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腸道菌群與機(jī)體免疫(精) 版權(quán)信息
- ISBN:9787030726964
- 條形碼:9787030726964 ; 978-7-03-072696-4
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
腸道菌群與機(jī)體免疫(精) 本書特色
本書適合消化、心血管、內(nèi)分泌與代謝、神經(jīng)、兒科、產(chǎn)科、腫瘤科等臨床醫(yī)師參考。
腸道菌群與機(jī)體免疫(精) 內(nèi)容簡介
本書共1章,介紹了腸道微生物群與機(jī)體免疫的相關(guān)基礎(chǔ)知識、與人類健康的密切關(guān)系、在疾病發(fā)病機(jī)制中的作用,以及在疾病診斷和治療中的應(yīng)用。重點介紹腸道微生物群與機(jī)體免疫領(lǐng)域國內(nèi)外近期新的研究進(jìn)展,以及本團(tuán)隊的研究成果。本書絕大部分內(nèi)容都有參考文獻(xiàn)來源,并簡明扼要地列舉了相關(guān)實驗數(shù)據(jù),方便讀者查閱。 本書適合從事消化、心血管、內(nèi)分泌與代謝、神經(jīng)、兒科、產(chǎn)科、腫瘤科等臨床醫(yī)師參考,也可供對此領(lǐng)域感興趣的本科生、科研人員、營養(yǎng)專家及大眾參考。
腸道菌群與機(jī)體免疫(精) 目錄
第1章 腸道微生物群概述 1
**節(jié) 對腸道微生物群的再認(rèn)識 1
第二節(jié) 什么是人體腸道菌群 2
第三節(jié) 腸道微生物群的研究方法 11
第四節(jié) 內(nèi)外環(huán)境對腸道微生物群組成的影響 17
第五節(jié) 腸道菌群的代謝產(chǎn)物 21
第六節(jié) 小結(jié)與展望 26
第2章 腸道菌群與機(jī)體健康 39
**節(jié) 概述 39
第二節(jié) 影響腸道菌群的具體因素 40
第三節(jié) 腸道菌群對機(jī)體健康的影響 46
第四節(jié) 腸道菌群與人類疾病 55
第五節(jié) 小結(jié)與展望 66
第3章 腸道免疫功能概述 76
**節(jié) 腸道屏障 76
第二節(jié) 腸道免疫相關(guān)細(xì)胞及其功能 80
第三節(jié) 腸道免疫功能與機(jī)體健康 94
第四節(jié) 小結(jié)與展望 99
第4章 腸道菌群與機(jī)體的跨界信號交流 106
**節(jié) 跨界信號交流概述 106
第二節(jié) 細(xì)菌與真核生物通過群體感應(yīng)系統(tǒng)對話 106
第三節(jié) 宿主與微生物通過激素進(jìn)行跨界信號交流 120
第四節(jié) 宿主與微生物通過細(xì)胞外囊泡進(jìn)行跨界信號交流 123
第五節(jié) 宿主與微生物跨界信號交流的其他分子 124
第六節(jié) 跨界信號交流的研究前景 127
第5章 腸道微生物群與機(jī)體免疫 140
**節(jié) 腸道微生物群對機(jī)體免疫功能的影響 140
第二節(jié) 腸道微生物與免疫的相互作用 148
第三節(jié) 微生物群介導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)的生物學(xué)機(jī)制 163
第四節(jié) 腸道微生物與腸外器官的聯(lián)系 166
第五節(jié) 小結(jié)與展望 177
第6章 腸道菌群代謝物對機(jī)體免疫功能的影響 201
**節(jié) 概述 201
第二節(jié) 腸菌代謝物介導(dǎo)宿主- 細(xì)菌相互作用 202
第三節(jié) 各種腸菌代謝物對宿主的影響 203
第四節(jié) 腸菌代謝物和宿主免疫系統(tǒng) 213
第五節(jié) 腸菌代謝物與人類疾病 220
第六節(jié) 小結(jié)與展望 233
第7章 腸道菌群與腫瘤免疫 253
**節(jié) 概述 253
第二節(jié) 腸道菌群與腫瘤免疫機(jī)制 254
第三節(jié) 腸道菌群與腫瘤發(fā)生 256
第四節(jié) 腸道菌群與腫瘤治療 266
