你吃的药、你胆汁里的酸、你血液里的激素——肠道微生物的"酶工厂"都在悄悄改写
从胆汁酸/激素/神经递质代谢到前药激活、药物失活/毒化、再到"菌群-宿主同工酶"——微生物酶是菌群-宿主串扰的核心执行者
Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology · 2026
阅读约 17 分钟 · 共 10 章节
肠道菌群号称拥有超过1107株能合成三甲胺(TMA)的菌株,以及大量具备胆盐水解酶(BSH)活性的乳酸杆菌/双歧杆菌/拟杆菌——但单纯"调节菌株"的疗法常常失效,因为菌群功能冗余、菌株定植差异大。
这篇来自北京大学姜长涛实验室的Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology综述,把目光聚焦到菌群功能的最小执行单元——微生物酶。
微生物酶不仅代谢胆汁酸、激素、神经递质和免疫球蛋白(直接调控宿主生理),还利用碳水化合物/蛋白质/维生素维持自身代谢、产生生物活性化合物;更关键的是,它们能激活前药(如磺胺柳氮吡啶/卡培他滨)、失活药物(如地高辛/左旋多巴/阿卡波糖)、或毒化药物(如伊立替康/溴夫定/硝西泮)——这是药物个体差异的重要来源。
综述还系统提出了"菌群-宿主同工酶"(microbiota-host isozymes)这一新概念,并梳理了从活性追踪/序列比对/结构引导到AI驱动的微生物酶挖掘方法,以及靶向微生物酶的精准医疗前景。
先看结论
微生物酶通过五大通路调节宿主代谢健康:
(1)宿主生理分子代谢:胆汁酸酶(BSH脱结合→PCOS中肠FXR-IL-22轴受损;bai 7α-脱羟→DCA促癌;5-AR/5-BR生成allo-胆汁酸抑制艰难梭菌;BAS-suc合成3-sucCA→富集Akkermansia改善MASH)、激素酶(21-脱羟化酶将糖皮质激素→孕激素影响妊娠;DesAB/DesF/DesG→雄激素促前列腺癌;3β-HSDH降解睾酮/雌二醇促抑郁)、DPP4降解活性GLP1;
(2)营养/能量底物代谢:黏蛋白聚糖酶、色氨酸代谢(TnaA/ArAT等→吲哚-AhR配体)、咪唑丙酸(UrdA)、TMA酶(CutC/D、CntAB、BbuA→TMAO促心血管病)、尿酸酶;
(3)药物代谢三分法:激活前药/失活药物/毒化药物——伊立替康毒性归因于β-葡萄糖醛酸酶、左旋多巴疗效被TDC削弱;
(4)菌群因子合成:LPS(LpxF中性化脂质A→抗AMP)、鞘脂(SPT)、基因毒素(colibactin/indolimine);
(5)菌群-宿主同工酶:微生物DPP4是宿主同工酶,但西格列汀只抑制宿主DPP4不抑制微生物DPP4——解释了临床反应的个体差异。
酶挖掘四法:活性导向/序列导向/结构导向/AI驱动。临床应用:精准医疗(微生物DPP4活性指导格列汀用药)、酶制剂(尿酸氧化酶治痛风)、工程活菌(ECN产精氨酸增强anti-PDL1)、小分子酶抑制剂(CutC/D抑制剂降TMAO)。
🔑 关键词
微生物酶菌群-宿主同工酶胆汁酸 / BSH药物代谢 / TMAODPP4 / GLP1精准医疗
为什么这件事重要?
