Nature专题：肠道菌在健康和疾病中的作用

　　人类的肠道是亿万微生物的家园。它们调节着人类的健康和疾病。7月7日的Nature推出了关于肠道菌的专题。本期专题汇集了在菌群与寄主相互作用方面的学术带头人的观点，为这些基本的生物过程和临床应用方面的重要进展提供了一个总的看法。

　　人类发育生物学中的微生物观点

　　大多数人想到人类的发育时，他们往往只考虑人自身的细胞和器官。然而，需要考虑的还有另一个方面——和人类相关的微生物菌群。人类发育相关的微生物观点为完善我们对健康的产前和产后成长的定义提供了机会，并发展了疾病预防和治疗的创新战略。由于生活方式和疾病模式正在发生全球化的急剧变化，该文章发出建立“人类微生物观测站”的呼吁，旨在检测带有不同人类学特征的出生人群中各自的微生物菌群，包括了那些经历的快速变化。

　　饮食与菌群的相互作用调节人类代谢

　　肥胖和相关的代谢性疾病（包括2型糖尿病）是和饮食密切相关的，这一观点被大家广泛接受。然而，肠道菌群也成为饮食和代谢健康这一交叉点的研究焦点。通过移植动物模式和人类中的研究的有力结合，将肠道菌群和肥胖联系起来的机制将趋于明了。指出肠道菌群作为对宿主的代谢情况、饮食的影响的调节者方面的知识正不断积累。人们在该方面的研究集中在建立它们在人类中的因果关系，以及比如个性化营养方面治疗性干预措施的前景。

　　微生物菌群和先天免疫

　　肠道菌群是一个整合了环境方面的输入，如影响宿主的代谢、免疫和感染反应的饮食、遗传和免疫信号的枢纽。先天免疫系统的造血和非造血细胞分布在寄主与微生物的界面。这些细胞具有感知微生物或它们代谢产物的能力，并且能将信号转化为宿主的生理反应和微生物生态的调节。先天免疫系统和肠道菌群之间的通信异常可能导致复杂疾病。

　　适应性免疫平衡和疾病中的微生物菌群

　　在肠粘膜中，免疫系统的T细胞和B细胞在特定位置的表型和功能是由微生物菌群影响的。这些菌群细胞通过抑制无害抗原的反应和加强肠黏膜的屏障功能的完整性，在维持免疫自稳态平衡方面起了重要的作用。肠道菌群失去平衡，称为菌群失调，会引起一些免疫系统疾病。这些都是通过离它们的诱发位点或远或近的T细胞活性改变引起的。明了区分自稳态的差异和病原微生物与寄主之间的关系的机制，能够鉴定预防或调解炎症性疾病的治疗靶点和提高癌症免疫治疗的疗效。

　　肠道内的菌群和病原菌之间的相互作用

　　微生物菌群对人类健康有着重要的作用，微生物菌群的改变可以赋予对病原菌引起的感染的抵抗或促进。研究人员已经发现了抗生素对肠道菌群的影响，它们会改变肠道的营养状况和导致病原菌群体的扩张。病原菌利用微生物来源的碳和氮的营养以及调节信号来促进自身的生长和毒力。通过引发炎症，这些细菌改变肠道环境，利用呼吸和金属离子获取的独特系统驱动它们的扩张。解开微生物、寄主和病原菌之间作用的奥秘会产生如何调控微生物菌群来抵抗感染疾病的策略。

　　微生物菌群基因组关联分析将微生物集群的动态状况和疾病联系在一起

　　DNA测序、蛋白质组学和代谢组学的快速发展。分析微生物菌群和鉴定它们和疾病的联系的计算工具大大增加。特别是时间序列的研究和多分子的角度促进了微生物菌群基因组关联的分析。它和全基因组关联研究相似。早期的研究结果指向了微生物菌群基因组关联分析的可操作性，虽然其临床应用尚待批准。对微生物菌群和宿主的饮食、化学和健康的复杂的相互关系的评价，包括需要捕捉和整合这个动态界面的观察的频率，对于发展基于微生物菌群的精准诊断和治疗都是至关重要的。