肠道菌群是创造健康的工厂
如果说有一样东西对人类来说是极其重要的，那一定是健康。一个人健康生活的最佳方式和一个人能健康生活多长时间是人类的终极追求。几个世纪以来，人们一直在追求健康长寿的秘密。现在，我们越来越意识到，健康的关键不在于身体之外，而在于身体内部。生活在我们肠道内的微生物是保持身心健康的关键。肠道菌群是给我们创造健康的工厂，一个人是否能够保持健康，是由肠道菌群工厂的员工——肠道细菌来决定的。肠道细菌们各自坚守自己的岗位，各司其职，驱动着肠道菌群工厂的正常运行。我们的身心健康，与肠道细菌在工厂里工作的愉悦程度有关。
肠道菌群的主要成员
人类自身细胞数量大约只有人类所携带的细菌数量的十分之一，人体大约携带有10的14次方个细菌，这些细菌的总重量约占人体重的2%左右。微生物几乎占据了我们身体的所有生态位，包括肠道、皮肤、眼睛、嘴巴和鼻子等。肠道是这些微生物最大的定植区域。这些微生物所编码的基因数量是人类自身编码基因的200多倍。
人体整个胃肠道的不同部位具有不同的理化性质，这导致在胃肠道的不同部位具有不同的微生物组成。年龄、疾病、抗生素使用、压力、饮食和生活方式等因素都会影响肠道菌群的组成。据估计，肠道菌群由上千种不同的细菌物种组成。肠道菌群的大多数成员与宿主互惠共生，当宿主生理发生变化时，其中一些可能成为机会致病菌。肠道菌群中有益微生物与有害微生物的平衡最终决定了个体是能够保持健康或是易患疾病。
在过去的十多年里，由于高通量测序技术的发展，我们获得了大量关于肠道微生物的信息。绝大多数人类肠道细菌由厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和放线菌门细菌组成，其中厚壁菌门和拟杆菌门在大多数健康个体中最为丰富，厚壁菌门约占正常菌群的60%以上，拟杆菌门约占20%以上。
研究人员通过比较分析来自不同国家和地区人群的肠道微生物，根据肠道中大量出现的细菌种类的差异，将人体肠道微生物分为三种肠型，分别以拟杆菌属、普氏菌属和瘤胃球菌属细菌为主要菌群。拟杆菌属擅长分解碳水化合物和蛋白质；普氏菌属擅长分解植物多糖和肠道黏液层中的黏液糖蛋白，同时能与免疫系统相互作用；而瘤胃球菌属会帮助细胞吸收过多的糖分。肠型和遗传背景、种族、性别、年龄及体重系数等无关，而与长期的饮食习惯相关。以拟杆菌属为主的肠型与动物蛋白和饱和脂肪酸的摄入过多有关；而以普氏菌为主的肠型则与碳水化合物的摄入有关。
肠道细菌的功能
人类宿主与肠道微生物通过彼此间协同进化形成互惠互利的共生复合体，肠道微生物从人类宿主那里得到庇护和食物，然后以多种方式回报人类宿主，为人类宿主的身心健康保驾护航。这些微生物“勇士们”日复一日地发挥着各种各样的功能，其中最重要和发现最早的功能是碳水化合物的分解，这是人类自身细胞无法完成的。
肠道细菌所编码的基因对人类进化和存活的贡献比人类自身基因更多。这些看似微不足道的微生物将我们从食物中摄取中的蛋白质、脂类和碳水化合物分解成可吸收的形式，可以很容易地被身体吸收。它们还会产生许多人类自身无法合成的化合物，比如某些维生素和抗炎因子。
消化食物中的大部分膳食纤维需要特定的酶，这些酶不能由人类细胞合成，而是依赖于肠道细菌。因此，膳食纤维在通过胃和小肠时不能被消化，而到大肠时被肠道细菌所发酵。近端结肠是细菌多样性最高的场所，因为这里的膳食纤维可利用率最高，因此结肠近端也成为发酵的主要部位。在肠道细菌的帮助下，膳食纤维发酵的主要产物是短链脂肪酸。
丁酸是肠道微生物发酵膳食纤维产生的一种短链脂肪酸。丁酸也是肠道上皮细胞的重要能量来源，在维持结肠稳态中发挥重要作用。许多研究也表明，丁酸可通过其抗炎症和免疫调节作用抑制肿瘤发生。丁酸的抗炎症和免疫调节作用也可以增强宿主防御屏障的各种组成部分。丁酸还被发现可以减少氧化应激并产生饱腹感。肠道菌群中一个最重要的产丁酸菌是普氏栖粪杆菌（Faecalibacterim prausnitzii），该菌也被证明具有抗炎特性。
