无菌动物在饮食干涉肠道菌群研究中的应用

膳食干涉对肠道菌群与健康的影响已成为医学健康领域的研究热点,从发展来看,肠道菌群有可能会成为研究饮食方式、保健食品、中药制剂等对人体健康影响的重要靶标。然而,肠道菌群由于其复杂性,研究它和饮食干涉的关系对动物模型有高标准的要求,无菌动物体内外不携带任何活的微生物和寄生虫,在生物医学及人体疾病和健康等方面均有一定的应用和研究,是当前肠道菌群研究中应用最多的基础动物模型。采用无菌动物构建人源菌群动物是研究饮食、菌群与健康关系的常用方式。本文主要综述无菌动物构建人源菌群动物的研究应用及饮食干涉对肠道菌群的影响。     

无菌动物在肠-肝轴研究中的应用前景

肠道和肝之间通过肠-肝轴紧密相连，肠道疾病可以影响肝功能，肝疾病也可以诱发肠道菌群和功能的改变。无菌动物是一种身体所有部位都没有任何活的细菌、真菌、病毒及寄生虫的动物，无菌动物的出现为研究微生物与宿主之间的相互作用提供了有力的实验工具。同时，由于无菌动物缺乏正常肠道菌群的特点，它在肠-肝轴的研究中也起到了极大的推进作用。本文将对无菌动物在肠-肝轴中的应用前景做简要综述。     

无菌猪的研究进展

无菌猪是采用现有微生物检测技术,检测不出活的微生物（包括细菌、真菌、寄生虫和病毒等）的一种特殊模式动物,在现代畜牧生产和医学生物学研究中具有重要的科学价值。无菌猪最早用于畜牧生产的疫病净化,研究肠道菌群与动物疫病之间的关系。无菌猪和人在解剖、生理及遗传上具相似性、无微生物背景干扰,目前在医学生物学研究肠道菌群与生长发育与疾病发生发展等方面发挥着重要作用,也作为以肠道菌群为靶点的预防、诊断及治疗新技术研究的特殊动物模型。本文主要综述无菌猪的特性、研究进展及未来的发展方向。     

无菌动物在人类健康和疾病研究中应用

随着肠道菌群与人类疾病及健康的关系研究的深入,已证实肠道菌群不仅构成黏膜屏障、参与食物消化、刺激免疫及胃肠功能发育,而且作为内化的环境因素参与肥胖、糖尿病、IBD、肿瘤等多种疾病的发生,肠道菌群与人类疾病及健康关系研究的深入对动物模型提出了新要求.无菌动物作为微生物背景最清晰的动物,可有效地对菌群、基因及其它环境因素进行控制,是研究肠道菌群对人类疾病及健康的影响的最有效的动物模型.利用无菌动物构建的悉生动物模型及菌群人源化动物(HHA动物)模型已在肠道茵群对宿主生理功能的影响、代谢性疾病发生、药物代谢等研究领域广泛应用.     

基于无菌动物研究肠道微生物与类风湿关节炎发病相关性

肠道微生物与宿主的生长发育、免疫、代谢等方面均密切相关，但肠道菌群与宿主之间复杂的相互作用在很大程度上仍然是未知的。目前无菌动物已成为探索肠道微生物与宿主相互作用的重要工具，多项研究使用无菌动物模型探讨肠道菌群在宿主代谢、机体免疫系统的发育和成熟等方面的作用，其中包括肠道菌群在自身免疫性疾病发病及预后中的作用。研究发现，肠道菌群作为环境因素之一可能参与类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）发病，然而其因果关系未明。本文将对使用无菌动物探讨肠道微生物参与类风湿关节炎发病的相关性研究作一综述，为进一步深入研究肠道菌群在RA发病中的作用及机制研究提供理论依据。     

国内无菌动物无菌检查的现状与分析

无菌动物已应用到医学和生物学研究的各个领域。本文简要介绍了国内无菌动物无菌检查方法的现状,并结合现行国内实验动物微生物检测标准与一些国家药典的无菌检查方法,阐述现行方法的局限性及无菌动物无菌检查中的影响因素。提出目前我国无菌动物的无菌检查技术在取样、培养基的选择与灵敏度、环境与人员控制,以及结果判断等方面有待于进一步完善与改进。     

无菌猪的制备与微生物质量控制

菌群与宿主相互关系等热点研究促进了对无菌动物需求的迅猛发展。无菌猪作为一种特殊的模式动物,其在科学研究中不仅排除了背景微生物因素的影响,而且与常用的无菌小鼠相比,其在解剖、生理、代谢等方面与人更为相似,因此在生命科学研究领域具有重要的应用价值。本文结合现有国外无菌猪研究进展和本实验室在无菌猪研究积累,就无菌猪的制备与微生物质量控制进行简要探讨。     