过去几十年,微生物组研究从描述性研究演进到功能分析——16S rRNA扩增子测序→宏基因组学/转录组学/代谢组学,焦点从"菌群组成变化"转向"代谢改变和关键微生物基因的鉴定"。但临床转化仍受三大约束:
(1)菌群与宿主健康的因果关系缺乏确认;
(2)菌群影响宿主的分子机制认识不足;
(3)缺乏能"精确调控菌群特定酶靶点而不影响其整体组成和活力"的治疗策略。
微生物酶正是突破这三大约束的关键:它是代谢物生成与转化的核心功能执行者,是菌群-宿主串扰的直接分子界面。此综述强调:由于菌群功能冗余(如>1107株菌能产TMA、无数菌株有BSH活性),单菌/有限组合的益生菌疗法常无效——而直接靶向功能执行者(酶)可能绕过菌株定植难题。这为"酶导向的精准医疗"奠定了基础:测你的微生物DPP4活性,决定你该不该用西格列汀;测你的菌群能否代谢伊立替康,预测你会不会腹泻。
图 1 | 微生物学和健康研究重要事件时间线。 从1670年代首次观察微生物,到1884年Koch法则、1944年滚管培养厌氧菌、1958年FMT治疗假膜性结肠炎、1972年微生物影响药物代谢、2012年阐明TMA生物合成通路、2013年SCFA促进Treg生成、2018年非抗生素药物影响肠道细菌、2023年提出菌群-宿主同工酶概念、2025年AI发现菌群功能酶。HMP:人类微生物组计划;MetaHIT:人类肠道宏基因组;FMT:粪菌移植;SCFAs:短链脂肪酸。(图像取自原文第3页渲染图)
第 1 章微生物酶全景:四大类功能一图看清
图 3 | 肠道微生物酶功能概览。 微生物酶是菌群功能的核心分子执行者,广泛参与菌群与宿主的物质交换和信息传递:第一,直接作用于宿主生理相关分子——胆汁酸、激素、神经递质、免疫球蛋白;第二,利用碳水化合物、蛋白质、维生素等维持自身代谢并产生调节宿主稳态的生物活性化合物;第三,药物代谢——激活前药(磺胺柳氮吡啶/卡培他滨)、失活药物(地高辛/左旋多巴/度洛西汀)、毒化药物(溴夫定/硝西泮/伊立替康);第四,合成菌群相关因子——脂多糖(LPS)、鞘脂、小分子基因毒素。TMA:三甲胺。(图像取自原文第8页渲染图)
Figure 3 提供了微生物酶功能的全景。微生物酶是菌群功能的核心分子执行者,广泛参与微生物组与宿主之间的物质交换和信息传递。四类功能:
(1)直接作用于宿主生理相关分子——胆汁酸(BSH脱结合、7α-脱羟、异构化、3-酰化)、激素、神经递质、免疫球蛋白;
(2)利用碳水化合物/蛋白质/维生素/其他底物维持自身代谢,同时产生调节宿主稳态的生物活性化合物——SCFA、吲哚衍生物、TMA等;
(3)药物代谢——激活前药(磺胺柳氮吡啶、卡培他滨)、失活药物(地高辛、左旋多巴、度洛西汀)、毒化药物(溴夫定、硝西泮、伊立替康);
(4)合成菌群相关因子——脂多糖(LPS)、鞘脂、小分子基因毒素(colibactin、indolimine),作为宿主免疫反应和代谢调节的重要触发物。
回顾历史(Fig 1):从1670年代首次观察到"微生物",到1884年Koch法则、1958年粪菌移植治疗假膜性结肠炎、2012年阐明TMA生物合成通路、2013年SCFA促进Treg生成、再到2023年提出"菌群-宿主同工酶"概念和2025年AI应用于菌群功能酶发现——微生物酶研究在过去10-15年成为焦点(Fig 2显示相关文献2010年后激增)。本文收录了40余个关键微生物酶案例(Table 1),涵盖其菌株来源、宿主功能和相关疾病。
第 2 章胆汁酸酶:一个"旧酶"在代谢病中的新故事
胆汁酸是菌群-宿主串扰的关键信使,多种微生物酶参与其代谢(结合/脱结合、7α-脱羟、异构化、3-酰化)。BSH(胆盐水解酶)催化结合型胆汁酸的脱结合。姜长涛实验室发现:多囊卵巢综合征(PCOS)以微生物BSH活性升高为特征→甘氨脱氧胆酸(GDCA)和牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)血清/粪便水平降低→损害胆汁酸介导的肠FXR-IL-22信号轴→促进疾病进展。在二甲双胍治疗的T2DM患者中,脆弱拟杆菌减少→BSH活性减弱→GUDCA/TUDCA升高→通过抑制FXR信号改善代谢病。值得注意的是,BSH还介导非经典结合胆汁酸(色氨酸结合胆酸TrpCA、苯丙氨酸结合胆酸)的形成——2024年发现同一BSH可逆地催化氨基酸-胆汁酸结合(Box 2)。TrpCA通过新发现的胆汁酸受体MRGPRE作用于L细胞→调节GLP1→改善葡萄糖代谢。