肠道菌群也负责参与碳水化合物和脂类的消化和吸收的代谢途径的平稳运作，为肠道上皮细胞的更新、肠道完整性的保持、维生素的产生、外源性有害物质的破坏以及强有力的肠道免疫系统的发育提供信号。它还负责抗菌物质的分泌，具有双重有益的作用，例如：有利于有益微生物的生长以及通过定殖抵抗机制抑制病原菌的生长。
人体抵御微生物的第一道防线之一是覆盖在肠道上皮上的黏液层，主要由杯状细胞分泌的糖蛋白组成。细菌性病原体，比如幽门螺旋杆菌、溶组织阿米巴和铜绿假单胞菌，已经进化出利用黏液相关营养物质的机制，破坏肠道黏液层。当病原菌造成这些损害时，肠道另一群细菌会加强肠道屏障功能，主要是由肠道常驻菌和宿主通过饮食获得的有益菌共同完成的。益生菌对胃肠道健康具有许多有益作用，包括增加黏液分泌、增加黏液层分泌型IgA的产生、合成抗菌肽以及增加肠道上皮细胞紧密连接的完整性。所有这些作用一起为胃肠道提供抵御病原微生物入侵的有效屏障。
免疫系统和肠道微生物一直在互相照顾着对方。免疫系统的主要职责是抵御病原体，因此它们需要密切注意这些微生物并将它们视为我们的朋友而不是我们的敌人。免疫系统也时刻保持警惕，以防某些细菌变成机会致病菌。
哺乳动物的肠道具有一种内在的机制可以防止病原菌的定植，这是通过机械屏障和免疫化学屏障来实现的。健康的肠道菌群可以进一步加强这些屏障功能。有益的肠道微生物通过争夺肠道黏膜表面的附着位点和营养物质，与致病性微生物竞争。
肠道菌群通过允许营养物质进入血液并阻止可引起疾病的病原体和毒素进入，来帮助保护肠道黏膜。肠道菌群是一个动态的群体，是通过与宿主数千年的共同进化、淘汰和选择而建立起来的。因此，肠道菌群失衡可能是灾难性的，它可能导致多种疾病的出现，并可能使个体对药物的反应性降低。肠道菌群失衡也可能诱发癌症。肠道菌群失衡是指肠道菌群组成的改变以及随之而来的肠道菌群与免疫系统的同步失败。肠道菌群失调引起的炎症反应可以引发身体不同代谢途径中的一系列事件，进而影响身体的不同器官系统。
配偶选择是另一个直接与肠道细菌相关的功能，这是通过对果蝇的研究发现的。用淀粉为食的果蝇更喜欢与其它以淀粉为食的果蝇交配，而不喜欢以麦芽糖为食的果蝇；而以麦芽糖为食的蝇也喜欢与其它以麦芽糖为食的果蝇交配。这一研究发现是经过近十年的连续监测和数据记录所提出来的。抗生素的使用可以扰乱这一偏好，使得果蝇的交配变得随机。这表明饮食导致的肠道菌群的变化推动了交配行为模式。作为实验的延续，研究人员将从以淀粉为食的果蝇中培养的植物乳杆菌添加到抗生素处理的果蝇的饮食中，它们的交配行为偏好又恢复到了抗生素处理之前的情形。研究人员推测，肠道细菌也可能影响性行为，这种选择性交配也可能是将一个物种一分为二的早期步骤。因此，肠道细菌不仅帮助塑造行为，也可能是进化的主要诱因。
无菌动物和携带有正常菌群的动物在生理和表型方面存在差异。无菌动物的淋巴结体积较小、体温较低、尿素酶和β-葡萄糖醛酸酶活性缺失，器官重量较低。无菌动物也存在形态学、结构和功能异常，比如消化酶活性较高低、血管减少、肌肉壁薄、细胞因子和血清免疫球蛋白产生较低、上皮内淋巴细胞以及派尔淋巴集结数量较少。
婴儿肠道菌群
婴儿在出生时肠道几乎是无菌的，婴儿出生后可以迅速从母亲和周围环境中获得微生物。婴儿在3岁以前，肠道菌群的组成是一直变化的；3岁后，肠道菌群变得成熟，接近成人的水平。生命前3年所获得的肠道菌群在决定一个人生命后期的健康方面起着至关重要的作用。婴儿肠道微生物的定殖具有两个潜在的好处：第一也是最重要的好处是，肠道微生物可以训练婴儿的免疫系统，增强免疫耐受性；第二个好处是，肠道菌群作为一个大的代谢器官，可以分解原本无法消化的食物成分，降解食物中潜在的有毒化合物，比如草酸，并产生一些氨基酸和维生素。
