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编者按:
想要调控肠道微生物生态系统 , 深入了解肠道微生态是关键 。 另外 , 还要充分考虑肠道菌群的个体差异性 。 为满足上述需求 , 体外生态学高通量分析技术应运而生 。
今天 , 我们特别编译了 Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 杂志上发表的题为“ In vitro ecology: a discovery engine for microbiome therapies”的文章 。 希望该文对相关的产业人士和诸位读者带来一些启发和帮助 。
① 微生物组疗法
肠道菌群紊乱与多种疾病的发生密切相关 , 肠道菌群已成为肠道病理学及其它领域新的治疗目标 1。目前调控肠道菌群的策略包括:饮食干预、益生元、噬菌体、小分子、药物、粪菌移植(FMT)和活体生物药(LBPs) 。
然而 , 由于不同方法具有不同优势 , 并且在不同场景下 , 所面临的挑战、作用机制和应用范围也不同 , 因此 , 目前关注特定的微生态调控方法还为时尚早 。
此外 , 鉴于对菌群所存在的个体差异性及对相关反应了解还不充分 , 靶向菌群的调控仍然极具挑战性 。
本文认为 , 在考虑整个肠道微生态系统所存在的个体差异性和时间差异性的同时 , 结合生态学原理和生态系统动力学进行研究 , 对成功调节肠道菌群至关重要 。
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② 面临的挑战
目前已有调控菌群的成功案例报道 。 例如 , 将乳酸杆菌与抗生素联合使用时 , 对艰难梭菌感染(CDI)具有一定的预防作用 2。粪菌移植(FMT)在治疗 CDI 方面成功率极高 , 在某些实例中 , 还报道了粪便替代合成物的成功 2。 虽然 FMT 在其它疾病(例如炎症性肠病或代谢综合征)中也取得了一定的成效 , 但患者反应差异较大 , 强调了在临床研究中分层的必要性 。
膳食补充剂 , 如益生元——低聚果糖或乳果糖未能改善克罗恩病和溃疡性结肠炎的临床结局 3。
虽然无细菌的噬菌体滤液的 FMT 在 CDI 患者中观察到了积极结果 , 但在肠道生态系统中应用噬菌体疗法尚处于起步阶段 4。
目前 , 在商业化生物治疗方法中的另一个热门话题为:小分子对菌群的调控作用 , 但目前还没有菌群靶向药物研制成功 。
病原体靶向抗菌肽(细菌素)已成功用于感染艰难梭菌、粪肠球菌和肠黏附性侵袭性大肠杆菌的动物模型 4, 但针对整个微生物组的调控尚未有成功报道 。
此外 , 还发现了一些其他新的作用机制 。 例如 , 他汀类药物与肥胖人群拟杆菌 2 型肠型患病率的降低有关 , 待确认因果关系后 , 可能会研发出新的菌群调节药物 5。
饮食干预在一定程度上可以改变菌群 , 但尚未实现针对某类微生物的定向调控 。
当前 , 很难对干预结果进行预测 , 因为即使微生物目标是确定的 , 结果也可能会随着微生态环境的不同而变化 。 因此 , 开发针对不同类型的菌群失调的精准微生物疗法远非易事 。
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③ 调控菌群的复杂性
在复杂环境中对单个微生物进行调节 , 通常会牵动整个生态系统 。 肠道细菌通过竞争性或捕食性、共生或互惠的相互作用 6, 促进群落内协同表型和生存依赖性的建立 。这一认识是十分重要的基础 , 它将对解释下一代益生菌 2 、建立(定殖)和持久性(移植)、功能合成群落和粪菌移植 6 中所必需的细菌之间营养协作(交叉喂养)作用至关重要 。
开发和生产多菌株、稳定、高效、受控的微生物联合体 , 需要了解在不同条件下的群落动态 。 LBP 的成功 , 还受到(特定的)常驻细菌和获得性细菌丰度的影响 , 因此需要定量监测细菌丰度及有益菌的活性 5,6。
稿源:(热心肠先生)
【】网址:http://www.shadafang.com/c/hn110Oa4X2020.html
标题:知识科普|Nature子刊:微生物组疗法想要成功,少不了这个方法