副主任医师
本站已经通过实名认证，所有内容由周主青大夫本人发表
当前位置：
& 大夫个人网站
& 文章详情
饮食与大肠癌的发生
大肠癌（结肠癌和直肠癌），是世界范围内的主要癌症之一，其发病率差异很大,于10～20倍之间。在北美、西欧和澳大利亚等经济发达地区可高达25～35例/10万人，在印度最低，1～3例/10万人，我国南方，特别是东南沿海地区明显高于北方。近年来发展中国家的发病率逐渐增高。从低发病率地区迁移至高发病率地区的第二代移民，其结直肠癌危险性增加至高发地区水平,这可能是生活方式与环境因素影响的结果。[1]饮食及环境因素与大肠癌的密切关系提示通过合理的饮食结构、膳食营养可降低结直肠癌发生的危险性，并可能在大肠癌的综合治疗中起重要的辅助作用。大量的流行病学证据表明膳食结构和某些特殊饮食习惯与大肠肿瘤的发生密切相关。（一）高脂肪、高胆固醇膳食流行病学资料表明，高脂肪和高胆固醇膳食能显著增加结肠直肠癌的发病率；动物实验表明高脂、高胆固醇饮食能增加致癌剂对实验动物大肠肿瘤诱发率和诱发肿瘤的数量，使肿瘤出现更早，增加肿瘤的恶性程度和转移率，显著缩短其存活时间；在大鼠饮食中单纯加入胆汁酸，对二甲肼（DMH）并无促癌作用，如果胆汁酸和胆固醇同时加入则能显著增加DMH的诱癌作用，去除胆固醇的饮食能显著增加DMH诱发大鼠大肠癌动物的存活时间，且肿瘤转移率明显降低胆汁酸为脂肪吸收必需的，脂肪的致癌作用可能通过胆汁酸介导，高脂饮食能刺激胆汁酸及胆同醇的分泌和排泄增加，而促进大肠癌的发病。有学者对不同饮食的大肠癌高危险人群和低危险人群的大便粪胆汁酸和中性胆固醇进行了定性和定量分析后指出：高脂饮食人群大便粪胆汁酸和中性固醇的排泄增加与大肠癌高发有显著的关系，大肠癌病人组较对照组有较高的粪胆汁酸和胆固醇代谢物浓度；健康青年在高脂饮食时粪胆汁酸排泄量高于低脂饮食时；大鼠高脂饮食饲给不仅能增加粪胆汁酸和中性胆固醇的排泄，且能促进化学物诱癌；饲给大鼠消胆胺以促进胆汁排泄的同时应用致癌剂可使动物大肠癌发病率显著增加。另外增加分泌至肠道的胆酸，可影响肠道微生物菌群组成，在大肠中肠细菌可把酸性和中性胆固醇代谢为辅致癌物和／或致癌物，刺激次级胆酸产生并促进结肠癌的发生；富含脂肪而少纤维的饮食可使人粪便中的反应性氧自由基增加，而氧自由基与肿瘤的发生密切相关；饮食中脂肪的质和量干扰了机体免疫状态；改变了参与致癌物代谢的酶系统。脂肪消费增加导致结肠肠腔内的胆汁酸增加。粪便中的胆汁酸对上皮细胞有直接损伤作用,能促进动物和人类上皮细胞的增殖[2]。（二）低纤维饮食流行病学调查表明高纤维饮食的非洲人大肠癌发病率很低，而低纤维饮食的美国人大肠癌发病率很高；高纤维饮食可显著抑制偶氮甲氧烷(AOM)对大肠的致癌作用；随着饮食纤维量的增加，动物的粪便量增加，而DMH诱发大肠癌的发病率降低；纤维能与DMH相互结合，某些类型的纤维能对抗化学物诱发大肠癌，其部分原因是由于增加了致癌剂与饮食纤维在结肠内的结合；另外某些饮食纤维如果胶、角叉菜可降低血清胆固醇和粪便中的胆汁酸及中性固醇。膳食纤维的抗癌机制：1、降低大肠中致癌物质的浓度；2、缩短肠腔内毒素通过的时间，从而减少致癌物质与组织间的接触；3、减少某些致癌物质或前致癌物质的产生；4、对内分泌系统有调节作用；5、胆汁酸代谢变化和短链脂肪酸产生增多[2]。（三）微量元素硒是人体健康的基本营养成分,可能有抗肿瘤发生的作用。流行病学调查表明美国城市居民中的血硒水平与人口中总的肿瘤发生率呈负相关，虽然血硒水平可能受到疾病过程的影响，但有研究表明硒可抑制癌肿的发生，并且缺硒地区肠癌发生至少率明显增高；许多动物实验表明补给动物硒能显著抑制化学物对大肠的致癌作用；国外学者Jacobs等发现无机硒可抑制DMH导致的实验性大肠癌的发生，国内郁宝铭应用有机硒——硒酵母获得了相同的结果。