古印度的阿育吠陀医学实践大力推动了孕妇的饮食，强调了怀孕期间该吃什么和不该吃什么。最近越来越多的研究已经证明，母亲的饮食和微生物群落可以对婴儿微生物的定植产生影响。孩子最初是通过母亲的产道获得微生物的。然而，在剖腹产的婴儿中，这一过程是不存在的，因此在婴儿的肠道定植中，母体产道菌群的作用要比非母体来源的环境细菌小得多。20世纪80年代中期我们就已经知道，通过剖腹产打破粪便和产道细菌的传播途径会对婴儿肠道菌群产生重大影响，剖腹产婴儿的肠道菌群多样性比阴道分娩的婴儿更低。
早些时候，医生只有在预料会出现并发症的情况下才建议进行剖腹产。但是在过去的20年里，剖腹产率大幅上升；在我国，剖腹产率高达50%。虽然有些剖腹产是不可避免的，但是大多数实际上是完全没有必要的。剖腹产率的增加与自身免疫性疾病的发病率增加有关，比如1型糖尿病、克罗恩病、多发性硬化症以及哮喘、过敏性鼻炎、皮炎等过敏性疾病等等，尤其是在西方工业化国家更加严重。
不同方式分娩的胎儿肠道细菌定植也存在差异。剖腹产婴儿肠道中以皮肤和医院常见的致病菌占优势，比如葡萄球菌和不动杆菌；而顺产的婴儿肠道中以乳杆菌属细菌占优势。
有研究对产妇粪便、母乳及新生儿粪便菌群进行了分析，发现母亲和新生儿共享一些肠道相关的专性厌氧属（双歧杆菌属、拟杆菌属、副拟杆菌属）、产丁酸菌（粪球菌属、栖粪杆菌属、罗斯氏菌属和罕见小球菌属）和梭菌纲的某些细菌。因此，有人认为母亲的肠道细菌可以通过肠道-乳腺途径到达母乳，进而影响新生儿肠道细菌的定植和免疫系统的成熟。
大量研究也强调了母乳喂养对新生儿最初的肠道细菌定殖的影响，进而对个体身心健康的重要性。众所周知，母乳能够给新生儿提供了大量的营养和具有生物活性的免疫化合物。此外，它还提供大量的有益微生物，包括双歧杆菌。也正是如此，婴儿配方奶粉中也开始添加越来越多的益生菌。虽然已经尝试通过添加不同的益生菌来增强婴儿奶粉配方，但它永远无法与母乳相媲美。
益生菌提供了一种引入和补充有益肠道细菌的简单方法。益生菌在生命早期对肠道菌群的调节作用引起了人们极大的兴趣。在生命的最初几个月里，肠道细菌定植和免疫系统成熟正在进行中，补充益生菌可以在塑造肠道菌群方面发挥极大的作用。综上所述，母亲和儿童的长期健康可以通过母亲在怀孕期间均衡的营养来实现，这可能影响婴儿肠道菌群和免疫系统的发育，从而影响生命早期和晚期的健康。
饮食塑造肠道菌群
饮食是决定一个人肠道菌群组成的主要因素，这种饮食影响从婴儿时期就开始了。纯母乳喂养的婴儿体内双歧杆菌的含量较高，而配方奶粉喂养的婴儿体内拟杆菌、球形梭菌和乳杆菌的含量较高。与植物性饮食为主的人相比，以动物性饮食为主的人的氨基酸发酵产物水平明显更高，碳水化合物发酵产物水平更低，这反映了肠道菌群组成的差异。一项比较素食者和非素食者的肠道菌群组成的研究发现，非素食者的拟杆菌属细菌更多，而素食者的普氏菌属细菌占优势地位。
如果饮食中富含脂肪，肠道菌群可能会发生多种变化，比如保护肠道屏障的双歧杆菌减少。一项研究发现，饮食变化对肠道菌群总体结构变化的影响比遗传因素更大。这又一次证明了我们所摄入的食物类型对我们肠道菌群的形成有着重要的作用。关键细菌的变化可能将健康的肠道菌群转变成致病的菌群。高脂高糖的西式饮食会导致肠道菌群失调，从而影响肠道的代谢活动，进而影响免疫系统功能。
众所周知，宿主的饮食对肠道菌群组成和数量有着深远的影响。通过饮食获得的营养物质都将受到肠道细菌代谢的影响，这可能导致保护性和破坏性代谢物的产生。癌症是基因组和表观基因组不稳定导致遗传和表观遗传变化积累的结果，这些变化将正常健康的细胞转化为癌细胞。肠道有害微生物代谢产物通过对DNA的直接基因毒性作用、调节DNA修复系统以及通过组蛋白乙酰化或CpG岛甲基化改变表观遗传机制来影响DNA。
