摘要 皮肤是人体最大的器官,环境因素与人体皮肤的相互作用会导致一些皮肤疾病,如痤疮、牛皮癣和特应性皮炎。作为人体免疫防线的第一道防线,皮肤在人体健康中发挥着重要作用,它通过阻止受皮肤微生物群影响很大的病原体入侵。尽管人体皮肤是微生物的具有挑战性的生态位,但人体皮肤上却寄生着各种共生微生物,这些微生物塑造了皮肤环境。皮肤微生物群会影响人体健康,其失衡和菌群失调会导致皮肤疾病。本综述重点介绍了我们对皮肤微生物群及其与人体皮肤相互作用的理解进展。此外,还描述了微生物群在皮肤健康和疾病中的潜在作用,并重点介绍了一些关键物种。讨论了微生物相关皮肤病的预防、诊断和治疗策略,如健康饮食、生活方式、益生菌和益生元。讨论了使用合成生物学调节皮肤微生物群的策略,作为优化皮肤-微生物群相互作用的一个有趣途径。总之,本综述提供了有关人类皮肤微生物群恢复、人类皮肤微生物群与疾病之间的相互作用以及设计/重建人类皮肤微生物群的策略的见解。关键词:皮肤、微生物群、共生微生物、合成生物学、组学技术、宿主-皮肤微生物群相互作用、皮肤疾病、痤疮
简介:随着预期寿命的增加,老龄人口和痴呆症患病率也在增加。生长素释放肽是空间记忆和认知的关键调节剂。肠道微生物群可能会影响未酰化生长素释放肽 (UAG) 和酰化生长素释放肽 (AG) 的循环水平。因此,我们探索了老年痴呆症患者的肠道微生物群、AG 和认知健康之间的潜在关联。方法:招募了 40 名痴呆症患者和 40 名对照者。对 18 个样本进行使用 16S rRNA 测序的粪便微生物组分析。采用混合方法进行可靠的解释。结果:痴呆症患者的血清 AG 和 AG/UAG 比率增加。随着痴呆症患者中 AG 的增加,物种丰富度显著下降。长双歧杆菌、双形真杆菌、普拉梭菌、瘤胃乳杆菌和普氏菌导致了β多样性的显著差异。Blautia obeum 与简易精神状态检查 (MMSE) 相关,普拉梭菌与蒙特利尔认知评估 (MoCA) 量表相关。讨论:这项初步研究表明 AG、肠道微生物组和认知评分之间存在复杂的相互作用。AG 升高与痴呆和肠道菌群失调相对应,与肠脑轴错综复杂地相互联系。循环 AG 和相关的肠道微生物组可能是痴呆症的假定生物标志物。
人类死亡的最大单一因素是心血管疾病,而其最大的风险因素是高血压 (HTN)。过去二十年,人们非常重视识别导致高血压的遗传因素。因此,超过 1,500 个遗传等位基因与人类高血压有关。使用高血压遗传模型的绘图研究已经产生了数百个血压 (BP) 基因座,但它们对血压的个体影响很小,这限制了在临床上针对它们的机会。收集全基因组关联数据的价值在正在进行的研究中显而易见,该研究开始利用这些数据在个体层面的遗传差异,结合人工智能 (AI) 策略来开发用于预测高血压的多基因风险评分 (PRS)。然而,仅 PRS 可能不足以解释高血压的发病率和进展,因为遗传因素占影响高血压发病病因的风险因素的不到 30%。因此,整合影响血压调节的其他非遗传因素的数据对于增强 PRS 的能力非常重要。其中一个因素是肠道微生物的组成,这是最近发现的导致高血压的重要因素。迄今为止的研究已清楚地表明,从正常血压稳态到血压升高状态的转变与肠道微生物的组成变化及其与宿主的相互作用有关。在这里,我们首先记录了对动物模型和高血压患者肠道菌群失调研究的证据,然后讨论了使用微生物数据开发高血压宏基因组风险评分 (MRS) 并与 PRS 和临床风险评分 (CRS) 相结合的前景。最后,我们建议整合人工智能从 PRS、MRS 和 CRS 的组合中学习,可能会进一步增强对高血压易感性和进展的预测能力。