第五節(jié) 小結(jié)與展望 275
第8章 腸道菌群與免疫性疾病 285
**節(jié) 腸道菌群與自身免疫性肝病 285
第二節(jié) 腸道菌群與炎性腸病 291
第三節(jié) 腸道菌群與過敏性疾病 300
第四節(jié) 腸道菌群與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎 307
第五節(jié) 腸道菌群與系統(tǒng)性紅斑狼瘡 312
第9章 益生菌與機(jī)體免疫 330
**節(jié) 益生菌相關(guān)產(chǎn)品概述 330
第二節(jié) 益生菌與腸黏膜免疫 335
第三節(jié) 益生菌與特殊人群免疫 339
第四節(jié) 益生菌與人類疾病 342
第五節(jié) 小結(jié)與展望 353
第10章 膳食,功能食品與機(jī)體免疫 364
**節(jié) 概述 364
第二節(jié) 膳食及其成分對免疫系統(tǒng)的影響 368
第三節(jié) 功能食品與免疫調(diào)控 373
第四節(jié) 食品添加劑與腸道菌群 381
第五節(jié) 小結(jié)與展望 382
彩圖 397
腸道菌群與機(jī)體免疫(精) 節(jié)選
**章腸道微生物群概述 **節(jié)對腸道微生物群的再認(rèn)識 一、消化道不僅發(fā)揮“消化”功能 消化道包括口腔、咽、食管、胃、腸道、肛門,本書以腸道作為主體,探討消化道的復(fù)雜功能。作為人體*大的器官,腸道主要包括小腸和大腸兩個部分,其主要器官功能是進(jìn)行食物的消化和吸收。此外,隨著人們對腸道功能的進(jìn)一步發(fā)掘,腸道在免疫、代謝、神經(jīng)調(diào)節(jié)等方面的作用也逐漸得到了廣泛的認(rèn)同。其中,腸道微生物在腸道諸多功能的正常運轉(zhuǎn)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。 二、對腸道微生物群復(fù)雜性的再認(rèn)識 “人類微生物群”是生活在人體內(nèi)和體表的所有微生物的總稱。人類微生物存在于皮膚、口腔和胃腸道、呼吸道和泌尿生殖道,占人體總體重的1%~3%。其中,胃腸道是人體微生物*豐富的部位,人體腸道生存著超過100萬億個微生物,形成了一個獨特的基因組,這些微生物隨年齡、飲食、地理位置及營養(yǎng)狀況變化。腸道微生物包括幾種不同的生物群,包括細(xì)菌、病毒、真菌、古細(xì)菌等,迄今研究*為廣泛的生物群是細(xì)菌,因此本書主要闡述腸道菌群腸道內(nèi)的大部分細(xì)菌定植于人體結(jié)腸內(nèi),每克腸內(nèi)容物的細(xì)菌含量高達(dá)1012CFU。在同一個體中,由于腸道各部位pH、氧化還原電位和食物轉(zhuǎn)運時間上的差異,導(dǎo)致微生物在腸道不同部位的分布也有所差異。此外,由于局部、個人、遺傳和隨機(jī)因素的差異,腸道菌群的組成在個人和種群之間也存在很大的不同。 探討腸道微生物群落組成的研究*早是采用培養(yǎng)法,通過這種方法,人們發(fā)現(xiàn)了可以在成年人類腸道中定居的多種不同的微生物物種。但是這種方法對于微腸道微生物群分布的研究具有明顯的局限性,因為它只能用于研究個別可培養(yǎng)的細(xì)菌。此后,隨著16SrRNA測序法的快速發(fā)展,可滿足一次對幾十萬至幾百萬DNA分子的測序需求,極大地促進(jìn)了對復(fù)雜多樣的腸道菌群的深入研究。高通量測序技術(shù)的發(fā)展使得人們對復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識得到了進(jìn)一步提高。 三、對腸道微生物群功能的再認(rèn)識 人類腸道微生物與人類共同進(jìn)化,兩者密不可分,腸道微生物在人體的健康和疾病方面都發(fā)揮著重要作用。當(dāng)腸道微生物群與人體和諧相處時,宿主和微生物可以彼此協(xié)調(diào)以維持體內(nèi)平衡,促進(jìn)人體健康。腸道微生物對人體的正面作用,主要包括代謝、營養(yǎng)和保護(hù)三個方面。這種作用可以直接通過微生物基因的表達(dá),為人類宿主提供其自身基因組所缺乏的一些代謝能力,也可以間接地通過與人體生理的相互作用,特別是與免疫系統(tǒng)的相互作用來實現(xiàn)。 