白细胞是高等动物免疫系统的重要组成部分。大肠杆菌是人类出生后第一批在肠道定居的微生物之一。研究人员通过比较健康小鼠和缺乏白细胞的小鼠的肠道，首次证明了免疫系统影响肠道微生物进化的假说。研究表明，健康小鼠的消化和代谢活动能够迅速适应饮食的变化；而免疫缺陷的小鼠适应这种变化需要更长的时间。具有功能性白细胞的小鼠的肠道菌群组成或多或少是一致的，在饮食转换过程中有效地辅助消化；而缺乏白细胞的小鼠肠道菌群组成完全不同。这项研究表明了免疫系统是肠道菌群组成的规整器。由于免疫系统受损导致的肠道疾病（比如炎症性肠病）的治疗策略可能需要基于个性化，了解患者的肠道菌群并进行相应的治疗是非常重要的。
我们经常听到关于益生菌，益生元和肠道细菌的联系。益生菌是一类有益于宿主健康的活性、非致病性微生物，包括乳酸菌、双歧杆菌以及酵母菌，比如酿酒酵母。益生元是一类对宿主有益的不可消化的食物成分，它们通过选择性刺激肠道细菌的生长，增强它们的活性，从而改善宿主健康，包括乳果糖和抗性淀粉等等。近年来，益生菌额益生元都被纳入食品工业中，以帮助改善肠道菌群组成和人类整体健康。
肠道细菌与疾病
大多数肠道细菌已经与宿主和平共处，不会对宿主造成任何损害。随着环境的改变，这种情况可能会发生改变，细菌与宿主的和平共处也会受到影响，可能导致许多疾病的发生。
1、肠道细菌与肥胖
肥胖是多种因素综合作用的结果，比如不健康的饮食、久坐不动的生活方式、缺乏体育锻炼和遗传因素。越来越多的研究也表明，肠道菌群的组成和多样性在决定一个人的肥胖方面发挥着重要作用。人类和许多其它脊椎动物肠道中最主要的细菌是拟杆菌门和厚壁菌门细菌。研究人员通过对胖子和瘦子肠道细菌的比较研究，阐明了肠道细菌在决定个体肥胖方面的作用。研究表明，瘦子的肠道菌群多样性高，而胖子的肠道菌群组成则没有那么多样化。瘦人肠道中拟杆菌门细菌占优势，拟杆菌门细菌是一类专门将大分子的植物淀粉和纤维分解为更短的小分子以供身体用作能量来源的微生物。
体重增加可归因于某些肠道细菌，因为它们有助于增加单糖的摄取、多糖的加工和宿主细胞中甘油三酯的存储。涉及人类、斑马鱼、老鼠和蟒蛇的研究表明，脂肪吸收与肠道菌群中厚壁菌门细菌数量有关。厚壁菌门细菌的数量与拟杆菌门细菌的数量成反比。此外，厚壁菌门在餐后也会迅速增加。研究发现，人类的减重速度与厚壁菌门细菌数量的减少成正比。厚壁菌门与拟杆菌门细菌的比值反映了机体的肥胖状况。一项涉及瘦鼠和胖鼠的研究表明，厚壁菌门细菌在胖鼠中增加，而在瘦鼠中减少。在蟒蛇身上进行的一项研究显示，禁食期间拟杆菌门细菌的数量很高，厚壁菌门细菌减少。厚壁菌门细菌在从食物中摄取能量甚至增加膳食脂肪吸收方面非常有效。随着脂肪吸收的增加，胖鼠可以从饮食中获得比瘦鼠更多的能量。拟杆菌门的一些成员则被认为主要负责防止肥胖。因此，我们可能可以利用肠道细菌为靶点治疗肥胖。
一项特别有趣的研究证明了肠道菌群与肥胖的关系。研究人员将肥胖女性及其苗条的双胞胎姐妹的肠道微生物转移到无菌小鼠之中，虽然给小鼠喂食等量的同种类型的食物，但研究发现拥有肥胖女性肠道细菌的小鼠体重增加得更多。因为小鼠有食粪的癖好，后续研究将两组小鼠饲养在同一个笼子里，由于瘦鼠食用了胖鼠的粪便，使得瘦鼠的肠道菌群变得类似于胖鼠，因此瘦鼠的体重也增加了。这些结果说明肠道菌群在导致肥胖中的作用。
2、肠道细菌与糖尿病
近些年来，糖尿病的发病率迅猛增长。一些研究将血糖控制障碍和胰岛素抵抗与特定肠道菌群组成联系在一起。2型糖尿病患者存在中度肠道菌群失调，一些产丁酸的细菌数量减少，而各种条件致病菌数量增多。研究也发现，糖尿病前期状态（空腹血糖6.1-7.0 mmol/L）也与肠道菌群异常有关，糖尿病前期个体中降解黏液的细菌嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila）的丰度较低。
