人体肠道微生物群：希望、威胁和前景

摘要：在过去的15年中，微生物菌群得到了越来越多的关注。对肠道微生物的研究已经进行了几十年，且并不仅仅局限于传统的传染病，对微生物在人体肠道中所起的作用的研究已经引起了人们的广泛关注。例如，许多研究报告了肠道菌群在肥胖、糖尿病和肝病还有癌症甚至神经退行性疾病期间的变化。人体肠道微生物群被认为是一种潜在的新型疗法来源。从2013年到2017年，关于肠道菌群的出版物数量达到了惊人的12900份，占过去40年研究肠道菌群的出版物总量的80%。本综述讨论了近年来肠道菌群对代谢紊乱的影响的证据，重点讨论了选定的关键机制。本综述还旨在对这一领域中现有知识进行批判性分析，确定公认的关键问题并对误解加以讨论。通过比较患病和健康受试者产生的大量宏基因组数据可能导致错误的说法，即细菌与疾病的保护或发病有因果关系。事实上，环境因素，如饮食习惯、药物治疗、肠道蠕动、排便频率和浓度等都是影响菌群组成的因素，应该加以考虑。我们将以普氏菌属（Prevotella copri）和Akkermansia muciniphila肠道细菌（A.muciniphila）作为重点讨论的范例。

介 绍

存在于人体肠道内的微生物是宿主代谢的关键参与者，也被认为是新疗法的潜在来源。虽然这句话在2018年可能被认为是理所当然的，但这个概念的普遍性却不高。不可否认，它的出现是由于过去的15年中遗传工具和宏基因组革命，我们现在能够描述身体的不同部位的微生物的组成和功能（框1），并将它们链接到潜在的疾病、风险甚至是明确的临床症状。近几十年来，微生物大多被用于开发特定疾病的诊断工具。目前，相互作用或防御潜在病原体的机制经常被以分子水平描述。此外，目前的理解是，一些肠道细菌也可能主要通过与人体细胞交流，促进免疫相互作用来实现这一目标。最近的大量论文和评论均涉及微生物群落及其在人类健康中的潜在作用的不同方面，包括生命早期阶段，但也包括特定的疾病，如心脏代谢紊乱、炎症性肠病、神经精神疾病和癌症。

本观点综述将讨论显示特定细菌的影响和先天免疫系统参与的最新证据。但最重要的是，我们对这一领域部分现有知识的进行辩论，并提出以下问题：我们应如何解释肠道微生物的希望、威胁和前景。

在讨论具体的案例之前，我们先进行下一阶段，这一阶段将向我们介绍微生物这个无限微小的世界可能会对人类健康产生的巨大影响（图1）。现在，肠道微生物群被认为是人类细胞的重要伙伴，与几乎所有的人类细胞起相互作用。2017年，大约有4000篇关于肠道菌群的论文发表，2013年到2017年期间，有超过12900篇关于肠道菌群的论文发表。在过去40年（自1977年以来）关于这个主题的出版物总数中，这一数字占了80%以上。因此，这个简单的发现强调了一个事实，这个研究领域不仅是发展迅猛，而且强烈地表明了其继续发展进步的重要性。

图1. 主要宿主细胞相对大小及其构成VS细菌和病毒

虽然没有详细讨论这个前瞻性观点，但我们应该另外简述这些存在于肠道中的细菌以及其他关键微生物，如古细菌、病毒、噬菌体、酵母菌和真菌。这些微生物可能控制着宿主的活动，最重要的是控制着肠道微生物的活动，它们被详细地研究过，可能和细菌一样重要。因此，古细菌、病毒体、噬菌体和真菌体为宿主微生物相互作用的研究提供了一个额外的维度。例如，噬菌体不仅数量超过细菌（例如，噬菌体比细菌多10倍），而且它们也是在这些复杂的相互作用中发挥重要作用的新角色。例如，费利克斯·德赫雷尔正式发现噬菌体已有100多年的历史（图1）。然而，利用宏基因组学分析研究粪便噬菌体可再现的研究方法直到最近才出现。这意味着这一领域的研究需要更多的时间才能将重大的基础性成果向大众日常应用转化。但在今天，由于不同的媒体（即传播方式），医疗信息可以迅速传播给公众。因此，一个主要的警告机制仍然缺乏，不仅是社会大众，而且一些科学家和卫生保健专业人员也可能误解数据或期待这样复杂的研究直接从实验台转化到诊所。因此，这一领域的专家必须谨慎地对待获取这类知识的机会而不是虚妄的幻想。

