肥胖、炎症和肠道微生物菌群

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1、【综述】肥胖、炎症和肠道微生物菌群引言肥胖已成为一个全球性的健康问题，营养过剩和超重的发病率与营养不良的发病率相当[1]。据世界卫生组织（WorldHealthOrganization，WHO）统计，目前多达35%的20岁以上成人存在超重[身体质量指数（bodymassindex，BMI）>25kg/m2]，而11%符合肥胖标准（BMI>30kg/m2），这意味着全球有25亿人受到肥胖问题的困扰。超重已被列为全球第五大致死风险因素[2]。然而，在前四项致死风险因素中，高血压、高血糖和缺乏体育锻炼均可以导致超重，也可以由超重引起

2、，这进一步凸显了肥胖相关发病率和死亡率问题的严重性。肥胖的病因非常复杂，既包括生物因素也包括环境因素，这些因素通过促进高热量饮食和减少体力活动影响肥胖的发生发展。事实上，在许多高收入国家久坐不运动的生活方式非常普遍，超过60%的成人存在超重或肥胖[3-5]。因此，肥胖相关疾病包括代谢综合征（如高血压、血脂异常、胰岛素抵抗）、2型糖尿病、心血管疾病、终末期肾病与非酒精性脂肪性肝病的发病率不断增加也就不足为奇。全球激增的肥胖问题对社会和经济造成了严重影响。对个体而言，肥胖者的医疗保健花费比非肥胖者高1.5~1.8倍[6]。此外，除

3、了医疗方面的直接经济损失，相关间接损失如旷工、生产力丧失和过早死亡也进一步加重了肥胖所带来的潜在而巨大的经济损失。炎症是肥胖相关疾病的一个关键因素炎症被认为参与了肥胖及其相关疾病发生的生物学基础。事实上，已证实许多关键的炎症标记物与肥胖及肥胖相关疾病的不良结局风险密切相关。一项包括51项独立的横断面研究的荟萃分析结果证实，身体成分与全身炎症标记物C反应蛋白水平呈正相关[7]。此外，已有报道指出，红细胞沉降率[8]、纤溶酶原激活物抑制因子1[9]和关键的炎症细胞因子[10,11]等与也存在与上述相似的关联，这进一步支持了肥胖和炎

4、症之间可能存在相互作用。同时也发现一系列炎症标记物的增加与肥胖相关疾病包括心血管疾病[12,13]、2型糖尿病[14,15]的风险增加密切相关。尽管存在这些关联，但肥胖、炎症及疾病风险之间的因果关系机制尚未完全明确。超重或肥胖个体中存在持续、低度的炎症反应，阐明这一炎症反应的触发因素将为减轻肥胖及其相关疾病风险提供新的干预策略。在本项系统回顾中，我们认为肠道微生物菌群、肠黏膜和相关淋巴组织间的相互作用构成了肥胖相关疾病的生物网络基础。肥胖与肠道微生物菌群肠道微生物菌群定义为胃肠道中各种共生的微生物种群（被认为>500种）[16

5、]，在人体肠道中，优势菌门包括肠道拟杆菌门（如拟杆菌属）、厚壁菌门（如梭菌属和芽孢杆菌属）和放线菌门（如双歧杆菌属）[17]，据估计肠黏膜中的微生物总数超过100万亿，是人类细胞数量的10倍以上[16]。人们已逐步认识到这些常驻微生物群对宿主机能发挥着重要作用，进而关系到机体的健康与疾病。肠黏膜共生菌群的主要功能包括：（1）通过直接竞争性占取营养物质及粘附区、以及产生抗菌物质阻止致病性微生物的侵染；（2）促进上皮细胞的增殖和分化，维持肠黏膜的完整性；（3）通过启动树突状细胞的成熟、B淋巴细胞和T淋巴细胞的分化，促进肠道相关淋巴

6、组织的生长；（4）从不易消化的淀粉类食物中获取能量[16,18]。在肥胖条件下肠道微生物菌群促进能量吸收的这一潜能尤其受到关注。来自动物试验的初步证据表明，肠道微生物菌群有助于能量吸收，进而与身体成分有关。有报道指出，无菌小鼠的体重和体脂含量低于相应的野生型小鼠[19]，即使给予小鼠高脂高糖饮食（发达国家典型的饮食模式）后依然如此[20]。这一结果表明，在没有胃肠道细菌的情况下，能量的吸收能力下降。将野生型小鼠的微生物菌群移植到无菌小鼠体内，则可以使其体重恢复正常[19]。相反，将肥胖小鼠的肠道微生物菌群移植到无菌小鼠体内，结

7、果导致无菌小鼠的脂肪含量增加[21]，这表明在肥胖动物中独特的肠道微生物组成促进了体重过度增加。另有研究显示，对大鼠模型给予高脂饮食后，各类微生物菌门的数量均发生显著变化[22,23]，这表明不仅肠道微生物菌群能够影响身体组成，饮食模式也可以改变微生物组成，进而加重超重倾向。随后的人体研究直接比较了肥胖个体和瘦的个体的肠道微生物菌群组成。Ley等人[24]比较了12例肥胖受试者和2例瘦的受试者的粪便微生物组成，发现肥胖者的拟杆菌门相对丰度比对照组显著减少，而厚壁菌门的相对丰度显著增加。随后有研究者对54名同卵或异卵双胞胎成年女

8、性的身体组成进行研究，结果发现，与瘦的个体相比，肥胖者的肠道微生物菌群多样性明显降低，拟杆菌门的相对丰度减少而放线菌门较高，但厚壁菌门无显著差异[25]。也有其他一些研究结果与之相矛盾，例如，在一项包括68例超重者与30例瘦的对照者的队列研究中，发现超重者的拟杆菌门相对丰度较