bai基因簇编码的7α-脱羟酶将初级胆汁酸转化为次级胆汁酸(如DCA)。DCA因损伤CD8⁺T细胞功能、在化学致癌物背景下促进癌症发展,与结直肠癌和肝细胞癌相关。异构化酶:羟基类固醇脱氢酶(HSDH)催化3/6/12位的异构化(iso型);5α-还原酶(5-AR)和5β-还原酶(5-BR)催化A/B环构型异构化(allo型)——allo-胆汁酸可抑制老年人艰难梭菌感染。新发现的3-酰转移酶:脆弱拟杆菌来源的BAS-suc合成3-琥珀酰胆酸(3-sucCA)→促进A. muciniphila生长→改善MASH。2025年作者团队开发AI工具BEAUT挖掘胆汁酸代谢酶→发现新酶3-acetoDCA合成酶(ADS)合成新型双尾胆汁酸3-acetoDCA。胆固醇方面:菌群胆固醇磺基转移酶/脱氢酶代谢胆固醇,大型临床队列显示菌群胆固醇代谢与心血管疾病风险降低显著相关。
第 3 章激素与神经递质酶:菌群"编辑"内分泌系统
激素——类固醇激素、肽激素、氨基酸衍生物和脂质激素——可被菌群酶直接转化或降解。
类固醇代谢:Devlin团队发现E. lenta和Gordonibacter pamelaeae通过21-脱羟化酶系统将糖皮质激素转化为孕激素;人群队列宏基因组分析显示,晚孕女性粪便中21-脱羟化基因簇(Elen_2451-2454)水平高于非孕个体——解释了晚孕消化道中4-羟孕酮升高的原因。梭菌C. scindens和尿道菌Propionimicrobium lymphophilum表达类固醇-17,20-脱碳酶(DesAB)、17α/β-HSDH(DesF/DesG),可将11-脱氧皮质醇转化为表睾酮、皮质醇转化为11β-羟睾酮。菌群酶3β-HSDH介导睾酮和雌二醇的降解→与男性和女性抑郁相关。这些发现提示:在妊娠、前列腺疾病和抑郁中,微生物需被考虑为干预的潜在靶点。
肽激素:菌群产生微生物DPP4切割灭活GLP1——这是菌群-宿主同工酶影响代谢健康的核心例子。
神经递质合成(肠-脑轴):菌群通过调节宿主合成通路和自行生成来影响神经递质。氨基酸脱羧是核心步骤——梭菌C. sporogenes和M. gnavus的色氨酸脱羧酶将色氨酸转化为色胺;乳酸菌/肠球菌的酪氨酸脱羧酶在多巴胺合成中起重要作用;拟杆菌/副拟杆菌/埃希菌的谷氨酸脱羧酶在人粪便中有明确转录活性。这些菌群产生的神经递质在外周和中枢神经系统的角色仍待阐明。
免疫球蛋白降解:共生菌Tomasiella immunophila经外膜囊泡分泌免疫球蛋白降解蛋白酶,可降解小鼠IgG/IgA/IgM(不降解白蛋白)——突出了菌群降解能力在免疫缺陷中的作用。人肠道中相应菌及其酶尚未鉴定。IgG的糖基部分也可被菌群代谢:B. thetaiotaomicron用19个家族的CAZymes去糖基化分泌型IgA;棒状杆菌来源的ENGase CU43可特异识别水解人IgG Asn297连接的N-聚糖——这种IgG降解酶有潜力治疗/预防IgG介导疾病。
第 4 章营养与能量底物酶:碳水/蛋白质/维生素的菌群加工线
菌群通过酶加工碳水化合物/蛋白质/维生素等,既维持自身代谢又产生调节宿主的活性代谢物。
碳水化合物:肠道微生物可及碳水主要来自黏蛋白和膳食纤维。A. muciniphila是黏蛋白周转的关键菌,表达唾液酸酶(AmGH33A/B、AmGH181)从黏蛋白释放唾液酸(Neu5Ac/Neu5Gc),还利用岩藻糖苷酶(AmGH29A-D)去岩藻糖基化黏蛋白。远端结肠黏蛋白O-聚糖末端常被硫酸化保护——双歧杆菌表达磺基糖苷酶(BbhII)直接切割磺化糖,拟杆菌通过硫酸酯酶(BT1636)去除硫酸基。菌群还能释放膳食来源的生物活性化合物("celobiotics"):B. ovatus降解柑橘纤维释放N-甲基血清素(减脂、改善肝糖异生、调节肠道昼夜节律);L. vaginalis产生β-半乳糖苷酶水解大豆异黄酮糖苷释放大豆苷元(保护对乙酰氨基酚肝损伤)。菌群将碳水转化为SCFA(乙酸/丙酸/丁酸)→经GPR41/GPR43刺激GLP1/GLP2/PYY分泌。
