在很长的一段时间内,人们对于肠道菌群的认知始终局限于共生关系,直到最近几年,肠道菌群的作用才得到大批科学家的关注,肠道菌群与健康的关系开始不断地被深挖出来。美国大名鼎鼎的《自然》和《科学》杂志曾发文,将肠道菌群看作一个重要的“器官”,认为肠道菌群能为人体提供营养,调节代谢,甚至诱导先天性免疫。
国内多家医疗机构也针对这一领域成立了研究小组,并取得长足发展。大连晟嘉医疗器械有限公司的研发团队基于高通量分析和生物信息学技术对机体内源性整体代谢变化与规律展开研究,创新研发了肠道菌群基因序列分析检测系统、微生物代谢组学分析系统平台、肠道菌群网络分析及健康状况诊断系统等技术成果,被广泛应用到生命科学与医学研究的各个领域。
晟嘉医疗器械有限公司总经理左进山介绍说,肠道菌群经过了同人类共同进化的漫长过程,已经与人类产生了相互依赖、密不可分的关系。比如肠道菌群代谢产生的各种有机酸盐,不但能够给肠道上皮细胞提供能量,也能被肝脏等其他脏器摄取利用;正常菌群中的双歧杆菌、乳杆菌等,能合成多种人体生长发育所必需的维生素,包括B族维生素、维生素K、烟酸、泛酸等,这些维生素在造血、凝血功能中都发挥重要作用;一些肠道菌群还能为人体提供蛋白质,合成非必需氨基酸,甚至参与5-羟色胺合成过程,进而影响人们的睡眠和情绪等等。
晟嘉医疗研发团队发现,肠道菌群与糖尿病、高血压、癌症的发生与治疗有着很大关系。在一个项目中,研究员将食用正常盐分含量的小鼠和高盐饮食的小鼠进行了比较,结果发现,两周后高盐饮食小鼠的某些肠道菌群急剧减少,而在减少的肠道菌群中,乳杆菌属细菌与高盐食物关联最强。左进山解释说:“乳杆菌属细菌会减少一种与炎性反应相关的细胞:TH17细胞。结合之前的研究我们推断,高盐摄入可能会导致高血压和心血管疾病发生,也可能通过诱导促炎性TH17细胞驱动自体免疫,从而提高自身免疫性脑脊髓炎、盐敏感性高血压的发展与恶化。”
为了更严谨、更全面地探索肠道菌群与疾病发生、药物代谢及药效的关系研究,左进山带领研发团队立即展开了肠道菌群精准定量检测技术的研发工作。通过将代谢组学与微生物组学及分子生物学手段相结合,晟嘉医疗研发团队找到了代谢表型变化与菌群结构变化的共变异,并经过鉴定和识别生理代谢影响显著的功能细菌,在系统生物学水平上建立了宿主代谢与肠道菌群的关联模型,创新研发的微生物代谢组学分析技术,能够在15分钟内实现对血清、尿液、粪便或者细菌等样本中的肠道菌群代谢物进行全自动化学衍生和定量分析,且能够有效排除外源性药物和其他糖类物质的干扰,对微生物-宿主共代谢物进行快速准确定性定量分析。
左进山表示,目前微生物代谢组学分析技术已经能够客观地检测肠道微生物的代谢组分及浓度变化,展示肠道菌的代谢状态,并通过分析菌群和宿主在代谢水平上的相互作用,观测关键代谢产物的变化规律,对人体肠道微生态和健康、疾病状况作出预判和诊断,广泛适用于对普通人群进行健康状况检查,并有望在未来成为新的治疗手段的基础。
不过,目前各大医疗机构对于肠道菌群的作用及其检测技术的研究仍然不够深刻,未来,深度探究肠道菌群的临床意义会成为业内的重点攻克方向。左进山表示,晟嘉医疗研发团队也会致力于此,希望他们的研究成果能够鼓励人们从一个新的角度认识肠道微生物组,通过操纵肠道菌的组成和功能来进行疾病管理。