肠道菌群失衡时，肠道通透性增加，有害细菌产生的内毒素会穿过“肠漏”并进入血液，我们的免疫系统会识别这些有害分子并对它们发起攻击，导致慢性炎症反应。这种炎症反应可能引发胰岛素抵抗，驱动2型糖尿病的发生。
研究人员整合分析数据库中可获得的人类肠道微生物组数据发现，2型糖尿病患者肠道中产丁酸的细菌明显减少甚至消失。来自中国的研究团队通过对肠道菌群测序发现肠道中的141株细菌都具有发酵膳食纤维产生短链脂肪酸的能力，但是在给糖尿病志愿者补充特定膳食纤维组合后，其中15种产短链脂肪酸的细菌数量明显升高，这15株细菌的丰度和多样性越高，血糖改善也越好。这也表明在通过改善肠道菌群来控制糖尿病患者的血糖时，应充分考虑重建和促进这些产短链脂肪酸的细菌。
3、肠道细菌与肠道疾病
在医院，手术和抗生素治疗被发现与艰难梭菌毒素引起的假膜性结肠炎的发生有关。同样，大肠杆菌、粪肠球菌等引起的败血症和脆弱拟杆菌引起的腹部脓肿也与肠道菌群组成的改变有关。富含高度加工食品的饮食会引起更多的腹胀。腹胀的个体肠道中某些细菌的数量异常增多，比如裂果胶毛螺菌（Lachnospira pectinoschiza）、人结肠厌氧棍状菌（Anaerotruncus colihominis）和伶俐瘤胃球菌（Ruminococcus callidus）。在腹泻期间，链球菌属的成员，特别是非解乳糖链球菌（Streptococcus alactolyticus）的数量有所减少。
炎症性肠病是一种累及回肠、直肠、结肠的特发性肠道炎症性疾病，临床表现为腹泻、腹痛甚至可有便血，包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。研究发现，肠道菌群失调是炎症性肠病的促发因素。活动期溃疡性结肠炎患者的双歧杆菌、乳杆菌数量较健康对照显著减少；肠杆菌数量较健康对照明显增加，肠球菌及小梭菌也有增加的趋势。这表明活动期溃疡性结肠炎患者的有益菌减少和肠杆菌等条件致病菌增加导致肠道菌群失调，这可能是溃疡性结肠炎的发病原因之一。缓解期的溃疡性结肠炎患者的双歧杆菌、肠杆菌及其它细菌数量较健康对照没有显著差异，表明溃疡性结肠炎患者肠道菌群的改变程度与溃疡性结肠炎的病理改变严重程度有一定关联，改善患者的肠道菌群失调可能对于减轻肠道损伤具有帮助。
肠道菌群也是参与炎症性肠病发病的必要条件。IL-10基因敲除的小鼠可以自发形成类似于人类结肠炎，是研究炎症性肠病最常用的动物模型。然而该小鼠在无菌饲养条件下并不会发生结肠炎症，而重新恢复肠道正常菌群后则会迅速发生与人类克罗恩病非常相似的病理改变。益生菌可以通过抑制肠道致病菌、改善肠道黏膜屏障功能和调节免疫，来辅助治疗炎症性肠病。
4、肠道细菌与癌症
癌细胞的能量产生与身体内大多数正常组织不同，这些细胞以高速率吸收葡萄糖和谷氨酰胺进行有氧糖酵解。癌症组织通常是异质性的，每种癌症在组织起源和代谢表型上是不同的。癌症组织中的每个癌细胞也可能与其相邻的细胞不同，癌症的代谢表型是可塑的。与正常细胞相比，癌症组织表现出更大的可塑性。癌细胞可能会改变其代谢表型，以适应微环境的变化。这些变化有助于癌细胞在不利条件下存活，并使它们具有选择优势。
众所周知，细胞分裂异常会导致癌症，但是诱因是多方面的。有的癌症是由感染引起的，比如胃癌、子宫颈癌、肝癌以及一些淋巴瘤等等。全世界大约20%的癌症负担可归因于感染，随着时间的推移，这一比例预计还将上升。病毒引起大量已知的与感染有关的癌症，包括丙型肝炎病毒和乙型肝炎病毒引起的肝癌以及人乳头瘤病毒引起的子宫颈癌。
