正常菌群與人體關(guān)系

1、重要而被忽視的人體系統(tǒng) 正常菌群劉 暢上海交通大學(xué)病原生物學(xué)教研室定義 正常菌群(Normal flora):寄居于正常人體表及與外界相通的腔道中對人體無害的微生物，亦稱正常微生物群(Normal microbial flora)。 人體1013個(gè)細(xì)胞體表和腔道1014個(gè)細(xì)菌腸粘膜上的腸球菌人體微生態(tài)學(xué)的發(fā)展過程生態(tài)學(xué)(Ecology) 1866年由德國學(xué)者?？藸柺紫忍岢觥?研究生物與其生存環(huán)境相互依賴和相互制約的科學(xué)。 微生態(tài)學(xué)(Microecology)1977年德國學(xué)者魯西提出“微生態(tài)學(xué)是研究正常微生物與其宿主相互關(guān)系的生命科學(xué)分支” 我國學(xué)者康白“人類生存與繁衍，必須適應(yīng)環(huán)境。一個(gè)是外

2、環(huán)境，即宏觀生態(tài)；另一個(gè)是內(nèi)環(huán)境，即微觀生態(tài)” 我國已故著名學(xué)者魏曦人體的五大微生態(tài)系統(tǒng)消化道：如腸道的正常菌群為Bacteroides spp. 、Bifidobacterium spp. 和Lactobacillus spp.等呼吸道泌尿生殖道口腔皮膚作用：排阻、抑制；提供營養(yǎng)；產(chǎn)消化酶；分解有毒物；固氮、產(chǎn)有機(jī)酸，降低腸道pH和促進(jìn)其蠕動(dòng)等啟蒙時(shí)期大事記1、直接制片法荷蘭人列文虎克（Antony Van Leeuwenhoek,16321723）于1676年發(fā)明了放大300倍的顯微鏡2、混合培養(yǎng)法國學(xué)者巴斯德 （Louis Pasteur,18221895）3、純培養(yǎng)德國學(xué)者Robert

3、 Koch（18431910）發(fā)明了固體培養(yǎng)基4、正常菌群的認(rèn)識Pasteur的正常菌群“有益論”俄國學(xué)者梅契尼可夫（Meqhnkobn.N.,18451916）的“腸中毒學(xué)說”。有益有害 停滯時(shí)期 20世紀(jì)初至50年代 發(fā)展時(shí)期 20世紀(jì)50年代末至今微生物菌群研究方法活菌培養(yǎng)法細(xì)菌的核酸探針鑒定技術(shù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)DGGE與TGGE脈沖場凝膠電泳熒光原位雜交和熒光顯微技術(shù)末端限制性片段長度多態(tài)性分析 (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism ,T-RFLP)正常菌群的組成常駐菌群(原籍菌群) 組成相對固定 有規(guī)律地定居于特

4、定部位 是宿主不可缺少的組成部分 過路菌群(外籍菌群) 非致病菌或條件致病菌 停留時(shí)間短暫定植則引起不利影響正常菌群的生理作用生物拮抗作用 做屏障免疫作用有免疫營養(yǎng)作用產(chǎn)營養(yǎng)排毒作用除廢物消化道 胃腸道內(nèi)的微生物量占人體總微生物量的76.87% 胃：胃酸的酸度很高(pH2-3)，基本無活菌?？漳c和回腸上部：菌群較少。結(jié)腸和直腸：有大量細(xì)菌，細(xì)菌的天堂主要是類桿菌 (Bacteroides)、雙歧桿菌(Bifidobacterium)、大腸埃希氏菌、乳桿菌、銅綠假單胞菌、變形桿菌(Proteus)、梭菌(Clostridium)等。原駐菌鑒定標(biāo)準(zhǔn)1、專性厭氧菌：95%2、定植特征：初級演替開始定