有机锗抗大肠肿瘤的作用也有报道[3]。&&&&Fernaández等对低硒地区血清硒和结直肠大腺瘤的危险性进行观察发现：在≤60岁的研究对象中，两组患者的平均血清硒水平(腺瘤57.9&±&4.3&μg/L;&癌症43.7&±&6.6&μg/L)显著低于健康对照组(88.9&±&8&μg/L)，硒水平和大腺瘤样息肉之间存在显著的负相关，硒水平较高的患者患腺瘤的可能性小于硒水平低者，但这一相关性在≤60岁者中较显著，而老年组中不显著。表明在低硒地区，高硒水平可降低发生大腺瘤的危险性，这一预防作用似乎仅见于≤60&岁者，对于老年人的预防作用有待进一步研究[4]。&有关硒的抗癌机制可能有:1、硒可改变致癌剂的代谢与解毒作用，可通过抑制谷胱甘肽过氧化酶抑制如DMH的氧化过程和脂质过氧化，从而保持细胞膜结构和功能的健全，防止对DNA的损害；2、硒提高了谷胱甘肽S－转移酶的活性，使DMH等致癌剂嗜电子敏感性降低，因而减少了肿瘤的发生；3、增加大肠癌患者的血硒水平、能改善其免疫状态及机体抗氧化功能。实验研究发现增加饮食中硒的含量可提高抗绵羊红细胞IgM、IgG抗体的效价，在大肠癌患者中补充微量元素硒将有助于发挥机体自身抗癌功能，是一种合理而有益的辅助治疗方法；4、可刺激DNA修复和防止DNA烷化。（四）多种维生素、叶酸维生素抗肿瘤的机制：1）抗氧化、清除自由基；2）增强免疫功能；3）改变化学致癌剂的性质、阻断其传播；4）增加细胞间隙连接的交通；5）维持细胞DNA甲基化状态。[5]1、维生素D&&&&文献表明经饮食或其它途径摄入较多的维生素D能降低结直肠肿瘤发生率，长期VitD缺乏可促进结肠癌的发生，高vitD摄入与结肠粘膜癌前病变的减少有显著联系。美国9个地区癌症登记资料证实阳光照晒有利于降低直肠癌发生，从而为维生素D抗结肠肿瘤发生的作用提供了间接的证据。整体实验发现1，25(OH)2D3可抑制DMH诱发大鼠结肠肿瘤的发生；离体实验表明二羟D3能显著抑制培养的直肠上皮细胞增生，同时VitD及其衍生物可显著抑制人结肠癌细胞株HT-29的生长。这些研究均表明维生素D是防止结肠上皮细胞恶变，调节其生长、分化的重要因素。维生素D对结直肠肿瘤作用机理，1.通过细胞内维生素D受体(VDR)介导；2.经非VDR途径，蛋白激酶C(PKC)作用，PKC参与结肠肿瘤细胞的生长、分化及细胞增殖等一系列过程，其激活与c-myc、Fas基因的活化有关；另外实验显示VitD能调节DMH大鼠结肠上皮细胞K-ras基因突变的频率，可通过减少K-ras&DNA甲基化加合物，增加DNA修复相关蛋白的活性来抑制致癌物的作用。&&&&2、维生素A和亲脂因子缺乏&&饮食中亲脂因子蛋氨酸和胆碱降低能改变肠道致癌物在肝内的代谢。实验证明高脂无胆碱和蛋氨酸的饮食或缺VitA的饮食均能增加化学物对大肠的致癌作用。给予动物高VitA饮食显著抑制了DMH、黄曲霉菌毒素B的诱癌作用。但也有相反的结论，即VitA缺乏能降低MNNG的诱癌作用，抑制大肠癌的发病。3、叶酸低叶酸摄入可导致DNA甲基化减低,造成DNA合成和修补异常,从而促结肠癌生成。前瞻性研究显示,叶酸缺乏增加发生结肠癌的危险性，饮食中高叶酸摄入和长期补充叶酸可减低结肠癌的危险。病例对照和组群研究均提示大量蔬菜摄入伴有结直肠癌危险性减低，但所涉及的营养素尚不知。Giovamoucci等提供的证据显示，叶酸摄入与结肠癌呈负相关。与叶酸摄入≤200μg/天的妇女相比，摄入201-300μg/天者结肠癌的相对危险性为0.9,摄入301-400μg/天者为0.8,摄入&400μg/天者为0.7(趋势的p=0.01)。在摄入最高的一组,86.3%是补充多种维生素,其余三组主要来自饮食。当对多种维生素中存在的其他营养素作校正后,叶酸摄入与结肠癌发生的负相关仍存在。