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“微生物组”一词最早出现在科学文献中1988．然而，直到最近，我们才开始更全面地了解微生物群是什么、它们是如何工作的、它们的重要性以及它们对健康和疾病的更广泛影响。知识的飞跃与技术的进步同时发生，尤其是在基因组检测方面，这并非巧合。

但是为什么我们的微生物群落很重要呢?在“正常”条件下，微生物物种的健康平衡有助于发挥重要功能，如消化和阻止致病物种，但作为回报，我们必须照顾它们。饮食不平衡以及在体内和体外过度使用抗微生物药物都可能导致重要物种的枯竭，破坏微妙的平衡。土壤也是如此，集约化耕作和过度使用化学品会对土壤微生物群产生负面影响，从而也会对植物和无脊椎动物的健康产生负面影响。分析存在的物种可以是健康问题的有用指标，它们独特的组成也可以对法医科学家有所帮助。

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微生物群与宿主之间的相互作用在几个生物过程中起着关键作用，如营养和代谢。然而，微生物群-宿主关系的复杂和交织的性质也在人类疾病的发展和进展方面带来了风险。在这里，我们仔细研究了微生物组在健康和疾病中的作用，并强调了它作为诊断工具和治疗策略的潜力。

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在过去的十年中，人们对微生物组和癌症的兴趣越来越大——在2005年至2015年期间，发表的关于微生物组和癌症的文章数量几乎增加了2000%．除了强调癌症和宿主微生物群之间的直接联系外，这些研究还提供了微生物可以影响癌症的证据免疫治疗的反应。

大量的研究表明肠道微生物群病理性失衡诊断为结直肠癌的患者。虽然有几种细菌与结直肠癌有关，例如;梭菌属，消化链球菌属，Porphyromonas，普氏菌，Parvimonas，拟杆菌而且Gemella，在许多情况下，致癌的潜在机制还有待阐明。某些口腔细菌与口腔溃疡有关风险增加患上胰腺癌的风险。一个研究纽约市朗格尼医疗中心的研究人员进行的研究发现Porphyromona gingivalis在口腔清洗样本中，患胰腺癌的风险增加了59%。此外，存在Aggregatibacter actinomycetemcomitans会增加119%的风险。

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在过去的十年里，这种微生物群受到了神经科学家的密切关注。这是由于大量数据将肠道细菌与大脑疾病联系起来，以及人们对大脑如何与肠道中的神经细胞交流的认识有所提高。我们对微生物组测序能力的进步使神经科学家能够将微生物组特征与不同的脑部疾病联系起来。

帕金森病是一种神经退行性疾病，定义为逐渐增加的运动缺陷，也与一连串的疾病有关胃肠道症状．研究人员研究了这种疾病的啮齿动物模型，注意到添加从帕金森患者身上提取的微生物群加速啮齿动物的运动障碍，而健康对照组的微生物群没有。2018年的一项研究表明，在帕金森患者中，这种情况有所下降Lachnospiraceae和增加乳杆菌科而且Christensenellaceae与更严重的临床症状有关。与微生物群的进一步联系已在自闭症谱系障碍，阿尔茨海默病而且缺血性中风．然而，令人信服的证据表明，这些联系的因果因素仍然存在难以捉摸的目前的许多数据难以比较，而且前后不一致。

理论上的因果机制围绕着微生物分泌的分子，这些分子可能会影响肠道神经系统或大脑。肠道中的细菌发酵导致短链脂肪酸(SCFAs)的产生。脑脊液(CSF)中存在SCFAs广泛认可和临床前证据表明，SCFAs可能加强完整性血脑屏障的破坏是几种神经退行性疾病的标志。未来对大脑-肠道-微生物组(BGM)轴的研究需要更详细地梳理出所提出的因果关系。微生物种群的最新发现在阿尔茨海默氏症死后大脑的研究表明，我们的微生物群和神经系统之间的联系还远远没有被完全理解。

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越来越多的研究已经确定，特定的微生物种类和水平与特定疾病或状况的存在有关。这些微生物特征可以用来帮助更早、更准确地诊断疾病。

例如，来自欧洲分子生物学实验室的一组研究人员能够识别出分类标记区分结直肠癌患者与无肿瘤患者．通过对粪便样本进行宏基因组测序，他们能够检测到粪便微生物组中与癌症相关的变化。其他研究表明，粪便微生物特征也有可能帮助非侵入性诊断和监测其他几种疾病，包括预测非酒精性脂肪性肝病肝硬化和评估炎症性肠病严重程度．

基于微生物群的诊断不仅局限于肠道。唾液中含有丰富的微生物，比700个物种口腔中的细菌。擦,漱口水的样本使口腔微生物组易于获取并成为有吸引力的诊断目标。唾液中细菌的多样性和水平可以作为疾病的指标龋齿来口服而且胃肠道癌症．

作为人体最大的器官和第一道屏障，皮肤也是各种微生物的家园检测和监测，以提供诊断和预后信息。研究人员正在研究如何利用皮肤微生物组来诊断和指导痤疮、牛皮癣和伤口愈合等皮肤疾病的治疗。