5、植，峰頂菌 落普遍存在，在峰頂菌落中恒定存在一 定數(shù)量3、定位特征：有特異性定位，與上皮細(xì)胞 密切黏附，但無有害作用4、通過耐性大：胃腸道內(nèi)容物通過率超過 微生物繁殖率2倍時(shí)仍大量存在 糞便豐度(定性)和密度(定量)較消化道其他生境都大 1克干糞含菌總數(shù)在4千億個(gè)左右，約占糞重的40%，其中99%以上是厭氧菌，90%以上是活的。健康青年糞便涂片健康壯年糞便涂片健康中年糞便涂片腸道的正常菌群胃腸道的微生態(tài)演替胃腸道菌群從出現(xiàn)到峰頂群落階段，叫做胃 腸道菌群初級演替嬰兒剛出生時(shí)腸道是無菌的，1-2小時(shí)后就有 菌出現(xiàn)。開始時(shí)菌種和數(shù)量少，隨后逐步增 多。先定植的是需氧菌，然后是厭氧菌。因 前者生長繁

6、殖需消耗周圍微環(huán)境中的游離氧， 這有利于厭氧菌的繁殖。此過程約1周左右。腸道微生物群的構(gòu)成類別共生性類型保持健康致病性類型-自身感染中間型類型-促進(jìn)老化急性腹瀉專性厭氧菌減少，過路菌優(yōu)勢增殖 生理性細(xì)菌在抗生素影響下發(fā)生結(jié)構(gòu)改變 抗生素誘發(fā)性腹瀉慢性腹瀉 原籍菌比例失調(diào)，只有少數(shù)是過路菌參與胃腸道的微生態(tài)失調(diào)熱帶性斯普魯 一種有明顯地理分布的吸收不良綜合征慢性腹瀉、體重下降，碳水化合物、脂肪、葉酸等吸收不良 異常的小腸腸菌群，需氧或兼性厭氧菌明顯多于厭氧菌細(xì)菌過生長綜合癥胃腸道解剖與生理性紊亂為特征脂肪瀉、維生素缺乏癥、碳水化合物吸收不良結(jié)腸性菌群在小腸上部定植革蘭陰性桿菌比例增加導(dǎo)致內(nèi)毒素水

7、平增高 肝臟解毒能力下降 內(nèi)毒素血癥內(nèi)毒素血癥大腸癌與腸道菌群組成及細(xì)菌的酶的作用有關(guān)蘇鐵苷 甲基偶氮甲醇 致癌 葡萄糖醛酸酶口腔前庭硬 腭軟腭牙齒合面口腔微生態(tài)口腔中有弱堿性唾液、食物殘?jiān)?，為正常菌群的繁衍提供了合適條件。最常見的菌群是甲型鏈球菌和厭氧鏈球菌，其次是表皮葡萄球菌、奈瑟氏菌(Neisseria)、乳桿菌(Lactobacillus)、螺旋體(Spirochaeta)、假絲酵母(Candida)等。當(dāng)拔牙時(shí)，甲型鏈球菌可通過傷口進(jìn)入血流。一般情況下，少量菌很快被肝、脾、淋巴結(jié)和骨髓中的吞噬細(xì)胞清除。但若心臟瓣膜有病損，或者是安裝了人工瓣膜的人，細(xì)菌就會(huì)被阻留在那里并繁殖起來，導(dǎo)

8、致心內(nèi)膜炎。Gemella (彎生菌屬), Granulicatella (顆粒鏈菌屬), Streptococcus (鏈球菌屬), and Veillonella (韋榮氏菌屬)在大部分位點(diǎn)都能檢測到S. mitis (緩癥鏈球菌)在所有位點(diǎn)和標(biāo)本中都能檢測到一些菌種只在特定位點(diǎn)才能檢測到健康人口腔菌群組成與口腔疾病組的菌群組成有明顯不同與牙周病密切相關(guān)的Porphyromonas gingivalis (牙齦卟啉單胞菌), Tannerella forsythia (福賽斯坦納菌), and Treponema denticola (齒垢密螺旋體)在正常人口腔標(biāo)本中未檢測到 齲病和牙周病