对含叶酸多种维生素的服用时限进行分析,负相关至少在服用5年后才明显,最显著的作用则在服用至少15年后[6]。（五）肠道菌群研究证实：(1)在大肠癌及大肠息肉患者大便中，细菌可将初级胆酸转化为次级胆酸，而后者在动物实验中有明显促癌作用；(2)DMH能在正常大鼠诱发大肠肿瘤，诱癌率达93％，而在无菌大鼠仅达20％，使用对细菌的葡萄糖苷酸酶的抑制剂，能显著降低AOM诱发肿瘤的数量。两实验均说明肠细菌及其酶能把间接致癌物DMH、AOM代谢激活，对大肠癌的发生起作用；(3)高危饮食人群粪便中葡萄糖苷酸酶活性显著升高，而该酶的高度活性能促进葡萄糖醛酸化物向致癌性配基转化。体内许多毒物包括致癌物，在肝脏解毒后以6一葡萄糖醛酸形式随胆汁排入肠道，在该酶作用下又可重新游离而起作用；(4)大鼠由谷食改为肉食后，粪便中硝基还原酶和偶氮还原酶显著升高。这两种酶能把硝基和偶氮化合物还原为芳香胺。在还原过程中能形成硝基和N一羟基化合物。亚硝酸盐与二级胺或三级胺在哺乳动物胃内适宜的酸性环境中，形成亚硝胺类化合物。这类化合物可在肠细菌作用下转化为胼类物质，有数种肼类和DMH已在动物中成功诱导大肠癌的发生，这些化合物是众所周知的致癌物；(5)大肠癌患者及高危人群大便中，厌氧细菌明显增多，尤其是梭状芽胞杆菌。后者能使胆汁酸核去饱和，产生不饱和胆固醇，形成多环香烃；(6)在人类粪便中已发现对鼠伤寒沙门氏菌FA98、TAl00的致突变物，在大肠癌高危人群中其致突变性高于低危人群。如果把粪便与厌氧菌共同孵育，致突变物可增加20倍；(7)临床实验证明丽珠肠乐有提高大肠癌病人机体免疫功能的作用，这种全身免疫功能的提高可能与丽珠肠乐的抗肿瘤作用有关；（8）分叉双歧杆菌的完整肽聚糖(Whole&peptidoglycan,WPG)对裸鼠皮下移植的大肠癌的生长具有明显阻抑作用，通过透射电镜及原位末端标记等手段和方法证实它能诱导大肠癌移植瘤细胞的凋亡，其机制与WPG能显著增强大肠癌移植瘤bax基因的蛋白表达水平，同时使bcl-2基因的表达下调有关。另外WPG通过激活机体免疫系统中的巨噬细胞、NK细胞以及B淋巴细胞等免疫效应细胞，使之分泌多量的具有杀瘤活性的细胞毒性效应分子，如IL-1、IL-6、TNF-α、IFN-γ、NO以及多种抗体等亦参与了抑瘤机制；（9）注射双歧杆菌后，大肠癌裸鼠移植瘤细胞的PCNA阳性细胞密度显著低于对照组，提示双歧杆菌能降低大肠癌移植瘤细胞的增殖活性，使之生长减慢；（10）高脂饮食的正常鼠DMH的大肠肿瘤诱发率显著高于高脂饮食的无菌大鼠和低脂饮食的正常大鼠，而高脂和低脂饮食的无菌大鼠之间DMH的肿瘤诱发率无差异性，该实验清楚地说明了肠菌群和大肠癌之间的关系。[2]（六）杂环胺20年来实验研究一直强调，肉和鱼烹饪时形成的杂环胺可能与人类癌瘤的发生相关。但近年研究表明普通饮食的杂环胺含量不可能增加结直肠癌的发生率，虽杂环胺摄入量高于1900ng/日者癌危险增加，但普通饮食极少有如此高的摄入量，因此，饮食中杂环胺不是致癌的主要因素。肉和鱼可能含杂环胺以外的致癌物（如多环芳香烃、亚硝胺、少极杂环胺），可能后者对癌的发生起重要作用。（七）咖啡瑞典学者对6.1万名40至74岁的瑞典妇女喝咖啡的数量和饮食习惯进行了研究，经过9年的跟踪调查，他们发现喝咖啡与患结肠癌没有关联，即使喝大量的咖啡也不会增加患癌症的危险；同样，咖啡对癌症也没有预防作用。（八）进食红肉世界范围内有关饮食对癌变影响的大规模研究的预实验结果显示进食红肉（牛羊肉）与结肠癌发生有关。在385名结肠癌患者中，食肉量在前25%的人群，患癌症的危险性增加40%，而进食蔬菜量位于前25%的人群患癌症的危险性减少40%。
与医生电话交流
网上免费问医生
发表于： 22:35
周主青大夫的信息
周主青大夫电话咨询
周主青大夫已经开通电话咨询服务直接与大夫本人通话，方便！快捷！
