述评专家：徐运教授 南京大学鼓楼医院神经科主任，主任医师

据WHO报道，2016年因慢性非传染性疾病死亡的人数有1790万，占全部死亡人数的31%。疾病治疗所需的社会经济成本、护理成本及医保支出也呈指数型的增长，给社会及家庭造成沉重的负担。如何早期预防、识别这些致死致残性疾病，延缓疾病的进程，成为全球医务工作者关注的热点。为解答上述问题，微生物学科提供了新的选择。近十余年来，科学家们逐渐意识到肠道微生物群和微生物组几乎在所有系统中发挥维持体内平衡及调节作用，包括中枢神经系统、内分泌系统、皮肤、免疫系统、心血管系统、呼吸系统、消化道系统、骨骼肌肉系统以及泌尿/生殖系统^[1]。

自人类出生开始，定植、共生的肠道菌群即对机体产生局部或系统的影响，通过多种机制（调节免疫发育、病原体抵抗、干扰靶器官功能等）对机体产生有益作用^[2]。然而，数万亿的肠道微生物以及他们遗传物质的表达，对机体产生影响的机制仍有许多疑问值得探索，哪些菌群对特定疾病是有益的，哪些是有害的？疾病的发展过程中，菌群组的变化如何？等等。如果能解答出上述疑问，或许能更精准地调节菌群及其组分，服务于疾病的诊治。

今年，Cell上发表了两篇微生物组相关简要介绍，一篇是犹他大学医学院微生物与免疫学学系病理学系的Hill JH等人发表的“Microbiota effects on host physiology”（《微生物对宿主生理的影响》）^[1]。文中总结并阐述了微生物作用于机体的机制、代谢产物，机制包括屏障功能、免疫调节、定植抗力和发育等；主要代谢产物包括：外膜组分（肽聚糖、脂多糖、鞭毛蛋白和多聚糖A等），代谢产物（短链脂肪酸,次级胆汁酸,色氨酸代谢物等），新型产物（“遗传暗物质”如AimA和BefA）。此报道为研究者们理解肠道菌群以及疾病发生机制提供了新思路。另一篇是加州大学洛杉矶分校综合生物与生理学系Gulistan Agirman等人发表的“The microbiota-gut-brain axis”（《微生物-肠道-大脑轴》）^[3]，文中指出，神经元的产生、分化、成熟，以及大脑免疫、血脑屏障通透性、大脑结构和神经回路的正常，均与肠道菌群与中枢神经系统的互动、神经内分泌的相互影响有关。通过微生物-肠-脑轴通路，肠道菌群（分段丝状细菌、脆弱拟杆菌、产生短链脂肪酸的细菌、罗伊氏乳杆菌、长双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌）分泌多种神经调节剂，操控神经系统、生长发育、免疫系统等，影响机体的行为和(或)大脑功能。此外，下丘脑-垂体-肾上腺轴、门脉系统也参与了肠道菌群对机体的影响。

去年，爱尔兰科克大学解剖和神经科学系的John F Cryan在Lancet Neurol杂志上发表的“The gut microbiome in neurological disorders”（《肠道微生物群在神经系统疾病中的作用》）一文中，综述了微生物-肠-脑轴的失调与神经系统疾病的密切关联^[4]。除了阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统退行性变以外，自闭症谱系障碍、脑损伤、多发性硬化和脑卒中的发生发展，与肠道菌群的神经调节密不可分。此外，新生儿与老年人的认知功能，与肠道菌群多态性息息相关，然而横断面研究的局限性以及较小的样本量，亟待进一步的大样本量、队列研究进一步证实二者的因果关联。

基于微生物-肠-脑轴干预靶点开发的药物，科学家们开始用于探索治疗多种神经系统疾病，发现能够潜在降低精神症状（焦虑、抑郁和精神异常），缓解心理疾患（自闭症），改善认知功能，以及多发性硬化症和帕金森症等^[4]。肠道微生物靶向干预联合传统药物治疗可能比单纯传统药物治疗更有效^[5]。

这一领域的研究尚处于起步阶段，随着科学家们对微生物-肠-脑轴的进一步研究，可以揭露出更清晰确切的机制、作用靶点。为疾病治疗提供新的理论依据与研究方向，减少患者的医疗负担、家庭负担及国家负担，为广大患者带来更高的生存质量。

参考文献

[1]Hill JH, and Round JL. SnapShot: Microbiota effects on host physiology. Cell. 2021;184(10): 2796-2796.e1.

[2]Collins SM, Surette M, Bercik P, et al. The interplay between the intestinal microbiota and the brain. Nat Rev Microbiol. 2012;10(11):735-742.

[3]Agirman G, Hsiao EY. SnapShot: The microbiota-gut-brain axis. Cell. 2021;184(9):2524-2524.e1.

[4]Cryan JF, O'Riordan KJ, Sandhu K, et al. The gut microbiome in neurological disorders. Lancet Neurol. 2020;19:179-194.

[5]Zheng SY, Li HX, Xu RC, et al. Potential roles of gut microbiota and microbial metabolites in Parkinson's disease. Ageing Res Rev. 2021;69:101347.