彭永德

DOI：10.3969/j.issn.1006-298X.2025.05.008

[基金项目] 国家自然科学基金面上项目(82170829);上海申康医院发展中心临床创新三年行动计划(NO.SHDC2020CR1016B)

[作者单位] 上海交通大学医学院附属第一人民医院内分泌代谢科(上海,200080)(彭永德:主任医师、教授、博士生导师,现任中华医学会内分泌学分会副主任委员)

关键词 肠道菌群 代谢综合征 胰岛素抵抗

随着生活方式的改变,肥胖、高血压、高血脂、高血糖和高尿酸等构成代谢综合征各组分的代谢失衡日趋常见,因而代谢综合征的患病率也逐年攀升。代谢综合征既能增加心脑血管疾病和糖尿病的发病危险,同时其各组分又是心脑血管疾病死亡率升高的重要因素。随着基因组测序技术和生物信息学技术的发展,肠道微生态作为具有重要功能的“特殊系统”,通过调控慢性代谢性炎症通路,与代谢综合征各组分和胰岛素抵抗之间有着密切联系。肠道菌群作为环境因素与宿主相互作用的关键接触点,可能成为防治代谢障碍性疾病(代谢综合征、糖尿病和脂肪肝等)的靶点。肠道菌群从食物中摄取能量、产生代谢产物,参与调控机体能量与代谢平衡,不再是被遗忘的“功能器官”。肠道微生态是人体健康所必需的重要且复杂的生物系统,是健康的“晴雨表”。

人菌共生

人体微生态系统包括口腔、胃肠道、皮肤、泌尿生殖道和呼吸道五大微生态系统,其中肠道微生态系统最为主要,也是机体最大的微生态系统。人体健康不仅与自身基因组有关,还与出生后肠道内定居的“微生物群”平衡相关。肠道菌群从无到有,伴随着人的一生,与宿主处于动态共生的状态是进化的结果。肠道菌群受宿主的遗传、免疫、饮食习惯、环境因素和生活方式影响,处于与宿主细胞不断地进行物质和信息交流的动态平衡,广泛参与宿主营养、代谢、免疫调控及炎症反应。

肠道菌群与代谢综合征

代谢综合征是以肥胖和胰岛素抵抗为核心,伴有碳水化合物、蛋白质和脂肪等能量代谢紊乱的一组复杂症候群,同时并存内脏型肥胖、高血压、高血糖、血脂异常等多种心血管疾病危险因素。胰岛素抵抗在代谢综合征形成过程中发挥了至关重要的作用。肠道菌群失调作为一种环境因素,诱发宿主低度慢性炎症反应、胰岛素抵抗以及糖、脂代谢紊乱,与代谢综合征各组分关系密切。肠道菌群及代谢产物通过脑-肠轴调节神经递质及激素分泌,传递饱腹感,从而调节中枢摄食行为和胰岛素分泌,进而调节脂肪分布、能量平衡和血糖稳态。肠道微生态失衡诱导胰岛素抵抗、调控一氧化氮合酶活性、影响类固醇代谢,促进肾素释放,刺激交感神经系统,增加血小板聚集和促进动脉粥样硬化等,形成高血压的危险因素。肠道菌群参与尿酸代谢,且参与炎症因子的释放,在痛风的发病进展中也起着重要的作用。

肠道微生态——人体代谢和健康的晴雨表

肠道菌群作为环境因素与宿主相互作用的触控点,多样的肠道微生态为慢性疾病防控和健康监测提供了新的视野。上海市第一人民医院彭永德教授团队联合上海交大生科院赵立平教授团队,通过医工交叉“双向奔赴”,“跨界”沟通,建立了由基础、临床、转化及流行病学专家组成的多学科生物医学工程研究团队,在慢性疾病防控与肠道微生态领域历经数十年取得多项研究成果。2025年《Cell》在线发表的研究首次鉴定出对维持人体健康具有关键作用的两组核心菌群成员:与疾病缓解相关的有益功能群(命名为“基石功能群”)和与疾病恶化相关的功能群(命名为“病生功能群”),这两组核心菌群构成类似“跷跷板”的模式,通过彼此升降波动预示和影响人体健康。这一进展在科学假说、研究策略和分析技术三方面实现了医工交叉融合研究的突破,为肠道菌群研究领域提供了全新的数据分析方法,为理解肠道菌群与慢性疾病的关系提供了全新框架,还展示了从基础研究到临床实践的转化医学潜能,有望为以“肠道”为新视角的精准医学、医工交叉、“医学+X”模式的健康管理,突破瓶颈带来希望。该项研究也是团队在既往糖尿病临床队列研究基础上(发表在2018年《Science》),发现利用膳食纤维选择性富集肠道细菌可以缓解2型糖尿病,在“医学+X”模式中又一创新的合作模式,慢性疾病防治将逐渐从“传统医学”→“循证医学”模式转向共病健康管理的“精准医学”→“智慧医学”的模式,也昭示了临床慢性疾病管理与科学前沿探索紧密合作创新的再次起航,以及医工交叉模式在慢性疾病健康管理中的重要意义。我们研究团队发现了不同慢性疾病患者肠道核心菌群的“跷跷板”特征,搭建了一套概率预测系统来评估肠道菌群失调的程度,为精准医学和健康管理带来新的管理模式。这一重大发现有望成为评估人体健康“晴雨表”的新技术,并推动个性化肠道菌群检测技术的发展,为临床疾病防治和健康管理提供有效的精准健康管理和疾病早期干预工具和新的路径。同时展示了从基础研究到临床实践的转化医学潜能,有望为以“肠道”新视角的精准医学、医工交叉、“医学+X”模式的健康管理,突破瓶颈带来希望。

小结:肠道微生态作为人体健康的关键因素,其平衡与失调深刻影响着代谢综合征等慢性疾病的发生与发展。当前我们已经揭示了核心菌群“基石功能群”与“病生功能群”之间“跷跷板”式的动态关系。下一步我们将着力于开发肠道菌群个体化评估和干预方法,通过干预肠道微生态进行个性化健康管理和早期疾病干预,突破当前医学瓶颈、创造守护人类健康的新路径。

[引用本文]彭永德. 肠道微生态调控人体代谢平衡与健康[J]. 肾脏病与透析肾移植杂志, 2025, 34(5): 447-448.

PENG Yongde. Gut microbiota regulates human metabolic balance and health[J]. Chinese Journal of Nephrology, Dialysis & Transplantation, 2025, 34(5): 447-448.