网上咨询周主青大夫
在此简单描述病情，向周主青大夫提问
周主青的咨询范围：
结直肠癌、胃癌、直肠脱垂及顽固性便秘
周主青主治疾病知识介绍
胃肠肛门外科好评科室
胃肠肛门外科分类问答【盘点】聚焦肠道菌群近期研究热点
导语： 人的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物，这些微生物称为肠道菌群。肠道菌群在人体健康中发挥着重要作用。来源：梅斯医学近年来，有关肠道菌群的研究日益成为科学家们感兴趣的焦点。小编整理了近期关于肠道菌群的重要研究，与大家分享！
【1】Nature Medicine：寒冷诱导的胆固醇转化为胆汁酸改变肠道菌群、促进适应性产热！
适应性产热是一个需要消耗能量的生理过程，这一过程是由寒冷激活的米色和棕色脂肪细胞所介导的，它需要增加碳水化合物的摄取，同样也摄取来自于脂蛋白的甘油三酯和胆固醇摄取，进入这些产热细胞。
近日，权威杂志Nature Medicine上发表了一篇研究文章，在这个研究中，研究人员报告寒冷暴露的小鼠可以引发代谢性程序，即在棕色脂肪组织（BAT）中进行脂蛋白处理，以及通过替代合成途径在肝脏中将胆固醇转化为胆汁酸。这个过程依赖于肝脏诱导的细胞色素P450、家族7、B亚家族、多肽1（CYP7B1），并且导致胆汁酸血浆水平的升高，以及粪便排泄增加。胆汁酸伴随着肠道菌群的明显变化，可以增加产热。
研究人员发现有针对性的靶向胆汁酸合成和排泄进行遗传学和药物干预，可以防止粪便胆汁酸排泄增加，改变肠道细菌的菌种组成，并且调节机体的产热反应。
这些结果表明胆汁酸是持续的BAT激活条件下一个重要的代谢效应因子，并强调了宿主对饮食诱导的肠道微生物群和能量代谢变化与胆固醇代谢的相关性。(文章详见--Nature Medicine：寒冷诱导的胆固醇转化为胆汁酸改变肠道菌群、促进适应性产热！)
【2】Nature Medicine：肥胖个体和减肥后肠道菌群与血清代谢组的变化！
新兴的研究证据已经表明肠道菌群与人体肥胖之间存在相互联系。
近日，权威杂志Nature Medicine上发表了一篇来自于上海交大瑞金医院内分泌和代谢疾病全国临床研究中心的研究文章，研究人员在一组肥胖和精瘦的年轻中国人中进行了一项全宏基因组关联研究和血清代谢组学分析。
研究人员发现了与肥胖相关的肠道微生物种类与循环代谢物的变化存在相关性。多形拟杆菌的丰度，其可以谷氨酸发酵而共生，在肥胖者体内明显减少，并且与肥胖者血清谷氨酸浓度呈负相关。一致地是，将小鼠采用B. 多形拟杆菌灌喂可以降低其血浆中谷氨酸浓度，并且减轻饮食诱导的体重增加和肥胖。
此外，研究人员通过外科手术干预减肥可以部分地逆转肥胖个体肥胖相关的微生物和代谢改变，这些变化包括B. 多形拟杆菌的丰度降低以及血清中谷氨酸浓度升高。
该研究的结果证实了以前未知的肠道菌群改变、循环氨基酸水平和肥胖之间的联系，这表明可以通过肠道微生物菌群干预来靶向治疗肥胖是可能实现的。（文章详见--Nature Medicine：肥胖个体和减肥后肠道菌群与血清代谢组的变化！）
【3】Lancet Gastr Hepat：肠道微生物如何导致小儿肝病？
2013年肠道菌群与人体健康关系的研究被列入“Science”杂志发表的十大科学进展。多项研究发现肠道菌群对人类健康有重要影响，如肝脏。但目前，肠道菌群如何影响肝脏疾病，尚不清楚，近期，Lancet子刊上发表了一篇关于肠道微生物与小儿肝病进展的关系的文章。