微生物与宿主细胞相互作用：免疫将微生物与新陈代谢联系起来

不同的系统识别和监测体内微生物的存在。例如胃肠道中（GI），上皮细胞扮演着重要的守护者角色，它将关键信息传播到位于固有层的免疫细胞。事实上，微生物的识别和监测主要由先天免疫系统通过模式识别受体（PRR）来完成的，例如toll样受体（TLR）和NOD样受体（NLR）。TLR是表达于细胞表面（即TLR-2,4,5）或内溶酶体（即TLR-3,7,8,9或13）的跨膜受体，而NOD受体是细胞溶质蛋白。总之，这些受体从微生物（如脂多糖、肽聚糖、脂磷酰胆酸、鞭毛蛋白和胞壁酰二肽）或受损组织中识别病原体相关分子模式（PAMP）。因此，胃肠道不仅包含生活在人体中的绝大多数微生物，而且可能还包含存在于人体中的较大的免疫细胞群体。值得注意的是，免疫系统对微生物群落的组成也有显著的影响。因此，GI细胞不断地暴露在大量的微生物抗原和代谢产物中。尽管如此，我们与微生物也有着完美的共生关系（图2）。

图2. 微生物与宿主交流的主要机制：代谢的影响。健康和病理状况（如代谢紊乱）之间的平衡至关重要。该平衡受到基因、食物和药物等因素的密切影响。左侧图显示，在健康情况下，肠道菌群的组成与较高的黏液层厚度、抗菌信号的产生以及不同的短链脂肪酸如丁酸盐和丙酸盐有关。丁酸盐和丙酸盐都与G蛋白偶联受体（GPR）-43和GPR-41在肠内分泌的L细胞上表达，从而刺激肠多肽的分泌，如胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和肽YY（PYY）。这种效果有助于减少食物摄入，改善葡萄糖代谢。丙酸酯也可以与淋巴细胞表达的GPR-43结合，以维持合理的免疫防御。丁酸盐激活过氧物酶体增殖物激活受体-γ（PPAR-γ）导致β氧化和氧气消耗，这种现象导致肠道维持厌氧条件。如图右侧所示，在代谢紊乱的过程中，肠道菌群的变化与黏液厚度降低、抗菌防御降低、丁酸盐和丙酸盐的产生有关。因此，L细胞分泌的肠多肽较少。缺乏PPAR-γ激活导致更高的氧气供应使微生物群接近的粘膜,增加肠杆菌科的扩散。丙酸盐的减少也导致肠固有层特异性T细胞（黏膜相关不变T细胞（MAIT）和Treg）的丰度降低。总之，微生物环境和代谢产物的变化导致了病原体相关分子模式（PAMPs）的泄漏，如血液中增加的脂多糖（LPS），并引发低度炎症。

除了经典的免疫作用，肠道微生物和免疫系统之间的相互作用导致了以前未知功能的发现；例如，我们发现：特定的微生物成分不仅对能量代谢有很强的调节作用，而且对葡萄糖和脂质代谢平衡也有很强的调节作用。2007年，我们首次发现革兰氏阴性菌的成分，如脂多糖（LPS）是通过肠道微生物与先天免疫系统相互作用机制（即TLR-4，CD14）触发低水平炎症和胰岛素耐药的关键因素。实际上，饮食导致的肥胖和糖尿病的遗传模型的特征是循环LPS水平增加，一种被称为新陈代谢内毒素血症的情况，该情况后来在人体重新得到证实（图2）。由于最初的识别LPS作为主要作用者参与和超重和肥胖相关的（如胰岛素耐药性，葡萄糖耐受不良，血脂异常，肝脂肪变性）代谢变化疾病的出现，其他PAMP如肽聚糖或鞭毛蛋白已被证明在类似代谢途径的调节中发挥关键作用。

