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肠道内多形拟杆菌与人胖瘦密切相关 2020-02-13 10:50

研究发现肠道内多形拟杆菌与人胖瘦密切相关。发现肠道内的多形拟杆菌与人的胖瘦密切相关,相关成果已经在线发表于国际著名医学期刊《自然·医学》。

中国肥胖人群肠道菌群特征怎样,如何影响人体代谢水平,是否可以利用肠道共生菌开发减肥药物?上海交通大学医学院聚焦青少年肥胖人群的肠道菌群研究,首次揭示中国青少年肥胖的肠道菌群组成,发现多形拟杆菌能够降低普通饮食和高热量饮食状态下脂肪含量,延缓体重增长速率。

多形拟杆菌具有代谢谷氨酸盐的能力,而谷氨酸盐是日常生活中味精的主要成分;既往健康营养学调查显示,谷氨酸盐摄入有促进中国成人超重的发生风险。研究团队发现,多形拟杆菌灌胃可降低小鼠血清谷氨酸浓度,增加脂肪细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化过程,从而降低脂肪堆积,达到减重效果。

为了进一步证明多形拟杆菌在减肥中的作用,研究团队还分析了接受减重手术的肥胖患者手术前后的肠道菌群特征谱改变,发现肥胖患者肠道内下降的多形拟杆菌在减重手术3月后即明显升高,恢复至正常体重人群水平。同时,术后血清谷氨酸水平亦明显下降,同样接近正常体重对照人群。这些研究结果提示多形拟杆菌水平的恢复可能有助于肥胖患者的减重过程。

肠道内多形拟杆菌与人胖瘦密切相关

基于队列人群、动物及临床干预等多层次证据,研究人员认为,多形拟杆菌有望成为新的益生菌研发靶点,用于减肥药物或食品开发。当然,长期的临床安全有效性还需要更多的随访干预研究证实。

研究对肥胖和正常体重人群进行肠道菌群宏基因组测序及多组学分析。

结果显示,小鼠口服多形拟杆菌可降低血清谷氨酸浓度,并缓解饮食诱导的体重增加和肥胖。肥胖患者肠道内较低丰度的多形拟杆菌,在患者接受减重手术3月后其丰度明显升高,随后恢复到正常体重人群水平,同时,术后血清谷氨酸水平也明显下降,同样接近正常体重对照人群(图1)。

肠道内多形拟杆菌与人胖瘦密切相关

图1 正常体重人群(左)和肥胖人群(右)的肠道菌群组成差异

这些研究结果提示,多形拟杆菌水平的恢复可能有助于肥胖患者的减重过程。

肠道菌群对肥胖发生的直接诱发作用,是肥胖发生的致病原因。

目前,国外研究多以欧洲、非洲裔美国人群为研究对象,报道了肥胖人群肠道菌群结构和功能较正常体重人群发生明显改变,表现为肠道菌群的多样性下降,基因数目显著降低。部分研究观察到拟杆菌门与厚壁菌门比值降低,这种变化在体重减轻后显著恢复; 但也有研究并未看到拟杆菌门与厚壁菌门比值在肥胖人群中下降。研究表明肠道菌群紊乱与肥胖相关。

进一步通过粪便移植实验将胖瘦不同的双胞胎粪便分别移植入无菌小鼠体内,发现小鼠即相应出现胖瘦不同的表型,这项研究明确阐述了肠道菌群对肥胖发生的直接诱发作用,是肥胖发生的致病原因。那么,具体哪些肠道细菌异常、又通过何种方式导致肥胖的呢?目前能够明确的调节体重的肠道共生菌屈指可数,具体机制不清,亟待进一步的研究。

肠道内多形拟杆菌与人胖瘦密切相关

高质量、临床表型均质化的队列研究是研究成果的关键。

构建极端肥胖表型标本库为难点之一,高质量、临床表型均质化的队列研究是取得高水平研究成果的关键。如果将入组标准放宽,会产生很多噪音信号,干扰后续分析。提高入组标准就意味着要花更多精力和时间选择患者。

2007年启动中国青少年肥胖遗传学研究,主要研究对象为15~30岁、BMI>30 kg/m2、籍贯为华东地区的汉族单纯性肥胖患者,严格排除继发性肥胖,并纳入年龄、性别、籍贯等匹配的正常体重对照人群。用超过10年的时间,目前已经建成1500例青少年肥胖患者与1500例正常对照的队列。此次在肥胖患者肠道菌群方面取得的突破就是来源于这一队列人群。

为未来针对中国人减肥药物的开发提供了全新的方向和候选菌株。

该研究以中国汉族年轻肥胖患者和严格匹配的正常对照人群为研究对象,第一次揭示了中国人群肥胖相关的肠道共生菌,并且建立了肠道共生菌与血清代谢物之间的相关性。由于肠道菌群本身受到年龄、地域、人种等多因素影响,而国人的饮食特征和遗传背景与西方人群相差甚大,菌群特征也存在较大差异。

这项工作无疑为未来针对中国人减肥药物的开发提供了全新的方向和候选菌株。

肠道内多形拟杆菌与人胖瘦密切相关

我国3成超标或肥胖患者。

随着生活方式改变,肥胖发病率在世界范围迅猛增加,已成为蔓延全球的公共卫生问题。我国肥胖现状也不容乐观,我们团队与中国疾病控制中心合作完成的中国慢病调查研究显示,我国超重和肥胖总患病率高达33%,2型糖尿病患病率11.6%,成为全球患病人数最多的国家。

肥胖是2型糖尿病、心血管病、癌症等慢性非传染性疾病的重要发病危险因素,危害人民健康并造成沉重医疗负担。

维持正常的肠道菌群状态会延缓或预防代谢疾病的发生。

研究结果进一步证明肠道菌群对人体代谢的重要性。我们发现肠道菌群的改变可以通过改变人体血清代谢物水平从而增加肥胖及糖尿病、心血管病等并发症的发生风险,靶向调节肠道菌群有可能成为肥胖干预新的契机。饮食、运动、益生菌等诸多因素都可以作用并调节肠道菌群。

因此,通过摄入高纤维、低脂肪低热量饮食、食用被证明具有代谢获益的益生元或者益生菌维持正常的肠道菌群状态会延缓或预防代谢疾病的发生。