腸道微生物變化與代謝性疾病有因果關(guān)系,這引發(fā)了人們對設(shè)計基于腸道微生物群的治療方法的巨大興趣。在這里,作者討論了將正在進(jìn)行的基于腸道微生物群落的干預(yù)策略轉(zhuǎn)化為安全有效的臨床治療的開放性問題和挑戰(zhàn)。作者還考慮了如何利用對代謝調(diào)節(jié)中宿主微生物相互作用的積累見解作為加強(qiáng)轉(zhuǎn)化前景的新維度。
圖片來源:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34579969/
腸道微生物群失調(diào)是代謝疾病如肥胖、非酒精性脂肪肝和2型糖尿病(T2DM)的標(biāo)志,并已被證實與它們的發(fā)病機(jī)制有因果關(guān)系。在過去的十年中,人們對追求針對微生物群的代謝疾病干預(yù)的興趣日益濃厚。典型地,糞便微生物移植(FMT)、噬菌體治療、益生元(飲食干預(yù))、益生菌和微生物代謝導(dǎo)向的方法治療代謝紊亂的成功在很大程度上得到了動物模型實驗數(shù)據(jù)的支持,正如最近綜述的那樣。一些臨床研究即將展開,如何加快臨床轉(zhuǎn)化的步伐,拓寬藥物發(fā)現(xiàn)的空間已成為人們關(guān)注的焦點。
FMT最著名的是其對艱難梭菌相關(guān)性腹瀉的臨床療效。迄今為止,在患有代謝性疾病的人類受試者中進(jìn)行的FMT試驗主要限于有或無代謝性疾病的肥胖成人,其益處仍有待確定。在一項針對患有代謝綜合征的男性受者的同種異體FMT試驗中,發(fā)現(xiàn)供體和受者之間的微生物群落并不匹配,胰島素敏感性的改善很大程度上取決于本地腸道微生物群落組成。這一發(fā)現(xiàn)讓人想起代謝綜合征患者腸道微生物組結(jié)構(gòu)的巨大異質(zhì)性,這可能會混淆宿主反應(yīng)和代謝結(jié)果。此外,個性化的生活方式因素,強(qiáng)烈影響腸道微生物景觀的動態(tài),可能影響臨床結(jié)果,值得更多的研究。
飲食模式是一種典型的生活方式因素,對微生物生態(tài)產(chǎn)生重大影響。膳食纖維作為益生元,可豐富腸道共食物質(zhì),增強(qiáng)腸道屏障。關(guān)于膳食纖維調(diào)節(jié)代謝性疾病的多項臨床試驗已經(jīng)進(jìn)行,但結(jié)果不一致,也沒有足夠的證據(jù)顯示顯著的代謝益處??梢韵胂螅嬍衬J降母淖兛赡軙鹉c道微生物群的廣泛和個別不同的變化,從而導(dǎo)致代謝輸出。然而,就安全性和適應(yīng)癥而言,基于飲食/益生元的治療評估仍處于初級階段。事實上,最近在小鼠中進(jìn)行的一項研究表明,膳食中添加可發(fā)酵的可溶性纖維(如菊粉)可以緩解代謝紊亂,但意外地誘發(fā)了腸道微生物依賴性膽汁淤積癥和肝細(xì)胞癌。
通過活微生物的定植(稱為益生菌)或它們與膳食纖維的結(jié)合(稱為合生菌)來補(bǔ)充有益的細(xì)菌,一直是阻止代謝紊亂的另一種策略。同樣,臨床對其安全性和有效性的認(rèn)識仍然有限。益生菌定植有時會干擾腸道共生并產(chǎn)生不良影響,這也許并不令人驚訝。作為一個典型的臨床發(fā)現(xiàn),在抗生素治療后,與自發(fā)恢復(fù)組相比,益生菌干預(yù)(通常包括乳桿菌種類)意外地延遲了糞便菌群的重建和宿主轉(zhuǎn)錄組的恢復(fù)。此外,益生菌在攝入后可能會遇到明顯的黏膜定殖抗性,益生菌在人腸道黏膜定殖表現(xiàn)出明顯的個體位點和菌株特異性。
腸道微生物組和宿主指導(dǎo)干預(yù)以整體控制代謝健康。
圖片來源:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34579969/
盡管腸道微生物組調(diào)節(jié)有望在臨床前研究中帶來代謝益處,但從微生物靶點驗證和治療設(shè)計到安全的臨床應(yīng)用,仍有許多障礙。作者建議,代謝疾病的治療可以通過聯(lián)合靶向腸道微生物群和宿主介質(zhì)來實現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。需要更多的臨床數(shù)據(jù)來澄清這一領(lǐng)域的歧義,并證實協(xié)同作用。鑒于宿主微生物相互作用的基本知識,這個整體策略的一個關(guān)鍵開放問題是宿主細(xì)胞如何感知微生物信號并產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng),這一問題的答案可能為目標(biāo)定義奠定堅實的基礎(chǔ)。
幾種策略已提出的原因微生物因素和宿主目標(biāo)的鑒定。值得樂觀的是,未來的研究將結(jié)合這些策略,為宿主微生物協(xié)同調(diào)節(jié)能量代謝表型提供新的見解。這兩個領(lǐng)域的進(jìn)展將加速腸道靶向治療代謝疾病和許多其他疾病方法的發(fā)展。(生物谷 Bioon.com)
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