它会妨碍正常功能或引起低度炎症,可能在多种疾病的发生和/或发展中发挥作用 [5]。人类肠道微生物群被视为影响免疫、神经、内分泌或代谢途径的人类健康的“隐藏”代谢器官 [4,6]。肠道菌群失调与多种疾病有关,但它是否是这些疾病的因果关系仍不清楚 [4,7,8]。我们对肠道微生物群的理解在不断发展但有限,而对其他微生物群的了解则更加匮乏。泌尿道微生物群或尿路生物群尤其如此,直到十年前人们还认为它们是无菌的 [9,10]。尿路生物群的特点是生物量低于肠道微生物群,其组成成分仍未得到充分探索 [9,11]。有证据表明,男性和女性的泌尿系统生物群有所不同:女性与乳酸杆菌有关,而男性与棒状杆菌或葡萄球菌有关 [9, 11, 12]。糖尿病是一种以血糖升高为特征的疾病,是导致心血管疾病、失明或肾脏损害的主要原因 [13]。糖尿病,尤其是 2 型糖尿病 (T2DM),已成为全球卫生紧急事件,其患病率几十年来一直在上升,2021 年全球受影响人数为 5.37 亿,包括 670 万相关死亡病例 [13, 14]。一些高收入国家成人糖尿病发病率正在趋于稳定,但儿童糖尿病发病率仍在增加 [15-18]。血糖受损会增加感染风险,这或许可以解释为什么糖尿病患者患泌尿道感染、肾盂肾炎和尿路脓毒症的风险更高[19]。糖尿病患者不仅尿液中葡萄糖、白蛋白和其他蛋白质含量较高,这可能会影响泌尿生物群的组成,促进某些物种的细菌生长,并可能影响泌尿生物群的多样性;而且他们的尿液中葡萄糖含量高,这会损害免疫反应和尿路上皮的完整性[19]。然而,我们对与糖尿病相关的泌尿系统生物群组成的信息有限。此外,由于糖尿病或其他原因导致肾脏血管受损,可能导致估算肾小球滤过率 (eGFR) 下降,从而影响泌尿功能,因为这些器官通过输尿管连接到膀胱 [ 20 ]。糖尿病肾病的发展可能进一步转变为慢性肾病 (CKD) 或终末期肾病 (ESRD),前者与糖尿病有关,但也与其他合并症有关,而后者主要由糖尿病引起 [ 20 ]。
体内炎症,进而影响免疫系统并加速衰老和相关的全身性疾病的发生和发展。近年来,借助高级分子生物学技术,该领域的研究一直在不断加深,并且诸如益生菌,益生元和粪便菌群移植等介入措施也显示出某些潜力。但是,在精确的干预策略,长期效果评估和安全保证方面,挑战仍然存在。将来需要进行更多的研究,以实现健康衰老的目标。
城市固体废物 (MSW) 填埋场代表着尚未充分探索的微生物生态系统。填埋场中含有不同数量的抗生素和建筑和拆除 (C&D) 废物,这些废物有可能因杀生物剂或氧化还原活性成分而改变微生物代谢,而这些影响在很大程度上尚未得到充分探索。为了规避 MSW 异质性的挑战,我们对模拟的 MSW 微观世界进行了一项 65 天的时间序列研究,以评估微生物组的变化,使用 16S rRNA 测序来响应 1) Fe(OH) 3 和 2) Na 2 SO 4 来代表 C&D 废物的氧化还原活性成分以及 3) 抗生素。Fe(OH) 3 的添加改变了整体群落组成,增加了 Shannon 多样性和 Chao1 丰富度。添加七种抗生素的混合物(每种 1000 ng/L)会改变群落组成,而不会影响多样性指标。添加硫酸盐对微生物群落组成或多样性影响不大。这些结果表明,新鲜 MSW 中的微生物群落组成可能会受到铁废物涌入和单一抗生素应用的显著影响。
在全球范围内,冬季温度正在上升,积雪正在缩小或完全消失。div>以前的研究和发表的文献综述,尚不清楚全球生物群落是否会在冬季温度和降水中跨越重要的阈值,从而导致重大的生态变化。在这里,我们将广泛使用的Köppen-Geiger气候分类系统与最糟糕的案例结合了全球每月温度和降水的预计变化,以说明到本世纪末,跨地球的多个气候区如何体验到冬季条件。然后,我们检查这些变化如何影响相应生物群落内的生态系统。我们的分析表明,在北极,北方和凉爽的温带区域中,极度冷(<-20°C)的潜在普遍损失。我们还表明了温度温度和旱地地区的冰冻温度可能消失(<0°C)和大幅下降。
乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤,肠道菌群及其代谢产物的变化影响乳腺癌的发生发展,但具体机制尚不明确。肠道微生物及其代谢产物通过调节肿瘤的免疫反应、雌激素代谢、化疗和免疫治疗效果等影响乳腺癌的发展。以前认为乳腺组织中不存在微生物,但现在认为乳腺癌中存在能够影响疾病结局的微生物。本综述在现有研究的基础上,全面分析肠道和肿瘤内微生物及其代谢产物在乳腺癌发展和转移中的作用,并探讨微生物作为预后和治疗反应的生物标志物的潜在功能,强调需要进一步研究以明确微生物与乳腺癌之间的因果关系。希望为开发乳腺癌治疗的新方法提供新的思路和方向。