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第一篇 基础与进展 3

1 人体微生物组概述 3

1.1 人体微生物组与超级生物体 3

1.2 肠道微生物组的结构及其影响因素 5

1.3 肠道微生物组的功能 13

1.4 肠道微生物组与疾病 20

1.5 小结 24

参考文献 25

2 研究微生物组与疾病关系的策略与方法 31

2.1 研究微生物组与疾病因果关系的策略 32

2.2 微生物组作为健康测量评估的新窗口 40

2.3 小结 51

参考文献 52

3 微生物组学数据库和工具资源 57

3.1 微生物组学相关研究项目 57

3.2 微生物组学分析策略 58

3.3 微生物组学数据库 61

3.4 微生物组学工具 65

3.5 小结 68

参考文献 70

4 宏基因组单核苷酸多态性模式与疾病的精准诊疗 72

4.1 宏基因组SNP的识别方法 73

4.2 应用举例：2型糖尿病肠道宏基因组SNP模式分析及其潜在诊疗价值 83

4.3 宏基因组SNP模式在疾病精准诊疗中的价值展望 105

4.4 小结 107

参考文献 107

5 微生物组与代谢性疾病 111

5.1 肠道菌群与肥胖 111

5.2 肠道菌群与非酒精性脂肪性肝病 123

5.3 肠道菌群与动脉粥样硬化 133

5.4 小结 137

参考文献 138

6 微生物组与肿瘤 149

6.1 微生物组与肿瘤发生发展的相关性研究 150

6.2 肠道菌群失衡促进肿瘤发生和发展的机制研究 153

6.3 肠道菌群与肿瘤的预防、早期诊断与治疗 161

6.4 小结 165

参考文献 166

7 微生物组与神经精神疾病 172

7.1 “微生物-肠-脑”轴概念 173

7.2 “微生物-肠-脑”轴调控脑的行为表型 173

7.3 “微生物-肠-脑”轴调控脑的分子表型 176

7.4 “微生物-肠-脑”轴与神经精神疾病 179

7.5 展望 184

7.6 小结 185

参考文献 185

8 微生物组与孤独症谱系障碍 192

8.1 ASD的定义、流行和危害 193

8.2 ASD的筛查和诊断工具 193

8.3 ASD患者胃肠道功能紊乱现象及其与肠道菌群的关系 195

8.4 肠道菌群影响脑的物质基础——“微生物-肠-脑”轴 196

8.5 ASD患者肠道菌群结构的改变 199

8.6 以肠道菌群为靶点的ASD治疗 200

8.7 肠道菌群对ASD患者免疫系统的影响 202

8.8 ASD与肠道菌群研究现状 203

8.9 小结 205

参考文献 205

9 口腔微生物组与精准医学 210

9.1 口腔及口腔微生物组 210

9.2 口腔微生物组与口腔疾病 214

9.3 口腔微生物组与全身慢性疾病 217

9.4 口腔微生物组在疾病风险预警与治疗预后中的示范性作用 222

9.5 基于口腔微生物组的精准医疗面临技术瓶颈及解决方法 227

9.6 小结 229

参考文献 230

10 肠道微生物组和化学污染物的相互作用 237

10.1 肠道菌群能改变宿主摄入的重金属价位 238

10.2 肠道菌群能代谢和转化环境化合物 240

10.3 环境化合物能改变肠道菌群的结构和功能 241

10.4 小结 243

参考文献 244

11 微生物组与膳食营养 248

11.1 饮食对肠道菌群的影响及由此带来的代谢状况的改变 249

11.2 饮食结构不当引起肠道菌群失调及其对宿主健康的影响 252

11.3 合理饮食调节肠道菌群平衡及其对机体代谢的改善作用 255

11.4 小结 267

参考文献 268

12 微生物组与中医药现代化 274

12.1 中医药现代化研究面临挑战 274

12.2 微生物组与人体系统生物学 275