摘要 背景 前列腺癌 (PC) 对雄激素剥夺疗法 (ADT) 的反应通常是暂时的,从激素敏感性 PC (HSPC) 发展为去势抵抗性 PC (CRPC)。我们研究了 PC 的小鼠模型以及 PC 患者的标本,以揭示胸腺衍生的 T 淋巴细胞和肠道微生物群对 ADT 疗效的意想不到的贡献。 方法 在患有 PC 的小鼠(免疫功能正常或免疫缺陷)中进行临床前实验。同时,我们前瞻性地纳入了 65 名 HSPC 和 CRPC 患者(Oncobiotic 试验)来分析他们的粪便和血液样本。 结果 在患有 PC 的小鼠中,ADT 增加了胸腺细胞和输出。植入 T 淋巴细胞耗竭或无胸腺小鼠的 PC 对 ADT 的反应不如免疫功能正常的小鼠。此外,口服抗生素会消耗肠道微生物群,从而降低 ADT 的疗效。 PC 降低了肠道中 Akkermansia muciniphila 的相对丰度,而 ADT 可以逆转这种影响。此外,将患有 PC 的小鼠与无肿瘤小鼠同养或口服管饲 Akkermansia 可提高 ADT 的疗效。这似乎适用于 PC 患者,因为长期 ADT 可导致胸腺输出增加,这表现为循环中近期胸腺移出细胞 (sjTREC) 的增加。此外,与 HSPC 对照相比,CRPC 患者的肠道菌群发生了变化,并且与 sjTREC 显着相关。虽然健康志愿者的粪便恢复了 ADT 功效,但 PC 患者的粪便却未能恢复功效。结论这些发现表明逆转肠道菌群失调和修复 PC 患者的获得性免疫缺陷具有潜在的临床效用。
在过去十年中,微生物群及其对健康的影响已得到广泛研究。肠道菌群已被公认为是健康状况的关键调节器,因此,其改变可导致多种疾病(D'Argenio 等人,2022)。研究人员主要关注肠道细菌菌群,往往忽略了真菌、病毒和寄生虫的作用。事实上,尽管真菌在肠道中占微生物总数的约 0.1%(Chin 等人,2020),但在与细菌和宿主细胞相互作用过程中产生的次级代谢产物对于免疫控制和代谢稳态至关重要。越来越多的研究强调了肠道菌群与精神疾病之间的密切关系,菌群失调在抑郁症、焦虑症、自闭症谱系障碍 (ASD)、注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 和精神分裂症 (SCZ) 等疾病中起着关键作用 (Ahmed 等人,2024)。事实上,正常肠道菌群的失调会对人类产生负面影响,尤其是在生命的关键阶段,因为肠道微生物的表型和细菌种类数量都会随着年龄的增长而发生变化。肠道菌群代谢产物的变化会影响神经系统疾病、精神健康状况,甚至情绪稳定状态 (Jones 等人,2019)。新兴证据表明,肠道真菌群落与细菌群落一样,影响着微生物-肠-脑轴和心理健康结果,真菌群落的变化与精神分裂症(SCZ)、情绪障碍和自闭症(ASD)等疾病相关。本综述探讨了研究肠道真菌群落的技术局限性,并总结了肠道真菌群落与神经精神疾病之间联系的最新研究成果。
IBS 不被认为是一种器质性疾病,通常在下消化道内镜检查中没有异常,尽管最近有报道称 IBS 患者出现生物膜形成、菌群失调和组织学微炎症。在本研究中,我们调查了人工智能 (AI) 结直肠图像模型是否可以识别与 IBS 相关的微小内镜变化,这些变化通常无法被人类调查者检测到。研究对象根据电子病历确定,分为 IBS(I 组;n = 11)、以便秘为主的 IBS(IBS-C;C 组;n = 12)和以腹泻为主的 IBS(IBS-D;D 组;n = 12)。研究对象没有其他疾病。获取了 IBS 患者和无症状健康受试者(N 组;n = 88)的结肠镜检查图像。使用Google Cloud Platform AutoML Vision(单标签分类)构建AI图像模型,计算敏感度、特异度、预测值和AUC。为N组、I组、C组和D组分别随机选择了2479、382、538和484张图像。区分N组和I组的模型的AUC为0.95。I组检测的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为30.8%、97.6%、66.7%和90.2%。区分N组、C组和D组的模型的总体AUC为0.83;N组的敏感度、特异度和阳性预测值分别为87.5%、46.2%和79.9%。使用图像 AI 模型,IBS 的结肠镜检查图像可以在 AUC 0.95 处与健康受试者区分开来。需要进行前瞻性研究以进一步验证这种外部验证模型在其他机构是否具有类似的诊断能力,以及是否可以用它来确定治疗效果。
