The Innovation Medicine | 炎症性肠病中的肠道微生态失调:发病机制和治疗策略

肠道微生态失调作为诱发炎症性肠病 (IBD)的重要因素是目前基础研究和临床诊治关注的新热点。我们通过回顾研究进展并分析现存问题为IBD的预防和诊治提供新的启发。



导 读


炎症性肠病 (IBD) 是一种以慢性和复发性炎症为特征的免疫性疾病,其发病率逐年上升但发病机制仍未阐明。随着研究技术的进步,肠道微生态失调在 IBD 进展中的作用受到广泛关注。肠道微生态疗法,包括使用微生态调节剂、粪菌移植和噬菌体疗法等,是 IBD 治疗的研究热点。本文主要从肠道微生态失调的角度回顾了IBD 发病机制和创新疗法的研究进展,并分析了现存问题为读者提供启发。


图片

图1 图文摘要


肠道微生态作为生物屏障的主要功能组分在生理状态下可以直接抵抗病原体的定植并且通过参与新陈代谢、保护肠上皮屏障和调节免疫系统来维持肠道稳态。由于肠道轴向各节段的解剖位置和生理功能的不同以及径向解剖结构的分层,肠道菌群的种类和数量存在分布差异(图2)。

图片

图2 生理状态下的肠道结构与菌群分布


研究表明,遗传、环境、饮食和药物等均会影响肠道微生态,这些同样是IBD的风险因素。IBD 患者与健康个体的肠道菌群存在显著不同(表1)。


表1 IBD患者肠道菌群失调

图片


微生态失衡促进IBD发生发展

  • IBD 患者中的异常菌群会通过破坏肠上皮细胞间的紧密连接复合物、分解黏液层、分泌致病因子和逃避抑菌肽进而造成肠道屏障损伤

  • 穿透肠道黏液层和机械屏障的病原体通过模式识别受体触发免疫连锁反应,从而导致慢性炎症。在炎症条件下,致病菌获得优于有益菌的生长优势从而进一步加剧了肠道微生态失调。

  • 肠道微生物失调会导致代谢紊乱,异常代谢物通过破坏肠道屏障的完整性并诱发炎症反应促进 IBD 进展。


IBD 的临床治疗

目前IBD 在临床中主要使用免疫抑制药物进行治疗。抑制炎症反应可以直接减轻组织损伤,有助于重塑微生态和增强肠道屏障功能,但耐药、药物脱靶、副作用、致癌风险增加等仍然是临床治疗中的挑战。开发新的治疗策略是IBD研究的重要方向。

IBD治疗中,微生物疗法在前期研究中显示出良好的应用前景。

  • 微生态调节剂包括益生菌、益生元和合生元等在大量临床试验中显示可诱导和维持 IBD 的缓解。但由于当前研究中的样本量有限、变量难以控制以及存在个体差异,部分指南尚未将微生物调节剂作为 IBD 推荐治疗方案。

  • 粪菌移植作为一种新兴的微生物疗法,旨在将经筛选和处理的健康供体粪菌菌群移植到受体的肠道以重塑肠道微生态。它已被用于治疗艰难梭菌感染,但 IBD 仍处于临床试验阶段。

  • 噬菌体疗法通过应用外源噬菌体调节肠道菌群结构来改善IBD。作为新型治疗策略,其临床应用的可靠性和安全性仍需更多高质量临床试验的支持。随着合成生物学的发展,优化的噬菌体可能为IBD治疗带来新的思路。


类器官模型的发展与应用



为了给微生物疗法提供坚实的理论基础,优化肠道微生态的临床前研究至关重要。类器官模型的发展为IBD与肠道微生态研究提供了新的平台。显微注射、3D类器官极性反转、类器官线性化和微流控芯片等技术的逐步发展有助于IBD发病机制的进一步研究。此外,类器官还可用于探索潜在的治疗策略。




责任编辑


封红亮  广州医科大学

吴   珺  厦门大学





引用格式:Yin Y., Feng W., Chen X., et al., (2024). Intestinal microecology dysbiosis in inflammatory bowel disease: Pathogenesis and therapeutic strategies. The Innovation Medicine 2(4), 100092.



