科学家开发数学指数，以区分健康的微生物组免受患病

导致一些人发展慢性疾病，如类风湿性关节炎，癌症和代谢综合征，而其他人保持健康？可以在肠道微生物组中找到一个主要的线索 - 生活在减少各种身体功能的消化系统内的万亿微生物。

为了利用庞大的微生物群来衡量人们的健康状况，梅奥诊所(Mayo Clinic)的研究人员开发了肠道微生物群健康指数(Gut Microbiome Health Index)。这指数区分A.健康的微生物组从一个患病。

在9月15日发布的一项新研究中自然通讯，研究人员揭示了他们的指数(由一个生物学上可解释的数学公式组成)是如何影响肠道的微生物组从一个人的凳子档案样本揭示患有疾病独立于临床诊断的可能性。

“这一发现推进了我们对长期追捧的健康肠道微生物组成的理解，”相应作者Jaeyun Sung，Ph.D.“我们的指数预测了肠道微生物样本类似于健康或不健康的条件。”Sung博士是一名助理手术教授，梅奥诊所的医学和科学学院，梅奥诊所中的研究人员为个个性化医学微生物组计划。

肠道微生物组对健康的影响

宋博士说高度复杂的微生物群对人类健康是深刻的，但周围的科学如何正确地检测是否有什么可能是错误的，以及如何将肠道微生物组应用为一般的指标健康相对较新。我们所知道的是，微生物的生态系统与许多健康益处有关，包括帮助消化食物、调节新陈代谢和在免疫系统中发挥作用。不过，还有许多问题有待解决。最近的研究将肠道微生物群的改变与重大慢性疾病联系起来。Sung博士说，缺乏分析测试或算法驱动的生物标志物，阻碍了在出现特定可诊断症状之前发现疾病的早期迹象。

对于新的研究，Sung博士和他的团队分析了4,347名公开的人类凳子霰弹枪Metagenomes，使研究人员能够广泛地序列所有已知的粪便样品中存在的所有已知生物中的基因。在跨越健康条件和12条非健康疾病条件的34项公布研究中汇集了样品。近1,700种肠道微生物组样品来自非健康人，即，基于BMI的临床诊断疾病或身体重量的异常体重。近2,600个样品来自人们报告为健康，即没有明显的疾病或不良症状。

“我们将非健康样品汇集到一个群体中，并将​​健康的样品进入另一组，”Sung博士解释道。“然后我们对两组中观察到的微生物的频率进行了比较。我们发现与非健康组相比，在健康组中发现一些微生物更频繁地观察到的微生物，反之亦然。

他的分析导致了由50种微生物物种组成的健康人体肠道的微生物组签名。

“但当时真正的挑战是应用这些信息来设计健康指标，”宋博士说。

数学公式促进微生物组的发现

健康肠道微生物群特征的发现，促使宋博士和他的团队开发了一个数学公式，可以预测肠道微生物群样本与健康或非健康条件的接近程度。他们在健康丰富的物种和健康匮乏的物种之间建立了一个比率。该数字越高，对应的微生物组样本来自健康人的可能性就越高。

“所以更高的数字会告诉你：'哦，你看起来非常健康。你的微生物队类似于健康的人口，”“宋博士说。“但低数字揭示：'哦，我们无法讲述你可能有哪些疾病，但我们可以讲述一些事情看起来很像。你的微生物队类似于微生物组在疾病人口中的内容非常接近。”这就是我们称之为肠道微生物统一性的健康指数。您可以将其视为“您的肠道的信用评分”。

在接近700人受试者的独立验证队列中，健康的样本与非健康样品的44％的时间区分开来。

心血管连接到肠道微生物组

在研究期间，Sung博士发现了另一个发现：血液微生物血管素和高密度脂蛋白或HDL或“良好胆固醇”之间的中等相关性。

“肠道微生物胺越高，HDL水平越高，”他解释道。“我们能够找到与心血管健康的标记的这种相关性真正令人兴奋，现在我们正在将肠道微生物组信息与临床数据连接。我的小组的一个研究领域是识别肠道微生物组如何与各种组织进行谈判在身体通过化学信号。目前，我们远远无法在特定机制上得出结论，但我们有一些有前途的导向我们要进一步追求。“

他说，这一发现凸显了该指数成为健康状况强有力且持续预测指标的潜力。宋博士设想，在不久的将来，在定期就医时提供粪便样本以评估微生物群将成为常规。他希望进一步发展肠道微生物健康指数，以便有一天能够为全面的医疗和预防性健康筛查项目做出贡献。

“我们提出的索引微生物组合健康的拟议定量粪便度量是一种概念和技术创新，并有可能通过通知治疗或恢复健康的治疗肠道微生物组宋博士说。“我们的指数提供了一个目标点，让你知道你希望自己的微生物群是什么样的，尤其是在经历了食物中毒或抗生素等大规模干扰之后。”此外，这项工作还展示了整合不同来源和健康状况的现有样本的力量，以确定有益于人类健康的真正可靠的见解。”

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