从猎人聚集到工业化,我们的肠道微生物组在环境压力下改编和演变。现代化期间正在看到饮食模式和医疗实践的变化,这些饮食模式和医学实践在几代内推动了肠道微生物群落的恶化。反过来,这有助于解释工业化社会慢性疾病的目前上升。

一个新的意见文章Erica D. Sonnenburg和Justin L. Sonnenburg来自斯坦福大学医学院探讨与现代生活方式有关的变化的对人类健康的影响,这些改变在不同群体的肠道微生物组中反映。

随着时间的推移,人类已经与微生物群合作。主要消耗基于植物的饮食的祖先人类社区患有肠道微生物瘤型,这很好地适应消耗微生物群可接近的碳水化合物(MAC)和具有类似于该微生物群型的人类基因组。

然而,高级产业化的低Mac饮食和抗生素导致了改变的肠道微生物群,物种降低,降解纤维和富集粘液降解的微生物和含有抗生素抗性基因的细菌物种。作者来说,肠道微生物群的这些现代变化叫做“微生物亚洲功能不全综合征” - 可能导致我们的祖先微生物遗产的丧失,并且对消失的微生物的恢复是非常不可能的。

现代人群的肠道微生物组织改变的几个驱动因素包括交付类型,抗生素使用,饮食和卫生。例如,在肠道细菌物种上的Macs中的西式饮食低的影响已经充分了解地理上和文化多样化的人口,导致肠道微生物的组成转变,根据从觅食生活方式到工业化的过渡程度而变化。此外,甚至更戏剧性地,这些班次仍然是显而易见的和不可逆转的超过四代老鼠

虽然微生物群的基因可以容易且迅速适应环境刺激的短期暴露(例如,西方饮食和抗生素的滥用使用),人类基因组可能需要几代以适应。作者表明,这种不相容性可能有助于解释现代健康疾病的增加,例如与炎症有关的病症和非传染性的慢性疾病。For instance, genes that promote calorie restriction were useful among the nomadic human population where food resources were scarce, but many generations passed before their expression decreased in today’s society, with the rise in obesity-related disorders, as an adjustment of the human genome to the current obesogenic environment.

虽然在尝试表征我们的预工业化祖先的人类微生物群时出现一些警告,但关键差异允许我们将传统的肠道微生物群区分从工业化种群中的微生物群。这些差异包括:

  • 在工业化种群中罕见的传统微生物群中的细菌素富集,如Fvootellaceae.spirochaetaceae.Succinivibrionaceae虽然它们在肠道中的角色目前未知,但这些分类群(名称消失和/或对人类的工业化社会负相关)代表了传统人群的肠道微生物群的三分之一,而他们几乎缺席工业化人口。
  • 没有粘液降解酶和粘液消耗物种的不存在或低存在(例如akkermansia muciniphila.)和低伯曲面在传统人口中大量存在。
  • 传统群体的细菌系统发育和碳水化合物活性酶多样性较高。从泰国到美国的移民已经证明了这一点丧失参与降解某些类型的植物的酶
  • 在野生环境中,在野生环境中的季节性可用性中,存在不同的微生物群落组成模式(与工业化种群的缺失相比),如研究所研究坦桑尼亚的Hadza Hunter-Callers

作者假设在长期未来,人类基因组可能适应工业化种群中的微生物组。因此,这些新的宿主微生物群相互作用可能导致对西方人群的免疫,代谢甚至中枢神经系统相关疾病的易感性,可能是通过选择使宿主达到慢性疾病的基因。

为了通过针对肠道微生物群来改善健康,提出了两种主流策略。首先是全人口干预措施,包括改变饮食和减少抗生素的不当使用,然后是针对对一般干预措施没有反应的非传染性慢性病患者的个性化策略。第二种策略包括支持早期健康肠道微生物群的个性化组装。这样做的策略可能包括以植物为基础的高mac饮食、富含mac的工程食品、重新引入有益的祖先类群和益生元。

虽然需要进一步研究以更好地探索工业化对肠道微生物群的功能影响,目前的调查结果表明,肠道微生物群是一种重要的杠杆,可能有助于预防或治疗当前慢性疾病的上升。在这方面,研究传统人群的肠道微生物群是帮助我们构建健康肠道微生物群的组成的整体情况。

参考:

Sonnenburg ed,Sonnenburg JL。祖传和工业化的肠道微生物群和人类健康的影响NAT Rev Microbiol.。2019年;17(6):383-90。DOI:10.1038 / S41579-019-0191-8。