添加了 dupilumab。iv. 在肺功能轨迹:发育和衰老部分添加了新段落和参考文献,包括 ERS 网站上用于随时间监测肺量计的免费软件链接(第 11 页)v. 增加了有关菌群失调的新部分(第 17 页)vi. 更新了有关肺量计的信息,包括有关 LLN 值、z 分数和参考值的更全面信息,并添加了新的图 2.6 支气管扩张剂使用前后肺量计(第 27 页)vii. 新部分现已涵盖 COPD 中的心血管风险(第 38 页)viii. 更新了计算机断层扫描 (CT),现在包括有关肺气肿、肺结节、气道和 COPD 相关疾病的信息(第 42 页)ix. 现在包括气候变化和 COPD(第 50 页)x.针对 COPD 患者的疫苗接种建议已根据美国疾病控制中心 (CDC) 的最新指导进行了更新(第 52 页)xi。后续药物治疗和相应的图 3.9 已更新,以包括有关恩替芬碱和度匹鲁单抗的信息(第 57 页)xii。有关肺康复、教育和自我管理的实施信息:已包括面对面与虚拟(第 67 页),远程患者随访已从 COVID-19 章节移至本文档的这一部分,COPD 随访清单已移至附录(第 135 页)xiii。有关停用 ICS 的部分已修订,并包含了关于目前使用 LABA+ICS 的患者管理的新图 3.22(第 88 页)xiv。磷酸二酯酶 3 和 4 (PDE3 和 PDE4) 抑制剂及其他可能减少急性发作的药物部分已修订,以反映恩替芬碱和度匹鲁单抗的最新证据(第 91 页)xv。现在涵盖肺动脉高压,并添加了相应的图 5.1(第 126 页)
肠道菌群失调在肝病进展中起着重要作用,目前尚无针对该病的有效药物。在本研究中,我们旨在探索肝脏疾病过程中肠道菌群的动态变化,以及认知和大脑代谢的变化。将 Sprague-Dawley 大鼠分为四组,以反映肝病的不同阶段:对照饮食(NC);高脂肪、高胆固醇饮食(HFHC),模拟非酒精性脂肪性肝炎;对照饮食 + 硫代乙酰胺(NC + TAA),模拟急性肝衰竭;高脂肪、高胆固醇饮食 + 硫代乙酰胺 (HFHC + TAA),以评估叠加损伤的影响。饮食持续 14 周,硫代乙酰胺在 3 天内腹膜内给药(100 mg/kg·天)。我们的结果显示整个范围内的血浆生化和肝损伤发生了变化。实验组之间的肠道菌群组成存在差异。肠杆菌科成员在 HFHC 和 HFHC + TAA 组中最为丰富,在 NC + TAA 组中最为丰富,尽管乳酸杆菌属在 NC 组中占主导地位。此外,肝脏损伤影响了多样性和细菌群落结构,稀有物种丧失。事实上,叠加损伤组(HFHC + TAA)稀有物种和丰富物种均丧失。行为评估表明,HFHC、NC + TAA 和 HFHC + TAA 在辨别新物体时表现出更差的表现。此外,NC + TAA 和 HFHC + TAA 无法识别物体位置的变化。此外,HFHC 和 HFHC + TAA 组的工作记忆受到影响,而 NC + TAA 组在习得方面表现出明显的延迟。在前额叶、后压部和鼻周皮质以及杏仁核和乳头体中观察到了脑氧化代谢变化。此外,施用硫代乙酰胺的组肾上腺的氧化代谢活性增加。这些结果强调了交叉比较的重要性
