健康界国际|靠数学公式就能计算人体健康指数？这群科学家们做到了

是什么导致有些人患上类风湿性关节炎、癌症和代谢综合征等慢性病，而有些人却一直保持健康？在他们的肠道菌群中可以找到一条重要线索。肠道菌群由生活在消化系统内的数万亿微生物组成，它们调节着各种身体机能。
为了利用数量庞大的微生物群来了解人们的健康状况， Mayo Clinic的研究人员开发出了一个肠道菌群健康指数。该指数可区分健康与病态的微生物群系。
在《自然-通讯》9月15日刊发的一篇新的研究论文中，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）如何利用从一个人的粪便样本中获得的肠道菌群特征，在不依赖临床诊断的情况下显示其患病的可能性。
论文的通讯作者Jaeyun Sung博士说道：“这一发现增进了我们对于健康肠道菌群构成的理解，而这也是我们长期以来一直追求的目标。我们的指数可以预测特定肠道菌群样本与健康或不健康状况的相似程度。 ”Sung博士现任Mayo Clinic College of Medicine and Science外科助理教授兼Mayo Clinic Center for Individualized Medicine微生物群系项目研究人员。
肠道菌群对健康的影响
Sung博士表示，高度复杂的微生物群系对人类健康有着深刻的影响，但关于如何正确检测其是否正常，以及如何将肠道菌群用作总体健康状况的指标，这一科学领域相对较新。人们已经知道，微生物的生态系统与一系列健康益处息息相关，包括帮助消化食物、调节新陈代谢和在免疫力方面发挥作用。虽然如此，其中仍有许多未解的疑问。最近的研究将肠道菌群的改变与主要的慢性病联系起来。 Sung博士说，目前缺乏分析检验或由算法驱动的生物标志物，这使我们很难在出现特异性的可诊断症状之前，检测出疾病的早期迹象。
对于这项新研究， Sung博士和他的团队分析了4,347份公开可用的人类粪便鸟枪法宏基因组，这让研究人员可以对粪便样本中存在的所有已知微生物的所有基因进行广泛测序。他们合并了34项已发表研究的样本，其中涵盖健康状况和12种非健康疾病状况。近1,700份肠道菌群样本来自非健康人群，即经临床诊断患病或BMI显示体重异常的人群。近2,600份样本来自据称健康的人群，即没有明显疾病或不良症状的人群。
Sung博士解释道：“我们把非健康样本合并为一组，健康样本合并为另一组，然后对在这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，在健康组中有些微生物的出现频率更高，反之亦然。 ”
他分析得出了由50种微生物组成的健康人类肠道的微生物群系特征。
“但当时真正的挑战是如何利用这些信息来设计一个健康指标， ”Sung博士说道。

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数学公式推进了微生物群系的发现
Sung博士和他的团队利用对健康肠道菌群特征的发现，开发出了一个数学公式，该公式可预测特定肠道菌群样本与健康或非健康状况的相似程度。他们在健康人群中常见的种类与健康人群中罕见的种类之间设定了一个比例。数值越高，对应的微生物群系样本来自健康人群的几率就越大。
Sung博士说道：“所以较高的数值表示：‘噢，您看起来很健康。您的微生物群系类似于健康人群的微生物群系。 '而较低的数值则表示：‘噢，我们还不能准确地判断您可能患有哪种疾病，但我们可以告诉您，您的身体有点问题。您的微生物群系非常接近疾病人群的微生物群系。 ’这就是我们所说的肠道菌群健康指数。您可以把它看成‘肠道的信用评分’ 。 ”
在一个由近700例人类受试者组成的独立验证队列中，健康样本与非健康样本的区分率为74% 。

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心血管健康状况与肠道菌群的关系
【健康界国际|靠数学公式就能计算人体健康指数？这群科学家们做到了】在研究期间， Sung博士还有另一个发现：肠道菌群健康指数与血液中的高密度脂蛋白（简称HDL ，即“有益胆固醇”）之间存在中度相关性。
“肠道菌群健康指数越高， HDL水平就越高， ”他解释道。 “能够找到与心血管健康标志物的相关性令我们非常兴奋，因为现在我们正在将肠道菌群信息与临床数据相关联。在我的小组，有一个研究领域是确定肠道菌群如何通过化学信号与身体内的各种组织交流。目前，我们还远不能对具体的机制做出结论，但我们获得了一些有希望的线索想要进一步探索。 ”
他说，这一发现凸显了该指数的潜力，它是一个强大而稳定的健康预测器。在不久的将来，人们在平时就诊时可以向医疗服务提供者提供粪便样本，以评估微生物群系， Sung博士想象着有一天这能成为一项惯例。他希望进一步开发肠道菌群健康指数，以便有朝一日能够为综合医疗和预防性健康筛查项目做出贡献。
Sung博士说道：“我们提出的定量粪便指标是一个概念和技术上的创新，用于以指数形式体现微生物群系的健康状况，并有可能为通过调节肠道菌群来维持或恢复健康的治疗提供信息。我们的指数提供了一个目标参考点，即您希望自己的微生物群系达到什么状态，尤其是在经历重大扰动后，比如食物中毒或使用抗生素后。此外，这项工作证明，通过整合各种来源和健康状况的现有样本，可以获得有利于人类健康的真知灼见。 ”