12.3 中医药理论与人体系统生物学相辅相成 278

12.4 微生物组与中医药理论研究 280

12.5 微生物组与中药作用机制研究 281

12.6 基于人体系统生物学的中医药现代化研究策略 286

12.7 小结 287

参考文献 288

13 人体粪便类药物及其临床应用 292

13.1 粪便类中药临床应用的理论基础 292

13.2 粪便类中药应用的起源 293

13.3 古代粪便类中药制备及临床应用 294

13.4 小结 307

参考文献 308

14 粪菌移植体系 311

14.1 人类认识和应用FMT的历史演更 312

14.2 FMT从简单技术向体系化发展 314

14.3 FMT的安全性由杂乱向可控性、规律性反应转变 319

14.4 FMT的生命伦理与法规 320

14.5 小结 321

参考文献 322

第二篇 研究实例 329

15 元基因组与代谢组结合解析肠道菌群对健康的贡献 329

15.1 志愿者信息 331

15.2 中国家庭成员肠道菌群的16S rRNA基因克隆文库多样性分析 332

15.3 中国家庭成员肠道菌群组成的DGGE分析 334

15.4 中国家庭成员尿液代谢物的1H NMR分析 338

15.5 肠道菌群DGGE图谱与尿液NMR代谢谱的共变化分析 339

参考文献 347

16 健康人群肠道菌群的多样性分布与核心功能种属 350

16.1 研究对象的选取 352

16.2 健康年轻人群肠道菌群的组成及多样性 354

16.3 影响肠道菌群结构的因素 356

16.4 健康年轻人群肠道核心功能种属 359

参考文献 367

17 肠道菌群结构变化与结直肠癌发生发展的关系 371

17.1 患者和志愿者信息 372

17.2 肠道菌群整体结构分析 373

17.3 结直肠癌患者和健康人肠道菌群在门以下水平上的比较 376

17.4 与两组人群菌群结构差异显著相关的细菌种类的鉴定 379

参考文献 384

18 以肠道菌群为靶点的代谢综合征膳食干预 387

18.1 研究对象 389

18.2 膳食干预 389

18.3 志愿者临床指标的改善 389

18.4 肠道菌群结构的改变 394

18.5 “因果链”中生物标记物的变化 396

参考文献 399

19 营养干预调控肠道菌群，改善小小胖威利综合征患儿代谢失调 402

19.1 膳食干预减轻遗传和单纯性肥胖症状 404

19.2 肠道微生物组的结构改变在肥胖相关表型改善中的作用 406

19.3 基因组互作网络分析 408

19.4 调控肠道微生物组的功能 409

19.5 肠道微生物移植验证菌群在遗传性肥胖改善中的作用 414

参考文献 419

20 肠道菌群对膳食干预在菌株水平的响应 422

20.1 膳食干预改善宿主健康状态 423

20.2 膳食干预改变肠道菌群 425

20.3 5株B.pseudocatenulatum菌株对膳食干预的不同响应 427

20.4 B.pseudocatenulatum的泛基因组（pan-genome）分析 428

20.5 B.pseudocatenulatum基因组的一般特征 429

20.6 B.pseudocatenulatum基因组的微多样性 431

参考文献 436

21 一株阴沟肠杆菌在人体代谢综合征中的作用 440

21.1 肥胖患者膳食干预前后内毒素载荷量、炎性水平以及代谢综合征相关临床指标的变化 442

21.2 肥胖患者膳食干预前后肠道菌群结构的变化 443

21.3 “序列引导”下的细菌分离 447

21.4 菌株阴沟肠杆菌B29的16S rRNA基因全长测序 449

21.5 菌株阴沟肠杆菌B29的内毒素活性检测 449

21.6 单一接种阴沟肠杆菌B29使悉生小鼠发生肥胖和胰岛素抵抗 450