除了肠道菌群组成的特殊变化外，现在人们已经承认，几个关键因素导致细菌化合物从肠道转移到人体。如前所述，肠道微生物不断与肠上皮细胞相互作用；然而,在正常情况下，肠道屏障功能效果较高是复杂的多方面的机制形成的（例如，紧密连接蛋白，黏液层的厚度和成分，存在抗菌因子,上皮内淋巴细胞和其他适应性免疫细胞和免疫球蛋白A的生产（IgA））（图2）。 

众所周知，免疫耐受的丧失与肠道炎症有关。有趣的是，最近的数据也显示了肥胖受试者肠道中T细胞的积累，这一观察结果与发病率相关。相反，在肥胖和2型糖尿病患者中，其他免疫细胞的循环，如黏液相关恒定T细胞（MAIT）（即先天样T细胞），Th1和Th17细胞因子的生成水平显著下降（图2）。

总之，肠道屏障是由肠道微生物和宿主免疫系统之间的微调通讯控制的。此外，这些相互作用的复杂性使我们目前的理解水平出现问题，并最终有助于解释特定的治疗靶点开发相对困难的原因。

微生物活性、代谢产物及代谢

除了识别特定成分的微生物的细胞膜和先天免疫系统直接相关的受体，也有证据表明,许多不同的微生物代谢产物主要通过结合到特定宿主细胞膜或核受体影响宿主代谢。在微生物产生的众多代谢物中，我们可以提到重要的代谢物，如叶酸、吲哚、次生胆汁酸、氧化三甲胺（TMAO），以及神经传导物质(（如血清素、氨基丁酸）和短链脂肪酸（SCFA）。后者得到的研究可能是最为充分的。事实上，研究最多的可能是SCFA（即丁酸酯、丙酸酯和醋酸酯）。研究表明，GPR-41、GPR-43.48等g-蛋白偶联受体可识别SCFA。刺激这些受体触发糖代谢或食物摄入过程中所涉及的肠肽的分泌，如胰高血糖素样肽1或肽YY（PYY）（图2）。因此，通过刺激肠内分泌细胞产生关键激素，微生物对不同器官起着一定的作用。值得注意的是，丙酸酯还能调节免疫细胞产生抗菌因子，因此可能作为减少癌细胞增殖免疫调节剂。后者也强调了一个事实：不同的微生物代谢物可能在宿主代谢中发挥着从调节葡萄糖水平到免疫调节的不同作用。

实际上按照这些思路，一些SCFA的作用和作用机制也可能与以前的想法大相径庭。例如，几十年来丁酸盐一直被认为是一种重要的能量来源，它可以使结肠细胞增殖并有助于维持健康的肠道屏障功能。然而，在最近的一项研究中，Byndloss等人发现丁酸盐也可能通过与宿主细胞的交流而强烈影响微生物环境和生态。已经表明丁酸强制结肠细胞吸入的氧气通过激活β-氧化，保护宿主免受潜在的致病细菌肠道内腔的扩张（图2）。具体来说，作者利用最近的信息表明肠道内含有极低量的氧气(即厌氧状态)，能防止兼性厌氧菌如沙门氏菌和埃希氏杆菌属的增殖。因此作者证明有宿主细胞消耗氧气在线粒体内形成β氧化丁酸盐有助于限制氧气从结肠细胞扩散到腔体内，最终维持厌氧环境（图2）。

什么比较重要：微生物的质量、数量或活性?

在过去的十年中，一些开创性的论文已经表明：一些代谢紊乱如肥胖和糖尿病与微生物群在门水平（即厚壁菌门/拟杆菌门比率）上的变化有关。自从发现这一情况以来，并不是所有的论文都能够再现这一发现，这就产生了以下问题：我们是应该只关注门层面上的总体构成，还是应该深入研究（即种属层面）？然而,除了对于这些考虑，还有一个重要的问题：探索肠道菌群的代谢能力，以及最终产生的代谢物（如丁酸、胆汁酸、TMAO），是否比单独研究微生物组成更具相关性？的确，正如在前文简要描述的那样，肠道菌群产生的许多代谢物都可以影响我们的新陈代谢。