在近期研究中，肠道微生物受到广泛关注，但是，微生物如何影响相关连的器官（例如肝脏）尚不清楚。肠道微生物可以调节肠粘膜的渗透性并帮助将食物分解成小分子，从而直接影响肝脏健康。多项研究发现肠道菌群失调与肝脏疾病的严重程度和进展相关联，如非酒精性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎、原发性硬化性胆管炎、全肠道外营养相关性肝病和囊性纤维化相关性肝病。但是，尚没有足够的信息可以解释微生物如何在小儿中导致这些肝病。因为在出生时，肠内菌群存在很大差异，而且，3岁后菌群才会建立稳定的定植。临床研究表明小儿肝病在进展的严重性及概率均与成年人的不同，说明小儿肝病可能有其独立的发病机制。研究者们在本文中论述关于肠道菌群与肝病进展的联系和改变儿童肠内微生物的治疗方式。（文章详见--Lancet Gastr Hepat：肠道微生物如何导致小儿肝病？）
【4】Gastroenterology：益生元降低身脂并改变超重或肥胖儿童肠道菌群
长期以来，人们认为益生元类药物可以通过肠道菌群调节人体机能，最新研究发现益生元可特异性的改变肠道菌群降低超重/肥胖儿童体重。近日研究人员开展随机对照试验就益生元对超重或肥胖儿童的身体组成、炎症标记物、粪便中胆汁酸和肠道菌群组成的作用开展研究。
在这项单中心，双盲安慰剂对照研究中，参与者为7-12岁的超重或肥胖儿童，无其他基础疾病。参与者随机接受低聚果糖菊粉 (OI， 8 g/天； n=22) 或麦芽糊精安慰剂(n=20)，研究持续16周。使用双能量X射线骨密度仪测量脂肪量和瘦体重。基线和每4周测量身高、体重和腰围。基线及16周收集血液样本，分析血脂，细胞因子，脂多糖和胰岛素。基线和16周收集粪便样品测定胆汁酸含量和微生物组成分析。研究的主要终点是从基线到16周时身体脂肪百分比变化。
研究发现，16周时，服用OI的参与者其体重指数(降低3.1%)、体脂百分数(降低2.4%)和躯干脂肪(降低3.8%)显著降低，而安慰剂儿童相应指标增长了0.5%、0.05%和下降0.3%。OI组IL6水平显著下降(下降15%vs增长25%)。OI组血清甘油三酯减少19%。OI组双歧杆菌数量显著增加，普通拟杆菌数量减少。粪便样本中，对照组的初级胆汁酸水平高于OI组。
研究认为，低聚果糖菊粉可改变肠道菌群组成，显著降低超重或肥胖青少年的体重指数、体脂含量及炎症指标。（文章详见--Gastroenterology：益生元降低身脂并改变超重或肥胖儿童肠道菌群）
【5】SCI REP：中国慢性肾脏病患者肠道菌群的变化分析！
近日，Scientific reports 杂志上发表了一篇研究文章，研究人员采用实时定量聚合酶链反应和高通量测序（16S核糖体RNA的V4-6区域）方法评估了中国南方地区52例终末期肾脏疾病患者和60名健康对照者之间粪便菌群的组成差异。
研究人员发现终末期肾脏疾病患者粪便中细菌总数的绝对定量明显降低（P＜0.01）。在三种肠型中，健康对照者含量最为丰富的是普雷沃菌属，而终末期肾脏疾病患者粪便中最为丰富的是拟杆菌（LDA得分&4.5）。终末期肾脏疾病患者粪便中有11种细菌类群明显偏高，而健康对照者有22种细菌类群明显偏高。产生丁酸的细菌，如Roseburia、Faecalibacterium、梭状芽孢杆菌、粪球菌和普雷沃菌，在终末期肾脏疾病患者粪便中显著降低（LDA值&2）。
经典应答分析（CCA）表明胱抑素C（CysC）、肌酐和eGFR的是影响整体的微生物群落的最重要环境参数。在实时定量聚合酶链反应的定量分析中，丁酸产生菌种，如Roseburia、Faecalibacterium prausnitzii、普雷沃菌和普遍细菌与CRP和CysC呈显著负相关。
由此可见，终末期肾脏疾病患者粪便中总的细菌减少，相比于健康对照者。在终末期肾脏疾病患者粪便中细菌肠型从普雷沃菌到拟杆菌进行变化。肠道菌群与慢性肾脏病的炎症状态和肾功能有关。（文章详见--SCI REP：中国慢性肾脏病患者肠道菌群的变化分析！）
【6】JAHA：肠源性血清脂多糖与房颤主要不良心血管事件风险增加相关！
