近日，上海交通大學生命科學技術學院教授趙立平研究團隊聯(lián)合國外合作者，在國際學術期刊《細胞》上發(fā)表研究成果，首次鑒定出對維持人體健康具有關鍵作用的兩組核心菌群成員“基石功能群”與“病生功能群”。這兩組核心菌群構(gòu)成一個類似“蹺蹺板”的模式，通過彼此的升降波動影響人體健康。當基石功能群占據(jù)優(yōu)勢時，人體腸道菌群處在健康狀態(tài)。當病生功能群占據(jù)優(yōu)勢時，則預示人體健康出現(xiàn)問題。

這一發(fā)現(xiàn)有望成為評估人體腸道健康的新標準，并推動個性化菌群檢測技術的發(fā)展，為臨床疾病防治和大眾健康管理提供有力工具。

近年來，大量研究表明，腸道菌群不僅參與消化系統(tǒng)的正常功能，還在維持整體健康中起著關鍵作用，不亞于人體的一個重要器官。然而，科學界對維持人體健康必不可少的“核心菌群”具體成員尚未達成共識。

趙立平研究團隊對110名2型糖尿病患者進行對照試驗，通過創(chuàng)新開發(fā)高分辨率的菌群測序大數(shù)據(jù)分析技術，將腸道細菌按照協(xié)作或競爭行為劃分成不同的“功能群”，篩選出在不同時間點都能穩(wěn)定地保持協(xié)作或競爭關系的141株細菌，最終在其中鎖定了一組相互競爭的類“蹺蹺板”樣式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)模型，通過“你升我降”影響人體健康。

為了確認“蹺蹺板”模型中的細菌是否存在于更多疾病類型的患者中，研究團隊分析了來自5個國家、涵蓋7種疾病的11項病例-對照數(shù)據(jù)，這些疾病包括糖尿病、心血管疾病、強直性脊柱炎、結(jié)直腸癌、炎癥性腸病、肝硬化和精神分裂癥。分析結(jié)果表明，“蹺蹺板”模型廣泛存在于幾乎所有患者和健康人群的腸道樣本中，符合“核心菌群”特征。

研究顯示，核心菌群“蹺蹺板”模型由與疾病緩解相關的有益功能群(命名為“基石功能群”)和與疾病惡化相關的功能群(命名為“病生功能群”)組成。為了更直觀地說明“基石功能群”的重要性，趙立平形象地將它們比喻為“大樹菌”。他指出，只有“大樹菌”占據(jù)主導地位時，腸道的微生態(tài)系統(tǒng)才能像茂密的森林一樣保持穩(wěn)定，抑制病生功能群細菌和其他病菌的過度生長，進而維持整體健康。

值得注意的是，研究團隊發(fā)現(xiàn)，通過精準營養(yǎng)干預，可以改變這兩組功能群在腸道中的比例，使基石功能群即“大樹菌”占據(jù)優(yōu)勢，進而改善患者的健康狀況。“更為驚喜的發(fā)現(xiàn)是，它們的比例失調(diào)比疾病癥狀更早出現(xiàn)，這為疾病的個性化預防、治療與健康管理開辟了新的路徑。”趙立平說。

研究團隊將晚期黑色素瘤、B細胞淋巴瘤、炎癥性腸病和類風濕性關節(jié)炎的11項免疫治療臨床試驗的菌群數(shù)據(jù)整合，利用“蹺蹺板”模型可以預測患者對免疫療法的個性化反應，準確率達到臨床應用水平。研究指出，通用模型有望幫助醫(yī)生在治療前預判患者對不同療法的反應，從而優(yōu)化治療方案，提升精準度和療效。

該成果由上海交通大學與美國羅格斯大學“微生物組與人體健康聯(lián)合實驗室”牽頭完成，實驗室負責人、上海交通大學生命科學技術學院教授趙立平、上海交通大學醫(yī)學院附屬第一人民醫(yī)院教授彭永德、上海交通大學生命科學技術學院研究員張晨虹、江蘇省啟東市人民醫(yī)院主任醫(yī)師施羽擔任共同通訊作者。

標簽： 科學家 發(fā)現(xiàn) 核心