肠道菌群也可能在癌症的发生中发挥作用。肠道细菌代谢产生短链脂肪酸，比如乙酸、丙酸和丁酸，可以抑制炎症和癌症。而其它一些肠道细菌代谢物，比如次级胆汁酸，可能促进癌症的发生。某些肠道致病菌可能导致癌症发生。与癌症相关的细菌之一是产肠毒素的脆弱拟杆菌，它与结肠癌有关；另一种与结肠癌相关的肠道细菌是具核梭杆菌。另外，幽门螺旋杆菌被国际癌症研究机构归类于一类致癌物，与胃癌和黏膜相关淋巴组织淋巴瘤有关。伤寒沙门氏菌的长期和多次感染被认为与胆囊癌的发生有关。
肠道细菌也被发现有助于癌症治疗。Ipilimumab、pembrolizumab和Nivolumab等免疫检查点抑制剂可以显著降低肿瘤生长，包括黑色素瘤、肺癌、头颈癌等。然而，令人困惑的是只有不到三分之一的患者对这类药物反应明显，而有的患者则反应不明显。一次偶然的机会，研究人员发现两批来自不同供应商的同一品系小鼠，对体内黑色素瘤的自发性免疫反应的差异非常大。免疫反应较强的小鼠，肿瘤的生长速度相对要慢得多，而这种差异竟然是由于来自不同供应商的小鼠的肠道菌群不同造成的。后来，研究人员将两批小鼠放在一起饲养三周后，由于小鼠互相吃对方排泄物的习惯使它们的肠道微生物趋于同质化，而肿瘤生长速度的差异竟然也神奇的消失了。通过肠道菌群分析发现，原来是双歧杆菌在发挥作用。如果口服双歧杆菌搭配免疫治疗，抗肿瘤效果明显增加。
这一结果在人体内也得到了证实。研究人员对患有肺癌、肾癌等癌症的患者进行了研究，发现对免疫治疗反应更好的患者的肠道菌群也明显不同，那些无法从免疫治疗中获益的患者体内缺乏嗜黏蛋白阿克曼氏菌。随后研究人员利用粪菌移植的方法，将“免疫治疗有反应”与“免疫治疗无反应”的患者的肠道细菌移植到经过抗生素处理的小鼠体内后，前者对免疫治疗产生反应，而后者对免疫治疗仍没有反应。如果让后者口服补充嗜黏蛋白阿克曼氏菌，可以重获免疫治疗的疗效。
各种癌症的全球负担日益加重，原因可能是多方面的，但是全世界的科学家都在思考为什么不同的患者对药物治疗的反应不同，为什么某些癌症会在一些病人身上复发，为什么化疗比疾病本身对患者影响更大，等等。所有这些问题的线索可能都藏在他们的肠道菌群之中。肠道菌群对于癌症发生以及癌症的个性化治疗具有重要意义。
肠道细菌与大脑功能
长期以来，人们只是重点考虑肠道细菌在消化系统中的作用。随着时间的推移，人们获得了更多关于肠道菌群组成和多样性的信息，也发现了许多以前闻所未闻和不为人知的功能。其中之一就是肠道细菌与大脑之间的联系。为了实现这些功能，我们身体中不同的生理系统必须相互作用，其中三个主要的参与者是神经系统、消化系统和内分泌系统。
一个人在极度紧张或焦虑的情况下，就会有想上厕所的感觉，可能很多人都有类似的经历。研究人员发现，这些感觉可以归因于肠道细菌的不同代谢反应。除了帮助消化和吸收营养，这些代谢反应还会影响一个人的思想、情绪和心理健康。神经系统的一部分——肠道神经系统与消化系统密切相关。肠道神经系统是由排列在食道到直肠的两层薄薄的神经细胞组成的，其数量超过一亿个。
肠脑轴是指发生在中枢神经系统和胃肠道之间的生化信号交流。肠道菌群与中枢神经系统、神经内分泌系统和神经免疫系统、交感神经系统和副交感神经系统以及肠道神经系统一起，在决定肠脑轴功能方面发挥关键作用。由于药物、饮食或任何疾病引起的肠道菌群组成的变化可能导致循环细胞因子水平的变化，这可能影响大脑功能。肠道细菌也会释放某些分子，可以直接激活迷走神经，将关于肠道状态的信息传递给大脑。
肠道菌群可以产生一系列神经活性物质，比如乙酰胆碱、儿茶酚胺、γ-氨基丁酸、组胺、褪黑素、5-羟色胺，对于调节肠道蠕动和肠道感觉至关重要。在肠道微生物的帮助下产生的这些基本的神经生化物质也决定着人类大脑的健康。γ-氨基丁酸是人类大脑中主要的抑制性神经递质之一。大多数乳杆菌属细菌可以产生γ-氨基丁酸，这也是顺产的婴儿第一次接触到的细菌。5-羟色胺是一种能产生愉悦情绪的信使，几乎影响到大脑活动的每一个方面：从调节情绪、精力、记忆力到塑造人生观。5-羟色胺水平较低的人群更容易发生抑郁、冲动行为、酗酒、自杀、攻击及暴力行为。因此肠道菌群对大脑健康是不可或缺的，在不知不觉中调节着我们的行为。