肠道菌群作为动脉粥样硬化的一种新兴危险因素，但肠道来源的脂多糖（LPS）预测作用尚不明确。近日，心血管疾病领域权威杂志JAHA上发表了一篇研究文章，研究人员分析（1）LPS与房颤患者主要不良心血管事件（MACE）之间的相关性以及（2）其与地中海饮食之间的关系。
这是一项前瞻性单中心研究，纳入了912例服用维生素K拮抗剂治疗的房颤患者（3716例患者每年）。该研究的主要终点是复合MACE。研究人员检测了基础血清LPS、地中海饮食的依从性（n=704）和尿中11-脱氢血栓素B2（TXB2，n=852）水平。
参与者平均年龄为73.5岁，女性占42.9%。共有187名参与者发生MACE（每年5%）：LPS水平在第一、第二、第三三分位数范围的MACE分别有54例、59例和74例（对数秩检验，P=0.004）。LPS对数（风险比为1.194，P=0.009）、年龄（风险比为1.083，P＜0.001）和既往脑血管病（风险比为1.634，P=0.004）和心脏事件（风险比为1.822，P＜0.001）是MACE的预测因子。在整个队列中，房颤（相比于窦性心律）（β为0.087，P=0.014）和低密度脂蛋白胆固醇（β为0.069，P=0.049）与循环LPS有关。此外，地中海饮食评分（β为-0.137，P＜0.001）是LPS对数的预测因子，水果（β为-0.083，P=0.030）和豆类（β为-0.120，P=0.002）与LPS对数水平呈负相关。LPS对数和TXB2对数之间呈高度相关（r=0.598，P＜0.001）。LPS对数（β为0.574，P＜0.001）以及地中海饮食评分（β为-0.218，P＜0.001）与基础尿TXB2排泄显著相关。
在房颤患者队列中，LPS水平对MACE具有预测作用，并且受高依从性的地中海饮食负性影响。LPS可能通过增加血小板活化有助于房颤患者的MACE发生。（文章详情--JAHA：肠源性血清脂多糖与房颤主要不良心血管事件风险增加相关！）
【7】Nat Chem Biol：用细菌作画？科学家做到了
为了展示合成生物学的力量，研究人员将一种原始的彩色视觉设计到细菌当中，并让这些微生物画出了它们“看到”的景象。
转基因大肠杆菌能够感知到红色、绿色和蓝色（RGB）的光线，并且它们通过产生与各种颜色相应的色素加以响应。将光线投射到装有这些细菌的培养皿上会使它们生成有颜色的“照片”，尽管这些照片的曝光时间长达18个小时。
主持这项研究的美国剑桥市麻省理工学院（MIT）的Christopher Voigt表示，对RGB敏感的转基因大肠杆菌构成了一个玩具系统，而该系统可以作为一个更为复杂的生物学程序设计的垫脚石。Voigt将这些实验得到的照片挂在了自己办公室的墙上。科学家在最新出版的《自然—化学生物学》杂志上报告了这一研究成果。
早在2005年，由Voigt率领的一个研究团队便通过设计使大肠杆菌能够对光线做出响应并产生一种黑色素，从而生成黑白图像。这项研究需要将4个基因插入大肠杆菌，其中包括一个编码采自一种蓝藻细菌的光敏蛋白的基因，以及一个编码一种使特定化学物质变黑的蛋白的基因。
RGB系统使用了18个基因，其中包括编码光敏蛋白的3个基因。马萨诸塞州波士顿市哈佛医学院系统生物学家Pamela Silver表示：“在复杂性方面，它超越了原有的黑白体系。”
Voigt指出，更广泛的目标是要找到在细菌中利用不同颜色的闪光开启和关闭许多基因的方法。例如，研究人员可以通过使用光来阻止和启动反应，从而使细菌产生符合要求的复杂分子。
Voigt表示，在大尺度上用光刺激微生物而不是将其暴露于特定的化学物质中可能会更加容易和廉价。他已经为自己的光敏系统起了一个吸引人的名字——迪斯科细菌。
