肠道体检新招：10种细菌测一测，健康失衡全看清

肠道微生态是人体健康的重要标志，肠道菌群的组成与多样性对免疫系统、代谢功能、器官发育等方面具有深远影响。近年来，随着微生物测序技术的发展，研究者逐渐认识到肠道菌群失衡与多种疾病（如肝硬化、炎症性肠病、代谢综合征等）密切相关。然而，传统的16S rRNA测序和宏基因组测序技术虽能提供丰富的菌群信息，但存在成本高、操作复杂、结果不稳定等问题，不适合临床常规使用。

23年4月20日，浙江大学医学院附属第一医院传染病诊治国家重点实验室李兰娟院士团队在《Engineering》发表题为“An Evaluation Method of Human Gut Microbial Homeostasis by Testing Specific Fecal Microbiota”的研究论文，该研究从大规模中国健康人群队列中，筛选出能够代表整个肠道微生物组的核心菌群，建立一套基于qPCR的、稳定可靠的检测与评估方法，并探索其在疾病（以肝硬化为例）辅助诊断中的应用价值。

核心菌群的确定与检测

基于大规模中国人群队列，通过定量聚合酶链反应（qPCR）技术，确定了代表人体肠道菌群整体特征的10种核心菌群，包括益生菌（如乳酸杆菌、双歧杆菌）、功能菌群（如拟杆菌、普氏菌）和条件致病菌（如肠杆菌科、肠球菌）。发现这些菌群在肠道健康中扮演重要角色，如参与食物消化、维持肠道屏障功能、调节免疫系统等。

健康人群参考范围的建立

纳入500名健康人和244名肝硬化患者，通过qPCR技术检测了这10种核心菌群的浓度，并建立了健康人群的参考范围。结果显示，不同年龄段人群中核心菌群的构成存在显著差异，如Atopobium的丰度随年龄增长显著下降，而肠球菌在老年组中升高。这些发现为理解肠道菌群随年龄变化的规律提供了重要线索。

肝硬化患者菌群失衡的识别

通过比较肝硬化患者与健康人群的肠道菌群构成，研究发现肝硬化患者肠道中益生菌显著下降，条件致病菌比例上升，多种菌群间的比例关系被打破，微生态屏障功能丧失。这一结果验证了肠道菌群失衡与肝硬化之间的关联，为肝硬化的早期诊断和治疗提供了新的生物标志物。

关键菌群比值的提出

三个关键菌群比值具有临床筛查潜力，包括C. leptum/Bacteroides（衡量厌氧代谢稳定性）、E. coli/双歧杆菌（反映益生菌与致病菌对抗状态）和肠球菌/肠杆菌科（Ec/E，与肝硬化分级及并发症风险高度相关）。这些比值有助于非侵入性地高效识别肠道菌群失衡状态，尤其适用于肝病、肠肝轴疾病、代谢综合征等高风险人群的预警筛查。

机器学习模型的应用

为了进一步提升菌群检测的准确性和效率，研究引入了机器学习算法，构建了基于10种核心菌群数据的肝硬化预测系统。在测试的六种算法模型中，XGBoost模型表现出最高的准确率（AUC值达0.94），而随机森林模型则展现出最稳定的识别敏感性。这些模型为肠道菌群检测提供了智能化的判断工具，有助于实现更高效的健康评估与慢病预测。

总之，该研究研究通过qPCR技术检测10种核心粪便菌群，提出了一种简便、快速、稳定且可靠的肠道微生态平衡评估方法。该方法不仅建立了健康人群的参考范围，揭示了肠道菌群随年龄变化的规律，还通过比较肝硬化患者与健康人群的菌群构成，验证了菌群失衡与疾病之间的关联。此外，研究提出的关键菌群比值和机器学习模型为肠道菌群检测提供了新的工具和思路，有助于实现更高效的健康评估与慢病预测。这一研究成果不仅丰富了肠道微生态领域的知识体系，也为临床实践中肠道菌群检测的广泛应用奠定了基础。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.03.007