在我们所知的这个阶段，这些问题都没有明确的答案。沿着这些思路，除了这些发现和观察结果之外，最近一项非常精细的研究表明：真正重要的是微生物的绝对数量而不是微生物的比例。这项研究坚定地认为，以前的大多数研究主要是基于对微生物相对比例的探索，可能无法抓住问题的实质。例如，作者观察了健康个体的微生物载量之间的差异多达1个对数。作为另一个明显的例子，本文作者彰显了一个事实：只有使用基于古典相对丰度的剖析时，大量的拟杆菌与克罗恩病相关；而通过使用定量微生物分析时，发现普氏菌属与克罗恩病的患者减少有关。此外，这个观察结果强调了使用相对丰度分析的实际风险和局限性，因为这种类型的分析可能导致错误的解释（图2）。

同样，分析某些肠道微生物的存在以及这些器官的活性的必要性已经被作者讨论过。最近，Schirmer等人对100多名患者包括克罗恩病、溃疡性结肠炎和非IBD对照组的肠道微生物群落进行了分析，还分析了这些患者的代谢组和代谢组学。他们发现，在分析DNA和RNA丰度时，大多数细菌都具有很好的相关性；然而引人注目的是，一些在宏基因组数据方面丰富的生物体——如研究人员所述：在肠道中“不活跃或休眠”，很少或没有表达。相反，一些特定疾病的细菌特征只有在转录水平分析时才能被检测出来。因此，这些发现强调了一个事实：即特定的肠道微生物通路的转录可能随时间而变化，导致潜在的表型变化，这可能与经典的宏基因组丰度变化之间相互补充（图2）。

如前所述，前文与相关的细菌和细菌的活动的数量的明显范例（包括代谢物）明确表明多组学方法的重要性以及如何不同的基因组和代谢组学方法互为补充，进一步剖析微生物之间的相互作用，宿主和整体的新陈代谢。

几个有趣的研究也提出微生物群落应被视为精密医学方法不可分割的一部分，因为它有助于所有疾病各个方面间个体间变异性，但也是一种导致未来疗法的发展的可变因素。例如，Zeevi等人很好地说明了这一概念，他们展示了肠道菌群可以用来预测血糖对特定饮食的不同反应。然而，这需要使用集成许多参数机器学习算法，例如在这个案例中，每周超过800人，45000次进食的血糖水平、饮食习惯、体检、身体活动和肠道微生物群都可以成为参数。有趣的是，该算法随后在一个100人的独立人群中进行了测试。尽管该方法大有前景且被一些研究者采用，但是其他人以该方法可能是黑箱操作且复杂的相关性统计无法解释这些相关性存在为由大大限制了该方法的广泛应用。或其他人认为结果没有提供该模型优于当前检测高葡萄糖水平的方法的足够的证据，甚至不能证明个性化的营养咨询优于餐后标准的高血糖水平管理方案。

实际上，对于什么是最好的选择以及如何着手设计未来的个体化医疗还没有完全达成共识，但该领域发展时间较短，需要进一步的工作。

然而，通过在前瞻性条件下(而不是仅研究单一时间点的现有条件下)筛选成分和代谢物（如代谢组）来获得更全面的情况分析可能是有效果的。值得注意的是，人们可能还会争辩认为大多数研究都是基于粪便的研究（很容易获得），而粘膜微生物群仍在研究中（图2）。此外，正如多年来在营养和药物治疗领域所做的那样，我们可能应该开展大规模的纵向研究。事实上，这些未来的研究应该被设计为允许在一个非常广泛的群体中(即，明显健康和患病对象)进行几年随访，在此期间采集以及尽可能多的样本（如血液、尿液、粪便）。谨慎的处理传统饮食习惯和药物使用的信息。

总之，上面讨论的不同观点强烈支持了功能研究的必要性，但它也强调了目前就最佳进行方法达成明确共识非常困难。因此，为了全面了解微生物群落对健康的作用，我们仍然需要结合微生物群落的组成分析并显示与环境变化（如饮食、药物）或生物状态（如个体间生理变化、疾病）相关的变化。这就需要后续的研究来验证因果关系。这是这篇综述下一章的目的。