利用微生物來調(diào)節(jié)和改善人體健康狀況具有極大的可行性,目前在臨床上,益生菌和糞菌移植(fecal microbiota transplantation,F(xiàn)MT)對腸道菌群的調(diào)節(jié)作用和部分疾病的防治作用已得到了一定的肯定。反之,若腸道微生物群之間或宿主和常駐微生物群之間的平衡被打破,則會觸發(fā)遺傳易感個體的免疫炎癥反應(yīng),可能引發(fā)肥胖癥、糖尿病、心血管動脈粥樣硬化、結(jié)直腸癌等多種疾病。 人體代謝是由宿主自身基因組調(diào)節(jié)的各種代謝途徑及微生物基因組調(diào)節(jié)的代謝過程共同完成的,這種宿主與微生物之間的共代謝過程*終調(diào)節(jié)著宿主的整體代謝。因此研究腸道菌群與宿主整體代謝及其與慢性代謝性疾病的相關(guān)性,尋找影響宿主代謝變化的重要功能成員,能夠更好地理解腸道菌群對人體健康和疾病的重要作用。然而腸道菌群的復(fù)雜性使得確定每種細(xì)菌詳細(xì)的代謝功能十分困難,因此研究者們選擇運用氣相色譜-質(zhì)譜法來分析生物樣本中微生物代謝產(chǎn)物,并且使用微生物的代謝模型來模擬特定微生物群中物種之間的代謝情況。 下面將從腸道菌群的定義、分類、與宿主的關(guān)系、研究方法、組成、其代謝產(chǎn)物以及可行的研究方法等幾個方面介紹人體腸道菌群。 第二節(jié)什么是人體腸道菌群 一、人體腸道簡述 腸道是指從胃幽門至肛門的消化管,在解剖學(xué)上主要包括小腸(包括十二指腸、空腸、回腸)、大腸(包括盲腸、升結(jié)腸、橫結(jié)腸、降結(jié)腸、乙狀結(jié)腸、直腸)兩個部分。小腸長5~6m,是消化道中*長的一段,位于腹中,上端接幽門與胃相通,下端通過回盲瓣在右下腹與盲腸連接,是食物消化吸收的主要場所。食物經(jīng)過小腸內(nèi)胰液、膽汁和小腸液的化學(xué)性消化及小腸運動的機(jī)械性消化后,基本完成了消化過程,同時營養(yǎng)物質(zhì)(特別是脂質(zhì)和簡單碳水化合物)大部分都被小腸黏膜吸收。小腸液的成分比較復(fù)雜,主要含有多種消化酶、脫落的腸上皮細(xì)胞及微生物等。所含有的各種消化酶中,有腸激活酶、淀粉酶、肽酶、脂肪酶及蔗糖酶、麥芽糖酶和乳糖酶等,這些酶對于將各種營養(yǎng)成分進(jìn)一步分解為*終可吸收的產(chǎn)物具有重要作用。由回腸末端突入盲腸而形成的上、下兩個半月形的瓣稱回盲瓣,位于回腸和結(jié)腸的交界處,有阻止小腸內(nèi)容物過快流入大腸和防止盲腸內(nèi)容物逆流到回腸的作用。結(jié)腸在右髂窩內(nèi)續(xù)于盲腸,分為升結(jié)腸、橫結(jié)腸、降結(jié)腸和乙狀結(jié)腸4個部分。結(jié)腸是水分持續(xù)再吸收、攝取微生物衍生的維生素和糞便成形的場所。直腸是結(jié)腸的肌肉末端部分,肛門是消化道的末端,也是糞便排出的部位。 作為人體*大的器官,腸道具有諸多重要的生理功能:①人體腸道的主要器官功能是進(jìn)行食物的消化、營養(yǎng)吸收、分泌和運動,此外腸道還在這種消化環(huán)境中建立了一個保護(hù)性的上皮屏障,可以在一定程度上抵御病原微生物的入侵。②腸道可以通過代謝藥物調(diào)節(jié)全身生理。③通過門靜脈血流與肝臟和胰腺等其他器官進(jìn)行交流。④人體腸道含有一個獨立的腸神經(jīng)系統(tǒng)。結(jié)腸由腸系膜上、下神經(jīng)叢支配,它們所含的交感神經(jīng)纖維來自腰交感神經(jīng)節(jié),分布于全部結(jié)腸。迷走神經(jīng)纖維僅分布于結(jié)腸脾曲以上的結(jié)腸,降結(jié)腸和乙狀結(jié)腸則由骶2~4脊髓節(jié)的副交感神經(jīng)分布。腸神經(jīng)系統(tǒng)可以與中樞神經(jīng)系統(tǒng)關(guān)聯(lián),構(gòu)成腸-腦軸的一部分。⑤同時,腸道也是腸道微生物群中的共生微生物與腸道淋巴組織和宿主免疫系統(tǒng)生活及相互作用的主要場所,這對腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)有重要作用。 