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人生的镜像-菌群人生,从出生到死亡的菌群演替发表时间:2023-06-21 11:00 微生物群落存在于人体的每个粘膜表面,人的每个身体部位都有一个独特的生态学。每个人的微生物群像指纹一样,都是独特的。 在个体内,特定的身体部位、地理位置和个体的年龄与健康微生物群具有极强的关系。年龄驱动人类微生物群的α多样性和β多样性。 在了解各个阶段的微生物群变化之前,我们先了解一个概念:微生物演替。 微生物演替是指微生物群落中一种或多种生物的存在、相对丰度或绝对丰度的变化。 在正常或健康衰老期间,微生物演替的三个主要阶段自然发生在人类生活中。 三大不同阶段的微生物群变化 初级演替(出生时先锋菌群定植,快速变化直到童年晚期) **阶段,初级演替,从先锋物种首次建立群落时开始,随后微生物群落发生快速变化。从出生到童年,变化率降低,许多中间物种存在于出生到童年晚期之间。 初级演替结束于**群落的形成,在青春期实现,并在很大程度上持续到成年;该群落的特征是其相对稳定。 虽然成年期的微生物群比儿童期更稳定,但仍然存在变异,这引发了关于人类微生物群中是否存在**群落的争论。成年微生物群的自然变异存在于小时(昼夜节律)到年(老化)的时间尺度上,但微生物群相对稳定,除非存在干扰,如饮食或药物的改变。 次生演替(菌群的改变,重建) 下一个阶段,即次生演替,发生在一个先前存在的稳定群落一部分被改变或移除之后,然后群落再生到相同的状态或不同的状态。这可以通过抗生素等医疗手段人为实现,也可以通过霍乱弧菌感染等疾病自发实现。 人类的次生演替的特征是至少有一段时间的随机过程占主导地位。在诱导条件下,如单疗程抗生素,群落遵循类似于初级演替的过程,其中现有微生物群落的一部分充当“微生物记忆”,帮助重建一个类似于以前存在的群落。 这一过程被认为是由核心微生物群驱动的,而不是驱动初级演替的先锋微生物。 末期演替(自然衰老和死亡阶段) 最终的末期演替是宿主自然衰老和死亡的一部分。在老年期间,微生物群落再次以更高的变化率,成功产生了一个由更少成员组成的群落,通常变形菌门(也称为假单胞菌)的相对丰度增加,有时占总优势。 生命早期的“先锋菌群” 胎儿时期——菌群及代谢物影响免疫发育 塑造人类微生物群的**个因素来自胎儿发育过程中的母亲。 胎儿通过胎盘接触到母亲微生物群落产生的代谢物,这些代谢物会影响其免疫系统,并会影响正常微生物群和后期病理学的各个方面。代谢物,如短链脂肪酸(乙酸盐)和其他微生物化合物,可以通过胎盘转移到胎儿体内,并影响免疫发育。母亲的饮食和健康也会影响这些代谢物。 胎儿组织中的乙酸盐影响与成人调节性T细胞生成相关的表观遗传印记,其与防止生命后期哮喘的发展相关。 出生后——菌群受出生模式,饮食,环境等影响 出生后,微生物群落根据身体部位迅速分化。 在最初的时候,先锋物种和未来4年的群落发展可能会受到出生模式和妊娠时间的影响。中间群落由饮食影响,如母乳或配方奶粉的消费,以及环境。 最后,饮食和环境再次塑造了稳定的**群落。主要由真菌、细菌和病毒组成。 人类健康与微生物群组成之间存在许多联系,对肠道菌群的干预可能改善健康。侧重于整个微生物群而不是单一物种的富集或消除的干预措施,需要了解这些群落是如何形成和维持的。 不同人群年龄,不同部位的微生物群需要依托于大样本数据库的构建,这为微生物群研究的准确性提供了保障。 通过研究人类整个生命周期中的微生物群,我们可以更好地了解这些微生物群复杂的相互作用,以及如何有效地将微生物群推向宿主所需的组成。此外也正应用于除人类健康外的其他领域,如法医学。随着微生物群的相关研究不断突破,将给人类生命健康和生产生活带来巨大的影响。 |