希望、前景和威胁：概念证明的必不可少

这篇综述的最后一部分专门讨论了一些关键问题，在宣称某些微生物有益或有害之前，有必要进行定义明确的实验。如前所述，当某一特定微生物与某种疾病或健康状况之间存在相关性时，很难准确地判定候选微生物对疾病发作的确切含义，或者相反，显示其有益影响。

换句话说，如前几段所述，在相关著作之后，有些文献经常讨论特定候选微生物（即细菌）作为潜在的有利或有害候选者的作用。然而，有时我们可能较快（太快）地推断积极或消极的影响，而没有适当地调查这些影响。

因此，我们作为研究人员通常从相关性出发，很少使用分离的细菌或已鉴定的代谢物来证明概念。这并不是因为我们不想恰当地研究“新”微生物或代谢物的作用；因为培养一些细菌是很困难的。实际上，从16S级的特征到候选细菌的正确分离，再到复杂模型（甚至体外）的研究通常需要花费大量的时间和精力。尽管近年来在文化经济学方面取得了一些进展，但厌氧细菌的分离和鉴定仍然费时费力。此外，当假定的候选对象已被分离和培养时，仍有必要将其培养到与体内慢性试验相符的数量。

最重要的是，在我们的知识水平上，仍然很难完全破译任何微生物在一个复杂群落（如肠道菌群）中的作用。最后一点是通过两个具体的例子来说明，两个细菌的例子是普氏菌属和Akkermansia muciniphila。

普氏菌属的范例

最近有两项关于普氏菌属的精细研究对其作用进行了研究。虽然开创性的论文从人类的观察性研究和随后的小鼠干预研究中证实的数据得出了各自的结论，但它们代表了一个清晰的例子即如何以及如何误导一个简单相关性研究，以及潜在因素如何影响功能性概念验证研究得出不同的乃至完全相反的结果。

在第一个研究中，通过一个饮食纤维发酵琥珀酸酯的生成相关的机制，发现普氏菌属改善了葡萄糖代谢和胰岛素敏感性。更准确地说，De Vadder等人已经发现，富含可发酵膳食纤维的饮食与一种信息有关，应该在经典的高琥珀酸盐生成的基础上谨慎遵循。他们发现盲肠的琥珀酸盐丰度较高，在饮食纤维治疗的小鼠中，琥珀酸酯在盲肠中含量较高，而在门静脉中含量较低。因此，他们假设琥珀酸盐被肠道细胞用作底物。因此，琥珀酸酯是肠糖异生作用的底物，这个过程很好地描述了改善葡萄糖稳态的过程。更重要的是，他们证明琥珀酸盐喂养提高了葡萄糖耐量和胰岛素敏感性。同样的，在高脂/高蔗糖喂养的小鼠中，普氏菌属再现了这种有益的表型。最后，通过小鼠模型，肠上皮细胞特异性缺失糖异生（即葡萄糖-6-磷酸酶）的限速酶，他们证明了普氏菌属产生的琥珀酸是改善葡萄糖和胰岛素敏感性的基本机制。

在第二项研究中，Pedersen等人发现胰岛素耐药个体的代谢组特征是存在高水平的支链氨基酸（BCAA），这与BCAA的生物合成途径中富集的微生物群有关。在与这项观察相关的细菌中，普氏菌属和普通拟杆菌均被发现。为了研究普氏菌属与糖代谢改变之间的关系，他们用普氏菌属或一种载体喂养高脂小鼠。作者发现普氏菌属增强了葡萄糖耐受不良，降低了胰岛素敏感性，升高了血清总BCAA水平。

综上所述，尽管这两项研究都是作为概念验证研究来设计和执行的，但是普氏菌属是否应该被认为是一种有益或有害的细菌可能取决于饮食环境，可能需要进一步的研究。最近的另一个关键例子是A. muciniphila细菌引起了广泛的关注。这种细菌是一种在人类肠道微生物群（在基础条件下细菌总数的5%）被隔离的最丰富的单一物种。目前该细菌被数个专家定义为下一代有益菌。