* 通讯作者 8 9 10 摘要 11 病毒是影响所有生命的多样化生物实体。即使基因组 12 大小有限,病毒也能操纵、驱动、窃取和杀死宿主。病毒基因组学领域利用测序数据来了解病毒的能力,近 14 年来取得了重大创新。然而,随着宏基因组测序和相关技术的进步,发现和利用病毒圈的瓶颈已成为基因组分析,而不是生成。随着宏基因组学迅速扩大可用数据,病毒基因组和特征的重要组成部分被忽视,而数据库和生物信息学方法的滞后加剧了这一问题。尽管该领域正朝着积极的方向发展,但仍有值得注意的 19 点需要牢记,从如何解释基于软件的病毒基因组预测到当前标准忽略了哪些信息。在这篇评论中,我们讨论了在继续进行病毒基因组学研究时可能需要修改的惯例和意识形态。 22 23 简介 24 用于研究病毒(感染真核生物和古细菌)和噬菌体(噬菌体;感染细菌的病毒)的基因组学方法在过去几年中迅速发展,这在很大程度上归功于我们能够从宏基因组中理解和解释病毒基因组。事实上,在过去几年中,经常可以找到描述环境病毒基因组学的出版物,这些出版物表明病毒是地球上最丰富和最多样化的生物实体。作为科学界,我们认识到病毒在所有生命存在的环境中留下的广泛足迹。例如,通过研究病毒基因组,我们发现了病毒编码的代谢基因,如光合作用和硫氧化基因,并推断出病毒指导的代谢对各种生物地球化学过程的影响[1-8]。研究病毒基因组还有助于创新基于 CRISPR 的新型基因组编辑技术[9-11]、进一步开发噬菌体治疗应用[12,13]、更广泛地了解人类肠道菌群失调[14-16]等等。病毒和噬菌体在我们的日常生活中看不见,但它们通过操纵和/或裂解宿主,不断改变着我们周围的地球[17]。不幸的是,估计存在的所有病毒中,只有一小部分是在实验室中培养的。这引起了人们对利用新一代测序和宏基因组学进行分类、探索和分析的极大兴趣。
糖尿病是一种以慢性高血糖为特征的代谢性疾病,主要包括1型糖尿病(T1DM)和2型糖尿病(T2DM),后者占糖尿病病例的85%以上(Patil et al.,2023)。随着全球经济发展和生活方式的改变,糖尿病患病率迅速上升(Abdul Basith Khan et al.,2020)。根据国际糖尿病联合会的数据,2019年全球约有4.63亿成年人患有糖尿病,预计到2045年这一数字将上升到7亿(Saeedi et al.,2019)。糖尿病及其并发症不仅严重影响患者的生活质量,也给全球医疗保健系统带来沉重的经济负担。目前,糖尿病治疗主要依靠胰岛素注射、口服降糖药和生活方式干预(Sivakumar等,2021;Prasathkumar等,2022)。但这些传统治疗方法存在一定的局限性。胰岛素注射虽然有效,但患者依从性差,且可能引起低血糖等不良反应(Cernea和Raz,2020)。口服降糖药,包括二甲双胍、磺酰脲类药物和DPP-4抑制剂,可有效控制血糖水平,但长期使用可能导致胃肠不适、体重增加等副作用(Ou等,2015;Yu等,2020)。因此,探索安全有效、副作用小的糖尿病治疗方法已成为迫切的需求。近年来,肠道菌群作为内环境的重要调节系统,在糖尿病发病机制和治疗中受到广泛关注(Afzaal et al.,2022)。肠道菌群是指栖息于人体肠道内的微生物群落,在宿主代谢、免疫调节、营养吸收和维生素合成等过程中发挥重要作用(Gomaa,2020;Dey,2024)。研究发现,糖尿病患者肠道菌群多样性显著降低,有益菌减少,有害菌增多,这种菌群失调与糖尿病的发生发展密切相关(Sechovcová et al.,2024)。例如,糖尿病患者肠道中厚壁菌门与拟杆菌门比例失衡与胰岛素抵抗和低度慢性炎症密切相关(Bajinka等,2023)。调节肠道菌群恢复其平衡可能为糖尿病的防治提供新的策略。有趣的是,许多中药和制剂在调节肠道菌群和改善代谢紊乱方面表现出独特的优势。例如,黄连中的主要活性成分小檗碱通过调节肠道菌群组成和改善胰岛素敏感性和葡萄糖代谢。