人类是社会性动物。为了在这个社会网络中茁壮成长，人类进化出了社会性的特征，这也使得人类成为地球上最优秀的物种。人们认为肠道细菌物种与人类共同进化。经过漫长的进化，肠道菌群的最佳组合在人类胃肠道中被选择和稳定下来。肠道菌群对人类认知功能的影响，帮助人类在群体社会中生存，并帮助人类获得了主导环境的力量。
确实是这样，无菌小鼠表现出自闭症样的社交行为缺陷。自闭症是一种神经发育障碍，影响着全球2000多万人，其特点是社会交往和沟通障碍以及重复刻板行为。通常情况下，这些迹象可以在孩子出生后的头两年被发现。自闭症症状的范围和严重程度可能相差很大。早期识别以及行为、教育和家庭治疗可以帮助减轻症状。
虽然最初人们认为遗传因素影响自闭症的发生，但是现在人们认为遗传和环境因素在疾病的发生中都发挥作用。这种疾病的复杂性可以归因于多个基因之间的相互作用，环境因素和表观遗传因素不会改变DNA序列，但可以影响基因表达。免疫系统在自闭症中也扮演着重要的角色。自闭症儿童的外周和中枢免疫系统都存在严重的炎症，表现为促炎细胞因子水平的升高和小胶质细胞的显著激活。
近年来，肠道细菌也被认为自闭症的发生中发挥重要作用。对怀孕母鼠进行特殊的免疫刺激，它们产下的幼鼠会表现出肠道菌群失衡和肠漏症状以及类似于自闭症的核心行为，比如重复行为、沟通和社交障碍。给这些幼鼠补充一种从人类肠道中分离的脆弱拟杆菌可以改善肠道菌群、肠漏和行为异常。自闭症小鼠血液中肠道细菌代谢物4-乙基苯基硫酸盐（4-EPS）的水平是正常水平的46倍。补充益生菌可以恢复小鼠正常的4-EPS水平。同样，当健康的老鼠使用4-EPS处理时，它们表现出焦虑样行为，与自闭症小鼠相似。这些研究表明，自闭症患者血液中过量的4-EPS或类似化学物质会到达大脑并影响他们的行为。
新的神经细胞的形成过程称为神经发生。当使用高剂量的抗生素清除肠道菌群时，小鼠大脑海马区新形成的神经细胞明显减少。神经发生对某些记忆功能十分重要。除了神经发生受损外，使用抗生素清除肠道菌群时，大脑中特定的免疫细胞的数量也显著减少。优化肠道菌群在治疗神经发生受损的精神疾病方面可能具有重要意义，比如精神分裂症或抑郁症。
关于压力对人类是好是坏，仍有争论。根据耶克斯-多德森定律，适度的压力可对一个人产生积极的影响。大多数处于轻度压力下的人更有竞争力，能够充分发挥自己的潜力，因此效率更高。但是，一旦压力达到某个阈值，它将对一个人产生有害的影响。每个人的阈值水平可能不同，因此在承受相同的压力时，会有不同的反应。这个阈值水平取决于许多因素，其中包括肠道菌群。
优化肠道菌群
鉴于肠道菌群对于身心健康的重要性，人们对于如何尽可能的维持肠道菌群健康越来越感兴趣。
1、饮食上要注意能够保持肠道菌群的健康和多样性
肠道菌群的组成和结构在很大程度上取决于我们的饮食。为了保持健康，我们的饮食和菌群必须是匹配的。如果您已经拥有一个多样性高的菌群，那就说明您的饮食是合理的，是菌群所需要的；但是，如果您的菌群多样性降低，那么就需要调整饮食去获得一些新的微生物。另外，应该尽可能保持饮食的一致性，不一致而紊乱的饮食会对肠道菌群造成严重破坏。如果总是不停的改变饮食，那么我们的肠道菌群永远没有足够的时间来适应您的饮食。最后，远离那些对肠道菌群造成危害的食物，特别重要是要限制深加工食品以及高脂和高糖饮食的摄入。
2、远离对肠道菌群有伤害的活动
抗生素滥用、深加工食物的过度摄入、过度洁净、剖腹产以及许多其它因素，不仅使我们失去了肠道菌群中的许多老朋友，而且完全改变了肠道菌群的整体结构。
3、多多接触自然