心代谢紊乱的失能症病例

据报道，在遗传性肥胖和糖尿病小鼠的肠道菌群中，以及在这些情况下由饮食引起的小鼠中，A. muciniphila较少。有趣的是，在这些小鼠中发现A. muciniphila的丰度与体重、脂肪量、炎症、胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受呈反比关系（图3）。然而，在小鼠中很少有其他研究报告称在摄入高脂肪高蔗糖的饮食后，A. muciniphila数量增加。反之，也广泛证明了益生质喂养（如菊粉型果聚糖和一些多酚）能显著增加A. muciniphila数量，改善包括脂肪量减少、胰岛素抵抗、肝脂肪变性等与肥胖相关的代谢紊乱，增强肠道屏障。重要的是，在人体中， A. muciniphila的丰度被认为在一些病理条件下如肥胖、2型糖尿病、高血压、高胆固醇血症和和肝病（图3）减少。使用最广泛的抗糖尿病药物二甲双胍和减肥手术都能显著地增加A. muciniphila微生物群的丰度（总额的20%）。

图3. A. muciniphila与几种疾病的关系：已知的内容是什么，主要的混淆因素是什么？这幅图展示了与A. muciniphila的数量增加或减少相关不同的病理情况。它还强调了一些与肠道菌群调节有关的混杂因素，并根据健康状况最终确定了A. muciniphila的丰度，并展示了目前的数据，证明了疾病和细菌存在之间的联系。

除了这些丰富而相关的数据外，在过去的2年里，有几篇论文通过采用了一种证明封闭环境的策略，研究A. muciniphila在体内和不同模型中的作用。现在公众认可的是，补充A. muciniphila可以防止几种心脏代谢特征的发生。所有的动物实验都表明，这种细菌可以降低体重和减少脂肪质量增加、减少肝脏脂肪变性、减少炎症、降低胆固醇水平和缓解动脉粥样硬化；通过影响不同因素（如黏膜层厚度、紧密连接蛋白、抗菌肽和免疫）来提高胰岛素敏感性和恢复肠道屏障功能（图3）。最近发现了这种细菌的外膜,这种蛋白质在活体内和体外发挥免疫调节作用，A. muciniphila对免疫系统的影响是很重要的，因为A. muciniphila最近被证明延迟患有糖尿病的动物的1型糖尿病的发病。

Akkermansia和基于免疫的癌症治疗：关于免疫概念的证明

关于免疫，A. muciniphila的影响似乎非常重要，不仅在代谢综合征或降低自身免疫性1型糖尿病中极其重要，而且在癌症治疗方面也发挥着重要作用。此前已有研究表明，抗癌疗法可能依赖于肠道菌群的组成。然而，在最近的一系列研究中，在这一背景下发现了A. muciniphila的作用。具体来说，作者已经证明肠道菌群甚至是特定的关键细菌可能会影响抗肿瘤免疫治疗的结果，比如抗PD-1治疗。首先，作者简单地观察了那些对抗PD-1治疗有反应的患者，与无反应者相比，他们的肠道A. muciniphila的丰度增加。这一观察结果表明，在A. muciniphila存在的情况下，可观察到有利的药物反应。虽然这个发现是一个简单的关联，但当研究者决定将反应者和非反应者的微生物群转移到小鼠体内时，他们显然转向了一种概念验证策略。在这个实验中，作者观察到了类似的反应，即在没有A. muciniphila的情况下药物反应发生了改变。尽管他们使用了特定的模型，反应者或无反应者供体的微生物群移植到采用无细菌或抗生素处理过的小鼠体内，但A. muciniphila细菌的治疗逆转了接受无反应者微生物群的小鼠中抗PD-1阻断的不良效果。因此，反应不佳的小鼠（即在粪便中添加无反应物质的小鼠）在接受A. muciniphila治疗后，变成反应者，这清楚地表明这种细菌的存在起着重要作用。更重要的是，作者发现这个结果是A. muciniphila.免疫调节作用的结果

尽管这是一个非常重要的发现，但我们可能不排除这种影响不是由这种细菌直接诱导的的，而是需要与一个或几个其他关键因素的活动（或交叉交谈）来驱动有益的影响。此外，还需要进一步的人体研究，以便在此背景下将该细菌作为辅助疗法。