呼吸道菌群与呼吸系统疾病研究进展

人体呼吸道由上、下两个部分组成,作为与外界的通道,上、下呼吸道都应该是微生物栖息地,但是长时间以来对于下呼吸道菌群的认识濒于空白,人类微生物组计划［1］（human mi-crobiome project,HMP）也没有把下呼吸道菌群研究列入研究范围,主要原因如下：（1）由于呼吸道上皮细胞的纤毛摆动和黏液的作用,细菌和其他颗粒物质被推向上呼吸道或沉降到呼吸道壁上,到达不了下呼吸道,加上传统微生物培养技术的局限性,所以传统观点认为下呼吸道是无菌的;（2）下呼吸道取样困难,临床上主要通过“自然咯痰法”［2］获取痰样来分析下呼吸道中的菌,但是样本会通过口咽部,造成污染,无法准确反映下呼吸道菌群状态。近年来随着支气管镜技术应用于下呼吸道样本采集、高通量测序等基因组学技术［3］广泛应用于机体菌群分析,人们对下呼吸道菌群的认识由浅入深有了突飞猛进的发展。本文综述了近年来关于人体下呼吸道菌群研究的新进展,特别关注了健康和呼吸道疾病状态下呼吸道菌群组成差别,探讨分析了下呼吸道菌群与呼吸道疾病的可能联系,以期从菌群调整角度为呼吸道疾病的治疗提供新思路。     

宏基因组学和代谢组学在人类肠道微生态研究中的应用

人类胃肠道中寄居着庞大复杂的微生物,它们与人类健康和疾病有着密切的关系.采用宏基因组学研究技术分析肠道微生物,能在更高层次上揭示肠道菌群与宿主的关系,代谢组学相关技术能测量人体肠道生态系统某个时间点或整个时程的代谢动力学或代谢流.本文综述了宏基因组学和代谢组学相关技术在肠道菌群引起的人类疾病的可能应用.     

肠道菌群与中枢神经系统疾病

肠道菌群是人体健康和疾病转换过程中重要的环境因素,它不仅参与了脑-肠轴活动,还可对中枢神经系统(CNS)相关疾病的发病起到关键作用。该文综述了肠道菌群在CNS疾病中的作用机制,并且概括了微生态制剂和粪便微生物移植技术在CNS疾病中的应用前景。目的在于提高临床医师对肠道菌群与宿主关系的认识,为CNS疾病的临床诊疗提供新思路。     

菌群培养组学及其在皮肤病研究中的应用进展

 皮肤菌群在维持皮肤稳态中发挥重要作用并参与多种皮肤疾病的发生发展。既往研究主要通过高通量测序技术揭示人体皮肤菌群的组成和特征,但这一技术存在偏倚和局限,且难以深入开展单个菌株的功能研究。培养组学通过高通量培养技术分离菌株,结合质谱技术和16S rRNA测序鉴定菌种,进而深入分析菌株功能,可以挖掘生理状态下皮肤菌群多样性,同时推动疾病状态下皮肤共生细菌物种和菌株水平的研究。健康人皮肤菌群培养组学增加了可培养的皮肤细菌数量,并揭示了皮肤菌群碳源利用模式的多样性和皮肤菌群的个体特异性。培养组学可以动态观察皮肤病治疗过程中皮肤菌群的变化,揭示维持皮肤菌群多样性对皮肤稳态的重要意义,并筛选得到在银屑病、皮肤慢性创伤等皮肤病治疗中有益的特定菌株。随着培养组学方法的完善及多组学联合运用的发展,菌群培养组学将成为皮肤病学研究不可或缺的重要方法。     

肠道微生物在神经退行性疾病中的研究进展

肠道微生物可以影响中枢神经系统.肠道微生物能够调节神经系统、内分泌系统、免疫系统等,进而影响神经退行性疾病的发生发展.本文总结了肠道微生物研究的发展历史,重点综述了近年来阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化等神经退行性疾病在肠道微生物上的研究进展.肠道微生物稳态的破坏是影响神经退行性疾病发生发展的重要因素,而重构肠道微生物稳态,如抗生素与益生菌治疗,以及粪便移植等方式或可成为神经退行性疾病治疗研究的新方向.     

