肠道微生物组研究重大突破:明确因果关系、优化治疗策略与模型选择

【字体: 时间:2025年03月05日 来源:Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology

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  研究人员开展肠道微生物组研究,评估了临床前模型在疾病研究中的作用,为相关研究提供重要指导。

  肠道微生物组是人体肠道内数万亿微生物的集合,它就像一个神秘的 “小宇宙”,与我们的健康息息相关。近年来,越来越多的研究发现,肠道微生物组不仅参与人体的新陈代谢,还在免疫反应和神经元功能调节等方面发挥着关键作用。一旦这个 “小宇宙” 的平衡被打破,肠道微生物组的组成发生改变(即菌群失调 Dysbiosis),就可能引发各种健康问题,从常见的代谢紊乱,到复杂的神经系统疾病,如自闭症谱系障碍(ASD),都与之有关。
然而,目前科学界在肠道微生物组研究方面仍面临诸多挑战。一方面,确定肠道微生物组与疾病之间的因果关系极为困难,很难判断是微生物组的变化导致了疾病,还是疾病引起了微生物组的改变。另一方面,现有的临床前模型在模拟人体真实情况时存在不足,难以准确预测微生物组相关干预措施在人体中的效果。为了攻克这些难题,推动肠道微生物组研究从基础走向临床应用,来自多个国际机构的研究人员,包括 Technical University Munich、Université Paris-Saclay 等,开展了一项重要研究。该研究成果发表在《Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology》杂志上,为肠道微生物组研究指明了新方向。

在这项研究中,研究人员主要采用了德尔菲调查(Delphi survey)的方法。他们组建了由多领域专家构成的指导委员会和专家小组,通过全面的文献回顾、专家研讨,精心设计了包含 11 个陈述的调查问卷。问卷分为两部分,分别聚焦于临床前模型在确定因果关系中的作用以及微生物组相关治疗的应用。调查借助 Clininfo 平台在线开展,历经两轮,最终达成了一系列共识,为肠道微生物组研究提供了关键指引。

研究结果具体如下:

  • 因果关系评估:在肠道微生物组与多种临床疾病的因果关系方面,研究发现,炎症性肠病(IBD)、肥胖症、2 型糖尿病(T2DM)和肝脏疾病与肠道微生物组存在较强的因果关系,认可度分别达到 92.93%、89.32%、88.30% 和 88.30%。然而,肠道微生物组与自闭症之间的因果关系尚未达成共识,尽管 63.54% 的专家认可存在因果证据,但由于研究样本和方法的限制,这一关系仍不明确。
  • 临床前模型评估:在各类临床前模型中,动物模型在确定因果关系方面获得了较高的认可度,尤其是人源化微生物群动物模型(HMA),获得了 92.08% 的积极共识。基因修饰动物模型和化学诱导模型也分别得到 87.13% 和 80.41% 的认可。虽然啮齿动物模型在模拟人类疾病方面存在一定局限性,但在大多数疾病研究中,其对阐明肠道微生物群与疾病的因果关系仍至关重要,不过在自闭症研究中的认可度较低(57.5%)。此外,器官类器官(Organoids)和器官芯片(Organ-on-a-chip)系统在研究肠道微生物群的因果作用方面也得到了一定程度的认可,但也面临着样本供体差异大、缺乏标准化等问题。
  • 治疗干预评估:在治疗干预方面,肠道微生物组调节被广泛认为是治疗多种疾病的有前景的方法,如 IBD、肥胖症、T2DM 和肝脏疾病等。具体的干预措施中,饮食干预在所有疾病中都表现出良好的前景,而益生菌、粪菌移植(FMT)等措施的有效性在不同疾病中尚未达成共识。在临床前模型的选择上,猪和非人灵长类动物模型因其与人类生理的相似性,在研究治疗干预方面获得了积极共识,而果蝇、线虫和斑马鱼等模型则不太适用于研究人体肠道微生物组相关疾病12

研究结论和讨论部分指出,本次德尔菲调查为肠道微生物组研究提供了宝贵的见解。一方面,明确了肠道微生物组在多种疾病中的治疗潜力,为开发新的治疗策略奠定了基础。另一方面,也揭示了当前研究中存在的问题,如临床前模型的标准化、不同模型结果的可比性等。未来,研究人员需要进一步优化临床前模型,加强多组学方法的整合,开展更多纵向研究和个性化医学研究,以填补基础研究与临床应用之间的差距。同时,还需解决伦理、监管和经济等方面的挑战,确保微生物组相关的诊断和治疗能够公平地惠及全球患者。

这项研究成果意义重大,它为肠道微生物组研究提供了全面的指导,有助于研究人员更准确地选择临床前模型,深入探究肠道微生物组与疾病的关系,开发更有效的治疗方法,从而推动肠道微生物组研究领域的发展,为人类健康带来新的希望。
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