Akkermansia在神经退行性疾病中的范例

虽然前文已经描述了不同的概念验证研究，但在其他一些情况下，粪便中A. muciniphila的过度表达与有益效果无关。事实上，最近发表了一系列研究帕金森病和多发性硬化(MS)的论文。具体来讲，最近的论文叙述了MS患者的肠道微生物群特征，并发现了特定微生物的变异。事实上，25种不同细菌的水平在患病患者和对照组之间存在显著差异，其中一种细菌是A. muciniphila。引人注目的是，Berer和Cekanaviciute等人将注意力集中到了A. muciniphila丰度增加的MS患者的粪便物质。然而，尽管这两项研究表明当移植到MS的小鼠模型时，与健康对照组相比，受MS影响的个体的疾病发生恶化，但这些研究都无法检测到在将微生物群从人类供体转移到受体小鼠体内后，A. muciniphila是否存在或丰度有任何变化。

这一发现还表明，在人类粪便样本中发现A. muciniphila的存在，而在用同样的人类粪便材料进行集群繁殖进而进行移植后感染疾病的啮齿类动物中没有发现A. muciniphila，这可能是由其他细菌引起的。通过这一线索，很少有论文分析传统药物治疗对神经退行性疾病患者的潜在影响，作为一个重要的混杂因素，可以推导一个明显的特征，如以前在这类疾病中所示（图3）。

事实上，与几年前发表的一些具有开创性的研究结果进行了类似的比较。这些研究表明，2型糖尿病患者和非糖尿病患者的肠道菌群组成存在差异，包括A. muciniphila增多。几年之后，终于发现之前的数据（至少在这种细菌）因为药物治疗（即二甲双胍、利拉鲁肽）（图3）实际上是有缺陷的。完成类似的观察使用质子泵抑制剂，强烈影响肠道微生物群。

因此，有人可能会说，我们应该把这种混杂因素考虑到未来的所有研究中，包括神经变性疾病。的确，在这些疾病中，绝大多数患者都经历过饮食习惯的改变、慢性便秘和其他胃肠道并发症；因此，这些病理是典型的肠蠕动改变和其他运动神经前部症状。有趣的是，排便频率和一致性（图3）是肠道A. muciniphila丰度的主要因素。事实上，最近的一篇论文强调了在微生物组研究中评估排便频率和一致性的关键重要性。此外，清淡饮食和禁食期是神经退行性疾病患者饮食行为的关键特征，这些因素已清楚地表明可以增加人体A. muciniphila的丰度。

因此，这些不同的例子明确地告诉我们，在宣称某些微生物的风险或有益影响之前，我们需要仔细分析和论证因果关系。如前所述，过去十年的特点是有大量的论文评估健康或患病人群的微生物群落之间的差异。因此，基于细菌丰度的变化，对数据的误读和细菌参与表型的断言几乎每天都能在文献中看到。

最后，除了普氏菌属和A. muciniphila，最近观测和概念验证相结合的研究数据也表明，特定的物种可能直接参与防止与肥胖相关的代谢紊乱（如Christensenella minuta）或者相反,可能导致代谢紊乱的发生（如皮氏罗尔斯顿氏菌属、阴沟肠杆菌属）。因此这些发现是有趣的，但不能像前面详细描述的那样通过广泛的研究得到进一步的证实。

结论和前瞻

我们的肠道中存在大量的微生物，包括各种各样的细菌、古细菌、病毒和真菌。毫无疑问，我们已经在分析微生物群的组成和产生的关键代谢物，甚至在发现和分离新细菌方面取得了进展。然而，我们必须承认，过去几年中发表的许多研究都报告了不同条件下微生物群落的差异。虽然它们中的大多数都执行得很好，但是我们仍然需要做更多的工作来超越简单的关联，如果我们想接近最终的因果关系，我们需要提供尽可能多的更复杂的分析（例如，多组学和时间序列测量）。事实上，当转化到人体环境时，简单的联想可能会导致误解或夸大预期的结果。因此，这两种方法都很重要，即比较患病情况和健康情况，然后将因果关系作为概念的证明。然而，一般人群和卫生工作者在从论文中得出结论时应该慎之又慎，这些论文假设了肠道微生物组成的差异的发现可能与特定疾病或其总体进展密切相关的结论（框1）。