21.7 菌株阴沟肠杆菌B29对悉生小鼠脂肪合成和存储相关基因的调节 455

21.8 菌株阴沟肠杆菌B29引起肥胖小鼠的全身和局部炎症 456

21.9 菌株阴沟肠杆菌B29对悉生小鼠肠屏障功能的影响 458

21.10 悉生小鼠肠道中菌株阴沟肠杆菌B29的再分离与鉴定 458

参考文献 462

22 小鼠代谢综合征发生、发展中肠道菌群、宿主基因和膳食的相互作用 464

22.1 长期摄入高脂饲料和宿主基因突变对代谢表型的影响 466

22.2 长期摄入高脂饲料和宿主基因突变对肠道菌群整体结构的影响 466

22.3 膳食、宿主基因型和代谢表型相关的细菌类群 469

参考文献 474

23 全生命周期节食改善小小鼠肠道菌群 477

23.1 膳食结构及进食量改变对肠道菌群整体结构的影响 479

23.2 与进食量改变、膳食结构及年龄相关的细菌类群 480

23.3 小鼠中年时期的肠道菌群与其寿命的关系 483

23.4 膳食结构和进食量改变的肠道菌群结构与宿主慢性炎症的关系 485

参考文献 488

24 不同益生菌对高脂饮食诱导的肥胖小小鼠的代谢综合征和肠道菌群的影响 492

24.1 益生菌减轻高脂饮食诱导的代谢综合征症状 494

24.2 益生菌减轻高脂饮食引起的炎症水平 497

24.3 益生菌干预调节了肠道菌群整体结构 499

24.4 肠道菌群整体结构的改变与宿主的表型指标具有相关性 502

24.5 益生菌对肠道菌群的调节具有菌株特异性 503

24.6 83个被益生菌改变的细菌与宿主的表型指标具有相关性 506

24.7 益生菌调节盲肠短链脂肪酸产生水平 508

参考文献 512

25 一株丁酸盐产生菌的分离、鉴定及其加重葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠肠炎的研究 516

25.1 从健康人肠道中分离丁酸盐产生菌 518

25.2 BPB5增加健康小鼠中的丁酸盐含量但没有显著改变肠道菌群结构 519

25.3 BPB5加重DSS诱导的小鼠肠炎 520

25.4 BPB5加速小鼠肠道菌群结构向DSS引起的疾病特征方向发展 522

25.5 BPB5加速关键OTU共变化群的动态变化 524

参考文献 529

26 中药复方葛根芩连汤对2型糖尿病的治疗作用及其与肠道菌群结构的关系 533

26.1 葛根芩连汤的组成及其成分分析 535

26.2 葛根芩连汤显著改善2型糖尿病患者的血糖代谢 537

26.3 葛根芩连汤对2型糖尿病患者炎症水平的影响 538

26.4 葛根芩连汤对2型糖尿病患者肠道菌群结构的影响 539

26.5 响应葛根芩连汤疗效的关键细菌类群 542

26.6 F.prausnitzii的定量分析及其与葛根芩连汤改善血糖代谢的关系 544

参考文献 548

27 小檗碱预防和治疗大鼠代谢性疾病及其对肠道菌群的调节作用 551

27.1 肠道菌群在小檗碱预防大鼠肥胖与胰岛素抵抗过程中的作用 554

27.2 小檗碱与二甲双胍在治疗大鼠肥胖过程中对肠道菌群结构的调节作用 563

参考文献 576

28 高复合膳食纤维选择性富集出的肠道细菌可改善2型糖尿病 580

28.1 高膳食纤维干预糖尿病的临床实验设计与效果 582

28.2 菌群变化对疾病改善的贡献 584

28.3 菌群整体结构的变化 584

28.4 解析菌群在基因水平上的变化——降解碳水化合物的基因 585

28.5 解析菌群在基因水平上的变化——合成短链脂肪酸的基因 586

28.6 分析菌群在基因组水平的响应——被富集者、被抑制者与无响应者 587

28.7 被膳食纤维选择性富集的细菌对菌群变化的贡献 588

28.8 被富集者与人体疾病指标的关系 589

参考文献 593

索引 595