现在，大多数人们几乎90%的时间都是在室内度过的。去公园慢跑，做一些园艺工作，或者多去户外走一走，可以大大增加我们与微生物老朋友接触的机会。
4、保护好家里的菌群
我们的家里也有大量的微生物，它们会和我们自身携带的菌群相互作用。当家里拥有好的空气质量和微生物，能够助我们健康；相反，当家里的菌群失衡时，我们的身体也可能受到影响。我们中的绝大多数人不可能为了亲近自然、增加与微生物接触的机会而搬出现在的住所去农村生活。所以我们能做的就是尽量改善我们现有的居住环境，在家里养一些植物，尽量少用各种清洁产品和消毒用品，经常开窗通风透气。
5、可以偶尔吃一些发酵食品
发酵的蔬菜，比如说泡菜，富含微生物，其中一些可以定殖在肠道或者可以通过基因传递将遗传基因转移给已经定殖在肠道内的其它细菌。偶尔适量补充一些发酵食品，可以增加肠道菌群的多样性。
6、考虑养只宠物
如果生活环境和生活条件允许，可以考虑养只宠物。宠物也可以增加家里微生物的多样性，有些是有机会进入您肠道的。有研究表明家里养宠物的孩子更不容易发生过敏。
7、从健康人那里获得细菌
每个人都有自己独特的菌群，我们走到哪里，它们跟到哪里。我们所接触的人也会影响我们的菌群，一个家庭的成员之间甚至和宠物之间都会拥有相似的菌群。从获得健康菌群的角度来说，我们应该多和健康人待在一起。跟健康的人一起可以更好地维持菌群的多样性，我们可以通过握手、拥抱或亲吻来交换菌群。
8、不要给自己施加压力
大量的研究表明肠道菌群可以影响我们的脑功能，应激水平和行为。相反，脑功能失调也会影响我们的肠道。研究表明，长期的心理压力可以导致肠道菌群的平衡被打破，菌群的构成和多样性遭到破坏。同样，研究也发现心理压力可以影响肠道的蠕动、上皮细胞的屏障功能和炎症状态。
9、适当运动，但不要过度
大家都知道运动有益健康，但是很多人并不知道，运动也可以调节肠道菌群。运动越多的人肠道菌群的多样性越高。一般来说，只要不过量，运动对肠道菌群都会产生积极的影响。但是，长时间的高强度耐力训练会诱导肠漏和胃肠功能紊乱。
10、如果以上的措施都无效，可以试试粪菌移植
粪菌移植是将来自供体的粪便菌群移植给受体，试图用健康的肠道菌群来替代不健康的肠道菌群的一种干预手段。研究已经表明粪菌移植对治疗艰难梭菌感染很有效。粪菌移植也被用来治疗其他疾病。对一些菌群遭到严重破坏的人，饮食和生活方式的改变不足以修复破损的菌群，这个时候粪菌移植可能是有效的办法。
11、养育一个健康孩子的额外提示：尽量不用剖腹产，坚持母乳喂养
剖腹产出生的孩子与顺产的孩子的肠道菌群明显不同，剖腹产的孩子在长大后更容易出现一些健康问题，比如，肥胖、哮喘、过敏性疾病和1型糖尿病。一些孕妇由于种种原因不能顺产而只能进行剖腹产。在这种情况下，给刚出生的婴儿全身涂抹母亲阴道内的液体也是有好处的。
母乳喂养也是极其重要的，一些研究显示配方奶喂养的婴儿患感染性疾病、儿童肥胖、1型和2型糖尿病的风险要大大增加。母乳是自然选择的产物，满足婴儿的发育和免疫系统成熟的需要。而婴儿配方奶粉是人工设计的，与母乳的营养和其它有益成分的构成并不相同，更重要的是配方奶中不含有母乳中的微生物群和低聚糖。
结论
我们每个人体内都有一个独特的微生物群落，而且很少在另一个人身上看到完全相似的微生物群。人体内的微生物有一些是有益的，有一些是有害的。肠道细菌与人类宿主的共同进化对双方都有帮助。肠道微生物从人类宿主得到了庇护和营养丰富的食物，这样它们就可以繁殖和扩大自己的种族；而人类获得的益处远远超过细菌。
肠道菌群组成是动态变化的，因为它们必须快速适应和进化，以应对肠道内不断变化的环境。肠道细菌的数量远远超过人类自身细胞数量，我们应该感谢我们的这些微生物好朋友，它们为我们的身心健康保驾护航。肠道菌群是给我们创造健康的工厂，让我们好好爱护它们，让肠道细菌能够在我们肠道里开心愉快的工作吧。