正常人肠道菌群的组成和分布

1、正常肠道菌群组成

尽管早期认为肠道微生物群由500-1,000种微生物组成，但最近的一项大规模研究估计，人类肠道菌群由35,000多种细菌组成。此外，如果从细菌总基因的角度来定义，人类微生物组计划和人类肠道的宏基因组研究表明，人类微生物组中可能有超过1,000万个非冗余基因。丹麦对123名非肥胖者和169名肥胖者的肠道微生物群及其功能进行了研究，得出了高基因计数（HGC）和低基因计数（LGC）的概念，这两个概念对健康和疾病都有影响。高基因计数微生物组包括大肠厌氧菌、丁氏十字杆菌、阿克曼菌和粪杆菌；具有较高的阿克曼氏菌（疣状克罗比亚）：瘤胃球菌扭矩/gnavus比率。有利于消化系统健康的高基因计数微生物群的定义特征包括：丁酸盐生产菌的比例增加、产氢倾向增加、产甲烷/产气生态系统的发展以及硫化氢的减少。高基因计数个体的肠道微生物群功能强大，代谢紊乱和肥胖的患病率较低。另一方面，低基因计数个体中有更高比例的促炎细菌，如类杆菌和瘤胃球菌，它们都是已知的相关炎症性肠病。低基因计数细菌的其他成员包括对聚乳酸菌、弯曲杆菌、双孢菌、卟啉单胞菌、葡萄球菌和厌氧菌。此外，低基因计数个体中的关键细菌代谢物很少包括β-葡萄糖醛酸盐降解模块、芳香族氨基酸降解模块和异化亚硝酸盐还原模块，所有这些都是已知的有害影响。

总体而言，健康的肠道微生物群主要由厚壁菌门和拟杆菌门构成。其次是放线菌门和疣状杆菌。尽管这一总体特征保持不变，但肠道微生物群在属级及以上的分布上表现出时间和空间上的差异。当一个人从食道远端到直肠时，细菌的多样性和数量会有显著的差异，从食道和胃中每克内容物中的10个到结肠和远端肠道中每克内容物中的10的12次方个细菌。链球菌似乎是食管远端、十二指肠和空肠的优势属。幽门螺杆菌是存在于胃中的优势属，并决定了胃菌群的整个微生物景观，即当幽门螺杆菌（H.pylori）作为共生体存在于胃中时，其他优势属（如链球菌（最具优势）、普雷沃特拉菌（Prevotella）、韦氏菌属（Veillellella）和罗氏菌属（Rothia）等构成丰富多样性的菌群。一旦幽门螺杆菌获得致病表型，这种多样性就会缩小。大肠占人体内所有微生物的70%以上，一般在疾病状态下讨论的肠道菌群通常意味着结肠菌群（特别是来自粪便宏基因组数据的菌群）。栖息于大肠的主要门包括硬壁菌和拟杆菌。传统上，厚壁菌：拟杆菌比率与疾病状态的易感性有关。然而，在最近的研究中观察到的健康个体的显著变异性使得这个比率的相关性值得商榷。除了硬壁菌门和拟杆菌属外，人类结肠中也含有主要病原体，例如空肠弯曲杆菌、肠沙门氏菌、霍乱弧菌和大肠杆菌（e.coli）以及脆弱类杆菌，但其丰度较低（整个肠道微生物组群的0.1%或更少）。蛋白质细菌门的丰度明显较低；它的缺失以及高丰度的标志性属，如拟杆菌属、普氏菌属和瘤胃球菌属，表明肠道微生物群是健康的。除了这种纵向差异外，从管腔到肠粘膜表面也存在轴向差异。虽然类杆菌、双歧杆菌、链球菌、肠杆菌科、肠球菌、梭状芽孢杆菌、乳酸杆菌和瘤胃球菌是主要的管腔微生物属（可在粪便中识别），但只有梭状芽孢杆菌、乳酸杆菌、肠球菌和阿克曼氏菌是主要的粘膜和粘液相关属（在粘液层中检测到以及小肠的上皮隐窝。

2、正常人肠道菌群的分布。

另一种肠道菌群分类方法，是基于物种组成，它们聚集成平衡的宿主微生物共生状态，在地理和性别上是稳定的，但对饮食和药物的反应不同。这些簇被命名为肠型。有趣的是，分子功能的丰度可能与肠型内物种的丰度无关。一项关于肠道微生物群与动脉粥样硬化关系的研究表明，在疾病条件下观察到的肠型可能没有显著变化。大致有三种肠型，即：肠型1，类杆菌丰度高；肠型2，普氏菌丰度高；肠型3，瘤胃球菌丰度高。

肠型1的细菌具有广泛的糖化潜力，这一点可以从编码蛋白酶、己糖胺酶和半乳糖苷酶等酶的基因中得到证明。鉴于这些酶的潜力，这些生物似乎很可能从饮食碳水化合物和蛋白质中获取能量。

肠型2主要表现为肠粘膜层粘蛋白糖蛋白的降解者。

肠型3，除了糖的膜转运外，肠型3还与粘蛋白降解有关。肠型还具有其他特殊的代谢功能。例如，生物素、核黄素、泛酸和抗坏血酸的合成在肠型1中更为丰富，而硫胺素和叶酸的合成在肠型2中更为突出。然而，肠分型的概念并不能解释不同种类的生物体在不同个体中的相对分布。由于类杆菌和普雷沃特菌在肠道中的比例并不相等，基于这两种生物中任何一种的优势的肠梯度概念可能是另一个定义性概念。这可以更好地解释班级水平上的个体间分布。