這些功能需要極為復(fù)雜的生物系統(tǒng)的交織。以前的研究主要采用藥理學(xué)、病理生理學(xué)、生化和遺傳學(xué)方法來描述腸道器官中的細(xì)胞群體和類型。*近在單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄分析方面的技術(shù)進(jìn)步使人們能夠更精確、全面地描述許多器官的細(xì)胞類型和亞群。 二、腸道菌群定義 如前文所述,腸道微生物包括細(xì)菌、病毒、真菌、古細(xì)菌等不同的微生物群,而我們主要對目前研究*為廣泛的腸道細(xì)菌進(jìn)行闡述。在人類漫長的生存過程中,細(xì)菌是從何時開始定植于腸道中的呢?一些學(xué)者認(rèn)為,嬰兒在子宮內(nèi)就開始接觸母親的糞便細(xì)菌或細(xì)菌成分,有許多研究都在胎糞樣本中檢測出了細(xì)菌DNAP°。另有學(xué)者對此持有不同觀點,他們認(rèn)為在母親子宮內(nèi)的胎兒腸道處于無菌狀態(tài)’隨著嬰兒出生時與母體產(chǎn)道的接觸及外界環(huán)境因子的影響,細(xì)菌才開始在腸道內(nèi)迅速定植。Katherine等認(rèn)為此前大多數(shù)研究中用于分析的胎糞均取自嬰兒出生后,他們在2021年的*新研究中利用直腸試紙進(jìn)行出生前胎糞的收集’通過16SrRNA基因測序證實出生前的胎糞中無細(xì)菌定植。因此,關(guān)于人類腸道細(xì)菌的初始定植,學(xué)者們眾說紛紜,目前尚存在爭議。在嬰兒剛出生的一段時間內(nèi),兼性厭氧菌在腸道中占據(jù)優(yōu)勢地位,約在3歲,人類厭氧腸道環(huán)境開始建立,嚴(yán)格厭氧細(xì)菌,如梭狀桿菌(Clostridium)、擬桿菌(Bacteroides、、雙歧桿菌(&;如)等開始在腸道定植,導(dǎo)致腸道微生物的日益多樣化和復(fù)雜化,此后微生物多樣性逐漸增加;5歲兒童的腸道菌群就基本能達(dá)到成人水平,但仍存在一些重要差異,如甲燒短桿菌MetTaanobrevibacter)、克里斯滕森菌(Christensenellaceae)等細(xì)菌豐度低于成人,而活潑瘤胃球菌(AMOT/WOCOCCMSgWaVMS)等細(xì)菌豐度則高于成人;在青春期和成年時期人體腸道菌群達(dá)到相對穩(wěn)定,成人腸道內(nèi)的嚴(yán)格厭氧菌占主要地位,其數(shù)量遠(yuǎn)超兼性厭氧菌和需氧菌。此外,有研究指出,母乳喂養(yǎng)在人體早期微生物群的形成中起著重要作用,與配方奶粉喂養(yǎng)相比,母乳喂養(yǎng)的嬰兒腸道中的雙歧桿菌(Bifdobacterium)和擬桿菌(Bacteroides)占主導(dǎo)地位。腸道菌群的多樣性很大程度上是在生命的*初幾年里建立起來的,此后則受環(huán)境因素,如年齡、飲食、生活方式、衛(wèi)生條件和疾病狀態(tài)的影響。通過研究不同人體腸道組織和糞便中菌群的組成和結(jié)構(gòu),可以發(fā)現(xiàn)不同人體腸道菌群的多樣性存在明顯差異。*新公布的人類腸道菌群基因組圖譜通過從11850個人類腸道微生物群落中重建基因組,確認(rèn)了1952種人體腸道細(xì)菌。這一研究擴(kuò)大了人類腸道微生物群的已知物種儲備,使得系統(tǒng)發(fā)育多樣性增加了281%,并且使非洲和南美洲人群的腸道菌群分類提高了200%以上。 人類胃腸道是一個復(fù)雜的系統(tǒng),始于食管,止于肛門,但出于標(biāo)本采集的實際考慮,迄今獲得的絕大多數(shù)微生物群數(shù)據(jù)均來自于遠(yuǎn)端結(jié)腸。重要生理條件,如pH、膽汁含量等,會隨著消化道的不同部位而發(fā)生變化,這就造成了上、下消化道的微生物群落組成的差異。在本節(jié)中,我們將對口腔、食管、胃以及小腸和結(jié)腸中健康細(xì)菌群落的組成進(jìn)行描述(圖1-1)。 三、腸道微生物群的分類 (一)消化道不同部位的微生物群組成 1.口腔 口腔是消化道的起始部分,由兩唇、兩頰、硬腭、軟腭等構(gòu)成,腔內(nèi)有牙齒、舌、唾液腺等器官,其微生物豐富度僅次于腸道。