粪菌移植在胃肠疾病及非胃肠疾病临床应用研究的证据现状

粪菌移植（FMT）是指将来自健康供者的粪便微生物群通过各种方法移植到患者的胃肠道中,目的是恢复患者正常的微生物群并治疗疾病。FMT最有效和最充分的研究指征是复发性难辨梭菌感染（rCDI）。目前正在探索FMT作为其他胃肠疾病的潜在疗法,如炎症性肠病（IBD）、肠易激综合征（IBS）等;虽然尚无足够证据推荐FMT用于非胃肠疾病,如慢性疲劳综合征、帕金森病、肥胖和代谢综合征,以及多发性硬化症等,但是FMT在非胃肠疾病治疗方面正在迅速兴起。因此,本文主要综述FMT临床应用研究的证据现况。     

无菌鼠模型在结直肠癌研究中的应用

越来越多的证据表明，肠道微生物群的组成与结直肠癌的发生发展密切相关。无菌动物模型，尤其是无菌鼠模型简单、易获得，为研究微生物群、结直肠肿瘤及机体间的复杂关系提供了重要工具。无菌鼠模型的建立主要通过剖腹产及无菌隔离器饲养和繁育来实现。在此基础之上，可以根据特定的研究目的，建立转基因或药物诱导的特殊类型无菌鼠模型。目前，无菌鼠模型在结直肠癌研究中已经得到了广泛应用。基于无菌鼠模型的研究结果表明，微生物或微生物群可以激活免疫和诱发炎症，从而促进结直肠癌的发生发展；同时也证明，微生态失衡与结直肠癌的发生发展相辅相成、互为因果关系。由于无菌鼠模型是研究微生态失衡所致的结直肠癌及相关疾病研究重要且有效的研究载体，因此，值得进一步推广应用。     

肠道菌群与女性生殖疾病的关系研究进展

肠道菌群的形成和增殖始于出生,其组成的改变主要取决于遗传、营养和环境因素。人体肠道内定植着千余种细菌,有高度的多样化。随着高通量测序技术、生物信息学和培养组学的发展,使得研究者能够更深入地探索微生物群的组成及其功能,肠道菌群与人体疾病之间的相关性研究蓬勃开展。肠道菌群在人体的生理、代谢、营养和免疫功能中都起着重要的作用,肠道菌群与宿主之间的微妙平衡影响不同疾病的发展。越来越多的研究聚焦于肠道菌群改变与女性生殖疾病的关联。从动物模型研究到人体研究,目前已有多项研究结果表明肠道菌群整体多样性的改变、特定细菌丰度的变化以及菌群比例的失衡与女性生殖疾病密切相关,如多囊卵巢综合征、子宫内膜异位症、妊娠并发症和不良妊娠结局,但目前对其机制的研究还很有限。以特定肠道菌群或其代谢物为靶点,在女性生殖相关疾病的诊断和治疗的临床研究中已初步展露效果。未来需要进一步地开展机制研究明确肠道菌群与女性生殖相关疾病的因果关系,以及设计更为严谨的临床试验明确有效治疗的标准,为肠道菌群在疾病预防、诊断和治疗中的应用提供更多依据。本文拟对肠道菌群与多囊卵巢综合征、子宫内膜异位症以及复发性流产的关系研究进展进行综述。     

Alterations in the oral microbiome in HIV infection: causes,effects and potential interventions

A massive depletion of CD4⁺ T lymphocytes has been described in early and acute human immunodeficiency virus (HIV) infection, leading to an imbalance between the human microbiome and immune responses. In recent years, a growing interest in the alterations in gut microbiota in HIV infection has led to many studies; however, only few studies have been conducted to explore the importance of oral microbiome in HIV-infected individuals. Evidence has indicated the dysbiosis of oral microbiota in people living with HIV (PLWH). Potential mechanisms might be related to the immunodeficiency in the oral cavity of HIV-infected individuals, including changes in secretory components such as reduced levels of enzymes and proteins in saliva and altered cellular components involved in the reduction and dysfunction of innate and adaptive immune cells. As a result, disrupted oral immunity in HIV-infected individuals leads to an imbalance between the oral microbiome and local immune responses, which may contribute to the development of HIV-related diseases and HIV-associated non-acquired immunodeficiency syndrome comorbidities. Although the introduction of antiretroviral therapy (ART) has led to a significant decrease in occurrence of the opportunistic oral infections in HIV-infected individuals, the dysbiosis in oral microbiome persists. Furthermore, several studies with the aim to investigate the ability of probiotics to regulate the dysbiosis of oral microbiota in HIV-infected individuals are ongoing. However, the effects of ART and probiotics on oral microbiome in HIV-infected individuals remain unclear. In this article, we review the composition of the oral microbiome in healthy and HIV-infected individuals and the possible effect of oral microbiome on HIV-associated oral diseases. We also discuss how ART and probiotics influence the oral microbiome in HIV infection. We believe that a deeper understanding of composition and function of the oral microbiome is critical for the development of effective preventive and therapeutic strategies for HIV infection.