作者简介

夏丽敏,华中科技大学同济医学院附属同济医院消化内科副主任、肝脏与胃肠病研究所常务副所长。中华医学会消化病学分会青年委员、中国抗癌协会中西医整合肝癌专业委员会副主任委员、中国抗癌协会青年理事会常务理事、中国抗癌协会整合肿瘤学分会委员、中国抗癌协会肿瘤肝脏病专委会委员、湖北省医学会消化病学分会常务委员。获得中国抗癌协会青年科学家奖、中国抗癌协会科技奖一等奖,入选国家自然科学基金委优秀青年基金、教育长江学者奖励计划“青年学者”、湖北省医学青年拔尖人才(第一层次)、华中卓越学者,担任湖北省自然科学基金创新群体项目负责人。主持国家自然科学基金和科技部国家重点研发计划等9项国家级项目,以通讯作者在Cancer Cell、Hepatology、Journal of Hepatology、Gastroenterology等国际著名期刊发表论著40余篇。

吴开春,空军军医大学西京消化病医院副院长、主任医师、教授、博士生导师。国家教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,“国家杰出青年基金”获得者。兼任世界胃肠病组织(WGO)执行理事及司库、亚太消化学会(APAGE)副主席、中国医师协会常委兼消化医师分会副会长、中国抗癌协会肠病专委会主委、全军消化专业委员会主任委员、陕西省消化学会主任委员。是国家自然科学基金委优秀创新群体带头人。获得国家重点研发计划等课题20余项。发表SCI论文300余篇。获国家科技进步一等奖和创新群体奖各1项。




往期推荐

_

肠道守护情绪:工程益生菌肠道产丁酸通过“肠-脑”神经通路调节情绪

_
_

肌患病,肠来治:利用菌群对抗肌萎缩相关疾病

_

支架法肠转流术在直肠癌低位前切除中的安全性研究

_
_

从养殖替抗角度解析肠道菌群间的交流密码

_

大型真菌功能基因组学研究正迅速涌现


_

生物反应也讲究先来后到:DnaQ在CRISPR‒Cas系统中的作用

_

高通量FFPE样本单细胞DNA测序技术有望充分利用临床组织标本资源

_

人源化免疫系统小鼠肺部的抗感染免疫应答

_

基于Cas9祖先蛋白的迷你型基因编辑器

_

解密KRAS抗药性:蛋白质稳态网络的重要角色

_

CRISPR/Cas9体系编辑线粒体DNA的直接证据

_

AA467197调控NLRP3炎症小体超活化


_

RXR——核内外双重调控肿瘤发生的关键因子

_

尾部锚定蛋白的特异定位与监测机制





The Innovation 简介




The Innovation是一本由青年科学家与Cell Press于2020年共同创办的综合性英文学术期刊:向科学界展示鼓舞人心的跨学科发现,鼓励研究人员专注于科学的本质和自由探索的初心。作者来自全球58个国家;已被151个国家作者引用;每期1/5-1/3通讯作者来自海外。目前有200位编委会成员,来自22个国家;50%编委来自海外(含39位各国院士);领域覆盖全部自然科学。The Innovation已被DOAJ,ADS,Scopus,PubMed,ESCI,INSPEC,EI,中科院分区表(1区)等收录。2023年影响因子为33.2,2023年CiteScore为38.3。秉承“好文章,多宣传”理念,The Innovation在海内外各平台推广作者文章。


期刊官网:

期刊投稿(Submission):



Logo|期刊标识

图片

See the unseen & change the unchanged

创新是一扇门,我们探索未知;  

创新是一道光,我们脑洞大开;  

创新是一本书,我们期待惊喜;  

创新是一个“1”,我们一路同行。



The Innovation 姊妹刊

图片
图片
图片


The Innovation

图片
图片
图片
图片



赞助单位

图片