第四章    肠道微生物组研究14个主题方向

4.1 微生物组

4.1.2 主要认知和研究现状

4.1.2.2 肠道微生物组空间分布

胃肠道各个部位的微生物组成具有显著的空间异质性，这主要是由于肠道环境条件在不同部位的差异所导致的，如pH值、氧气浓度、消化流速、抗菌肽、免疫因子、黏液类型和密度、营养物质可用性等，而粪便微生物组并不能完全反映消化道不同部位的微生物组异质性^[14] 。

纵轴：从胃到直肠

• 由于酸性环境，胃的微生物群规模较小，但细菌多样性不低^[14]。

图4.1.7 环境参数和细菌组成沿肠道纵轴变化^[14]

• 由于快速的内容物流动和高浓度的抗菌肽，小肠的微生物组成较为独特，多样性低于结肠，主要由快速生长的兼性厌氧菌和能够黏附于黏液层或上皮的细菌组成，如分节丝状菌^[14]。
• 大肠和盲肠的菌群最多，多样性最复杂^[14]。

横轴：从肠上皮到肠腔

• 在消化道横轴上，即肠上皮- 黏液层-肠腔，微生物群落的组成呈现空间分布异质性。

图4.1.8 肠道横轴的生物、地理学特征^[14]

• 肠上皮通过分泌多糖- 蛋白质复合物（glycocalyx）形成保护屏障，固有层通过分泌IgA等免疫因子，来调控细菌接触和生长^[14]。
• 黏液层由交联的O糖基化黏蛋白2构成形成物理屏障，限制细菌的穿透，也为嗜黏蛋白阿克曼菌等多种微生物提供定植生态位^[14]。
• 肠腔微生物群则更为异质，受未消化食物、植物和淀粉颗粒分布的影响，这些颗粒为细菌提供了附着点^[14]。

参考文献

14.McCallum, G. and C. Tropini, The gut microbiota and its biogeography. Nat Rev Microbiol, 2024. 22(2): p. 105-118.