大肠杆菌在相当长的一段时间内，一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病菌。直到20世纪中叶，才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性，尤其对婴儿和幼畜（禽），常引起严重腹泻和败血症，它是一种普通的原核生物，根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为六类。
合成生物学是生物科学在21世纪刚刚出现的一个分支学科，近年来合成生物物质的研究进展很快。与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同，合成生物学的研究方向完全是相反的，它是从最基本的要素开始一步步建立零部件。与基因工程把一个物种的基因延续、改变并转移至另一物种的做法不同，合成生物学的目的在于建立人工生物系统，让它们像电路一样运行。2003年，国际上将其定义为基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究，从基因片段、DNA分子、基因调控网络与信号传导路径到细胞的人工设计与合成，类似于现代集成型建筑工程，将工程学原理与方法应用于遗传工程与细胞工程等生物技术领域。合成生物学、计算生物学与化学生物学一同构成系统生物技术的方法基础。（文章详情--Nat Chem Biol：用细菌作画？科学家做到了）
【8】Gut：恢复乙醇诱导的嗜黏蛋白阿克曼氏菌消耗可以改善酒精性肝病！
酒精性肝病（ALD）是一个全球性的健康问题，其治疗选择较为有限。肠屏障完整性与微生物对ALD易感性具有调节作用。嗜黏蛋白阿克曼氏菌是一种革兰氏阴性肠道共生菌，可以部分通过提高粘液生产来增强肠道屏障功能。近日，消化病领域权威杂志Gut上发表了一篇研究文章，研究人员旨在探讨ALD的微生物变化情况，并确定嗜黏蛋白阿克曼氏菌治疗对ALD病程的影响。
研究人员在Lieber-Decarli酒精性肝病小鼠模型中对肠道菌群采用16S核糖体DNA（rDNA）测序的方法进行分析，并测定了酒精性脂肪性肝炎（ASH）患者粪便中的嗜黏蛋白阿克曼氏菌丰度。研究人员在预防和治疗的背景下研究了嗜黏蛋白阿克曼氏菌对实验性急性和慢性ALD发展的影响，并分析了肠道屏障的完整性。
研究人员发现ASH患者粪便中嗜黏蛋白阿克曼氏菌的丰度有所降低，与健康对照者相比，并且间接与肝疾病的严重程度相关。野生型小鼠喂养乙醇可以导致嗜黏蛋白阿克曼氏菌丰度显著下降。乙醇诱导的肠道内嗜黏蛋白阿克曼氏菌的损耗可以通过口服嗜黏蛋白阿克曼氏菌来补充恢复。此外，在预防的背景下采用嗜黏蛋白阿克曼氏菌治疗可以降低肝损伤、肝脂肪变性和中性粒细胞浸润。嗜黏蛋白阿克曼氏菌也可以防止乙醇诱导的肠漏，增强黏液厚度和紧密连接的表达。在已经建立的ALD个体中，嗜黏蛋白阿克曼氏菌可用于治疗性地改善肝损伤及中性粒细胞浸润。
由此可见，在小鼠和人类中，乙醇暴露减少肠道嗜黏蛋白阿克曼氏菌的丰度，其在实验性ALD中可以通过口服补充恢复。嗜黏蛋白阿克曼氏菌可以促进肠道屏障的完整性，改善实验性ALD。该研究的数据表明，ALD患者可能从补充嗜黏蛋白阿克曼氏菌中获益。（文章详见--Gut：恢复乙醇诱导的嗜黏蛋白阿克曼氏菌消耗可以改善酒精性肝病！）
【9】Ann Intern Med：粪便菌群移植的现状分析！
粪便菌群移植（FMT）可以改变肠道菌群而成为一些慢性疾病的一种新的治疗选择。近日，内科学权威杂志Annals of Internal Medicine上发表了一篇荟萃分析文章，研究人员旨在对完成了和报道了FMT的研究进行评估。
该分析的研究人员检索了Cochrane对照试验登记中心、PubMed、EMBASE以及Web of Science数据库，检索时间从成立之日到日。两名评价者独立地审查了标题和摘要来确定所有英文报道了评估FMT安全性和有效性的人体临床研究。三名评价者独立地评估了研究类型和特点，并对FMT干预的重要方法学进行了报告。