這些豐富的口腔微生物與人體健康息息相關(guān),它們與2型糖尿病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)的多種疾病具有密切聯(lián)系。2008年美國波士頓福賽斯研究所和倫敦國王學(xué)院的科學(xué)家聯(lián)手創(chuàng)立了人類口腔微生物組數(shù)據(jù)庫(Human Oral Microbiome Database,HOMD),對口腔細(xì)菌的類型、新陳代謝、致病能力等進(jìn)行了詳細(xì)記錄。口腔中的優(yōu)勢菌屬為孿生球菌屬(Gemella)、韋榮球菌屬(Veillonella)、奈瑟菌屬(INeisseria)、梭桿菌屬(Fusobacterium)、鏈球菌屬(Streptococcus)、普雷沃菌屬(Pre-votella)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、放線菌屬(Jctoomjces)。 2.食管 食管是咽和胃之間的消化管,過去常被認(rèn)為沒有獨特的細(xì)菌群。究其原因,一是人們認(rèn)為任何存在于食管的細(xì)菌大多都是從口咽或胃移位而來的,二是食管微生物組在取樣和培養(yǎng)方面具有挑戰(zhàn)性,在一定程度上限制了人們對食管菌群的研究。近年來,隨著食管組織活檢等技術(shù)的普及,人們對于食管菌群有了全新的認(rèn)識,有研究揭示了健康人群中3種不同的細(xì)菌群落類型:鏈球菌屬(包括輕型鏈球菌、口腔鏈球菌、肺炎鏈球菌)為主型、普雷沃菌屬(產(chǎn)黑色素普雷沃菌和蒼白普雷沃菌)和韋榮球菌屬為主型,以及嗜血桿菌屬(Haemophilus)和羅氏菌屬(Aoha)為主型。同時,食管菌群與人體健康與疾病有密切聯(lián)系,包括胃食管反流病、Barrett食管、食管癌、嗜酸性食管炎等疾病都被證明與食管菌群紊亂相關(guān)。 3.胃 胃是人體非常重要的一個消化器官,它含有蛋白水解酶和胃酸,能夠?qū)z入體內(nèi)的食物進(jìn)行消化。由于其特殊的酸性環(huán)境,許多細(xì)菌的生長都會受到抑制。幽門螺桿菌(Helicobacter pylori,H.pylori)是人類*知名的致病性胃菌群成員,在沒有幽門螺桿菌感染的情況下,胃微生物群與口腔菌群有很高的相似性;有幽門螺桿菌感染的個體其胃內(nèi)微生物的a多樣性(Alpha多樣性:指一個特定區(qū)域或生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的多樣性,是反映豐富度和均勻度的綜合指標(biāo))會顯著降低。正常成人胃內(nèi)的優(yōu)勢菌屬包括鏈球菌屬、桿菌屬、腸桿菌屬、纖毛菌屬、韋榮球菌屬、假單胞菌屬和螺桿菌屬。 4.小腸 小腸位于腹中,上銜幽門,下接盲腸,其功能主要包括消化、吸收、分泌和運動。由于腸道蠕動速度快、腸分泌殺菌物質(zhì)導(dǎo)致小腸菌群數(shù)量較少(103~105CFU/ml),而小腸中細(xì)菌異常增多的現(xiàn)象稱為小腸細(xì)菌過度生長,這一現(xiàn)象往往會導(dǎo)致一系列的胃腸道癥狀。小腸菌群易受環(huán)境、飲食、時間影響,隨著小腸部位的變化會出現(xiàn)獨特的微生物組成:十二指腸中以需氧菌和兼性厭氧菌為主,如鏈球菌屬(Streptococcus)、普雷沃菌屬(Pr
腸道菌群與機(jī)體免疫(精) 作者簡介
付祥勝,醫(yī)學(xué)博士,成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院主任醫(yī)師,教授,博士研究生導(dǎo)師,國家自然科學(xué)基金項目評審專家,教育部學(xué)位論文評審專家,美國辛辛那提大學(xué)訪問學(xué)者。近年來,主要從事腸道菌群與結(jié)直腸腫瘤免疫領(lǐng)域研究。主持國家自然科學(xué)基金面上項目1項、四川省科技廳課題等10余項。在International Jourmalof Cancer等國際期刊發(fā)表論文40余篇,擔(dān)任BioMed Research International編委, 以及Clinical Cancer Research等20余個國際期刊審稿人。
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