9、是人類的常見病和多發(fā)病。齲病被WHO列為僅次于癌癥和心血管病之后的危害全球人類健康的第3大重點(diǎn)防治疾病，牙周組織的健康狀況也被WHO列為人類健康的10項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之一。 這兩種口腔常見病都是以牙菌斑為主要病因，均為口腔菌群失調(diào)所致，最終導(dǎo)致牙齒喪失，合稱為口腔菌斑性疾病。致齲微生物的生物學(xué)特性產(chǎn)酸性和耐酸性合成細(xì)胞內(nèi)多糖和細(xì)胞外多糖的能力對牙面黏附能力口腔主要致齲相關(guān)細(xì)菌口腔鏈球菌：主要是變異鏈球菌(S. mutans)，G+菌，產(chǎn)酸耐酸，與齲病的發(fā)生呈正相關(guān)。乳桿菌屬： G+菌，產(chǎn)酸耐酸，誘發(fā)無菌鼠產(chǎn)生溝裂齲。韋榮球菌： G-菌，利用其他細(xì)菌產(chǎn)生的有機(jī)酸，消弱其致齲作用。放線菌： G+菌，粘附能力

10、強(qiáng)，加速菌斑形成，所致齲損較輕。牙周病分類牙齦、牙周膜、牙槽骨、牙骨質(zhì)青春前期牙周炎、青少年牙周炎、迅速進(jìn)行性牙周炎、成人牙周炎、急性壞死潰瘍性牙周炎與牙周病致病相關(guān)微生物1、血鏈球菌 ：抑制多數(shù)牙周致病菌生長2、口腔螺旋體：正常2%，可作為觀察牙周疾病嚴(yán)重程度及監(jiān)測治療效果的指標(biāo) 。3、伴放線菌放線桿菌：產(chǎn)生毒素，降低機(jī)體屏障作用，促進(jìn)厭氧環(huán)境，加速病情惡化。4、牙齦卟啉菌 ：具有粘附能力，釋放多種酶和毒素，導(dǎo)致牙周炎5、產(chǎn)黑色素類桿菌：產(chǎn)生毒性產(chǎn)物，純培養(yǎng)物無致病性，與其他菌混和則成為重要致病菌。6、放線菌屬：和組織炎癥有關(guān)，對中性粒細(xì)胞具有趨化性。牙周病和全身疾病的關(guān)系糖尿病：影響創(chuàng)傷愈

11、合，加快牙周組織破壞速度，牙周局部菌群發(fā)生改變。HIV：與免疫功能下降有關(guān)，表現(xiàn)為非特異性口腔損害。義齒和其他口內(nèi)矯治裝置打破原有的口腔環(huán)境，使牙菌斑更易在其上沉淀，易導(dǎo)致義齒性口炎強(qiáng)調(diào)修復(fù)材料的仿生學(xué)，注意配戴義齒個(gè)體的口腔護(hù)理、生活習(xí)慣和生理狀況泌尿生殖道女性的泌尿生殖道在人類的繁衍和防御機(jī)能方面起重要作用傳統(tǒng)觀念的束縛和研究方法的不足使其研究發(fā)展十分緩慢正常健康婦女陰道內(nèi)的微生態(tài)菌群包括革蘭陽性需氧菌、革蘭陰性需氧菌、厭氧菌、支原體及假絲酵母菌等，活菌數(shù)為102-9ml，厭氧菌與需氧菌的比例為5：1。其中，乳酸桿菌為優(yōu)勢菌，對維持陰道正常菌群起著關(guān)鍵作用。妊娠期受內(nèi)分泌的影響，陰道微生態(tài)參數(shù)pH值及陰道菌群會(huì)發(fā)生改變年齡微生態(tài)演替：與雌激素水平有關(guān)乳桿菌的分離率隨年齡的增長而減少，而pH隨之升高。白色念珠菌隨年齡增長，分離率減少。B族鏈球菌、金黃色葡萄球菌隨年齡而增加。宿主機(jī)體老化內(nèi)分泌功能減退陰道生境改變陰道菌群生態(tài)演替 女性生殖道的微生態(tài)失調(diào)滴蟲陰道炎：pH 5.06.6念珠菌陰道炎：pH 4.04.7細(xì)菌性陰道病: 乳桿菌減少，其他細(xì)菌大量繁殖妊娠期患細(xì)菌性陰道病