第二章　肠道微生物群基本结构与功能

第一节　肠道微生物菌群结构及多样性

人体肠道微生物群目前已知由细菌、古菌、真菌和病毒组成。正常成年人的肠道细菌由厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）主导，相对丰度分别约为65%和25%，此外还存在放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、梭杆菌门（Fusobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）等其他成员。肠道中还存在少量的古菌，最常见的为甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）。随着卫生条件的提高，肠道内的多细胞真核生物，比如蠕虫已经逐渐消失。但是它们在肠道微生物组的进化过程中曾是重要的组成部分。

噬菌体（phage）等病毒也是机体肠道微生态系统的重要组成部分，可以调控人体的免疫系统、影响某些基因的转录状态，甚至能够赋予细胞抵御其他病毒感染的能力。病毒组是微生物组中病毒基因组的总称。被关注最多的肠道病毒组是DNA病毒——分为双链DNA病毒和单链DNA病毒，且多为噬菌体，前者包括尾噬菌体目（Caudovirales），主要为短尾噬菌体科（Podoviridae）、长尾噬菌体科（Siphoviridae）和肌尾噬菌体科（Myoviridae）；后者包括微小噬菌体科（Microviridae）和丝状噬菌体科（Inoviridae）。这些肠道噬菌体大多以前噬菌体形式存在。

每个人肠道的菌群类型和数量因人而异，然而这种差异并不是绝对的。德国海德堡欧洲分子生物学实验室（European Molecular Biology Laboratory，EMBL）的Arumugam M等人提出“肠型”的概念。他们发现以肠道内的细菌种类和数量划分，人类拥有3种肠型，分别是拟杆菌（肠）型（Bacteroides）、普氏菌（肠）型（Prevotella）和瘤胃球菌（肠）型（Ruminococcus）。

肠道不同部位的微生物群分布也有所差异。小肠中多存在需氧肠球菌群，包括乳杆菌、链球菌，以及变形菌纲成员；大肠中则是厌氧菌占优势。空肠和回肠的大多数微生物是需氧菌和兼性厌氧菌，比如肠球菌、大肠埃希菌、克雷伯氏菌、乳杆菌、葡萄球菌和链球菌等。盲肠微生物群比空肠和回肠微生物群更复杂，主要由兼性需氧菌组成，包括乳杆菌、肠球菌和大肠埃希菌。在直肠-乙状结肠中检测到与盲肠微生物群完全不同的更为复杂的微生物群落，主要是属于拟杆菌属等严格厌氧菌。结肠微生态是自然界中个体生长密度最大的微生态系统之一。据Whitman WB等人的估计，结肠中所含的微生物约占人体全部微生物的70%。相对于小肠来说，大肠内微生物群的多样性程度更高，且细菌种类的波动较小。

一般来说，大多数人类肠道微生物群落中，严格厌氧菌数量会超过兼性厌氧菌和需氧菌总数量的2～3倍。严格厌氧菌相对比例的减少和兼性厌氧菌（包括大肠埃希菌、沙门菌、变形杆菌、克雷伯氏菌和志贺菌等病原体）相对比例的增加是肠道微生态失调的共同特征。

由于健康人结肠镜检的样品难以获得，而粪便则容易得到，所以目前大多数关于肠道微生物群的数据都来源于粪便样品。虽然存在于粪便和肠道黏膜的微生物群是有一定差异，但粪便微生物群在较大程度上能反应肠道内微生物群的组成（表2-1）。