研究人员发现85篇已发表的报告中有大多数（84%）的研究是使用FMTs来治疗艰难梭菌感染或炎症性肠病，大部分（87%）研究为非随机对照试验。在发表的研究中没有报道的重要方法学组成部分包括以下内容：对捐献者的准入标准（47%）、用于收集粪便和采集时期的材料（96%）、用于保存的方法（76%）、使用粪便的量和类型（例如，新鲜或冷冻）以及粪便保存时间（67%）。许多（58%）研究没有报告微生物组成的分析。
由此可见，FMT干预的关键组分，其对于重复和理解研究结果的有效性和安全性是很有必要的，并未被充分进行报道。（文章详见--Ann Intern Med：粪便菌群移植的现状分析！）
【10】Gut：遗传和宿主遗传学对肠道菌群和代谢综合征的影响
代谢综合征(MetS)是由宿主遗传和环境因素之间复杂的相互作用产生。人们普遍认为肠道微生物在宿主代谢中起着至关重要的作用，但目前关于宿主遗传学对于特定肠道微生物影响的认识仍然有限。近日研究人员就宿主遗传因素，人类肠道微生物与代谢综合征三者的关系进行研究。
研究人员306名同卵双胞胎、74名异卵双胞胎以及其275名亲属的肠道微生物群落组成特征进行研究。研究对象中有121人(18%)患有代谢综合征。研究人员评估了胃肠道菌群状态和每个类群的遗传力的关系。研究人员进一步通过载脂蛋白（APOA5）基因单核苷酸多态性（SNP）研究遗传因素和代谢综合征之间的关系。
研究发现，代谢综合征患者肠道微生物多样性低于健康个体，类群的丰度与代谢综合征状态相关：代谢综合征组患者其萨特菌、短杆菌和乳酸菌含量高，健康人群中Akkermansia，odoribacter和双歧杆菌含量高。双歧杆菌属的他门放线菌具有最高的遗传力(45.7%)。放线菌和双歧杆菌含量降低与APOA5 SNP rs651821等位基因显著相关。
研究表明特定的宿主基因型介导的微生物组成变化可以导致代谢综合征。（文章详见--Gut：遗传和宿主遗传学对肠道菌群和代谢综合征的影响）
【11】JAMA Pediatr：母乳喂养对婴儿肠道菌群的影响
婴儿时期建立肠道菌群对健康和免疫产生终生的影响。研究发现母乳喂养婴儿的肠道菌群与非母乳喂养婴儿不同，这种差异从婴幼儿期持续至成年后。母乳中含有多种多样的细菌，但是很少有人知道细菌是如何通过母乳喂养由母亲向婴儿垂直转移的。近日研究人员就乳汁和乳晕皮肤与婴儿肠道细菌群落之间的关系进行了研究。
研究在2010年至2015年间进行，研究人员利用16S核糖体RNA基因测序技术确定了母乳，乳晕皮肤和107名健康婴儿的粪便样本的细菌组成并确定每日母乳喂养的数量和持续时间以及固体食物引进的时机对婴儿肠道细菌的影响。
在107对健康的母亲和婴儿中，试验时婴儿平均月龄40天，52名(43.0%)为男婴。研究发现母乳、乳晕皮肤和粪便的细菌群落在组成和多样性方面存在差异。婴儿肠道微生物群落与其母亲的乳汁和皮肤细菌接近，与他人差异较大(平均Bray-Curtis差异系数，0.012生母，0.014他人，P&0.001)。源跟踪分析评估母乳和乳晕皮肤微生物对婴儿肠道菌群的贡献发现，在出生后的前30天，母乳喂养占总摄入量75%以上的婴儿，有平均27.7%的细菌来自母乳，平均10.3%的细菌来自乳晕皮肤。细菌多样性和组成变化与每日母乳摄入量的比例呈剂量依赖性，即使在引入固体食物之后也是如此。
研究表明，母乳中的细菌犹如是婴儿肠道中的种子，对婴儿肠道菌群构建和发展至关重要，该研究再次强调了母乳喂养的重要性。（文章详情--JAMA Pediatr：母乳喂养对婴儿肠道菌群的影响）
责任编辑：
声明：本文由入驻搜狐号的作者撰写，除搜狐官方账号外，观点仅代表作者本人，不代表搜狐立场。
今日搜狐热点