蛋白质/氨基酸:色氨酸经吲哚通路被TnaA、ArAT、FldH、FldBC、AcdA等酶转化为吲哚、吲哚-3-乙酸、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乳酸等——这些是芳香烃受体(AhR)的强效配体,调节免疫、肠屏障和全身炎症,其失调与IBD/MASLD/AD/结直肠癌相关。组氨酸经组氨酸氨裂解酶→尿刊酸→被UrdA(变形链球菌/E. lenta)还原为咪唑丙酸——损害胰岛素信号(mTORC1)、干扰二甲双胍疗效、作为动脉粥样硬化生物标志物。BCAA经支链氨基酸转氨酶(BCAT)→支链α-酮酸→支链脂肪酸。精氨酸脱羧酶(依赖PLP)将精氨酸→胍丁胺——具有神经保护/抗抑郁潜力,参与PCOS。
维生素:菌群合成核黄素(RibH)、烟酸(PncA将烟酰胺→烟酸→升NAD)、叶酸(FolP)、维生素A活性衍生物——微生物维生素合成可调节菌群结构和宿主健康。
TMA/TMAO通路:菌群将胆碱转化为TMA(胆碱TMA-裂解酶CutC/D,2012年阐明),L-肉碱经两条酶途径(需氧的CntAB、厌氧的BbuA)转化为TMA;宿主FMO3将TMA氧化为TMAO——促心血管病。十字花科蔬菜的硫代葡萄糖苷被B. thetaiotaomicron的BT2156-2159簇转化为异硫氰酸盐(化学预防)。尿酸代谢通路广泛存在于肠道菌群,可将尿酸代谢为SCFA——肠道尿酸代谢酶对高尿酸血症相关疾病有重要作用。
第 5 章药物的"菌群代谢三分法":激活、失活、毒化
口服药物在肠腔滞留,为与菌群充分互动提供机会。菌群对药物的生物转化可发生三种结局:
激活前药:磺胺柳氮吡啶(IBD治疗)设计在偶氮键处被菌群裂解→产生活性5-ASA;卡培他滨被菌群广泛表达的尿苷磷酸化酶在肠道过早激活→可能造成胃肠道不良反应——但也提示利用菌群特异酶设计新前药可提高结肠递送靶向性。
失活药物:心脏药地高辛被E. lenta代谢失活;菌群编码acarbose磷酸化酶(广泛分布)磷酸化灭活抗糖尿病药阿卡波糖;5-ASA被硫解酶/酰基-CoA N-乙酰转移酶乙酰化→增加IBD治疗失败风险;左旋多巴被粪肠球菌TDC在肠道脱羧为多巴胺(不能穿越血脑屏障)→降低疗效;抗抑郁药度洛西汀可被菌群胞内生物蓄积(无转化)。
毒化药物:溴夫定被微生物胸苷磷酸化酶转化为肝毒性溴乙烯尿嘧啶;硝西泮被硝基还原酶代谢为7-氨基硝西泮(与致畸相关);伊立替康(CPT-11)活性代谢物SN-38在肝脏被葡萄糖醛酸化解毒为SN-38G,但菌群β-葡萄糖醛酸酶移除葡萄糖醛酸基→重新生成毒性SN-38→严重腹泻。
菌群药物代谢高度个体化,是药物反应差异的基础。Zimmermann和Wu团队系统评估了不同菌株对多种药物的代谢效应;Javdan开发了用个性化菌群绘制口服药物代谢的定量工作流。未来方向:整合微生物酶活性检测与大数据/AI,建立药物代谢预测模型→纳入个性化用药指导;新药开发中须考虑微生物药物代谢酶的影响;可用人粪便+肠道类器官建模药物-菌群-宿主互作。
第 6 章菌群-宿主同工酶:为什么西格列汀对有些人无效?
图 4 | 菌群-宿主同工酶。 以二肽基肽酶4(DPP4)为例:微生物DPP4和宿主DPP4都能将活性GLP1降解为无活性形式。GLP1具有多重代谢保护作用(促进胰岛素分泌、抑制食欲、神经/心脏保护、改善胰岛素敏感性、保护卵巢等)。临床上已批准的DPP4抑制剂西格列汀能阻断宿主DPP4酶活性,却无法抑制微生物版DPP4——这可能解释为何部分患者对西格列汀反应良好而另一些无效。DPP4:二肽基肽酶4;GLP1:胰高血糖素样肽-1。(图像取自原文第9页渲染图)
同工酶指催化相同化学反应但蛋白序列/分子结构/理化性质不同的酶群。由于肠道菌群基因组规模庞大,其产酶高度多样,部分与宿主酶功能相似——作者提出"菌群-宿主同工酶"概念(Box 1):指功能与宿主酶相似的肠道微生物酶。Figure 4以DPP4为例说明:微生物DPP4和宿主DPP4都能降解活性GLP1为无活性形式;GLP1是有多重代谢保护作用的肠激素(促进胰岛素分泌、抑制食欲、神经/心脏保护、改善胰岛素敏感性、保护卵巢)。临床批准的DPP4抑制剂西格列汀能阻断宿主DPP4,却无法抑制微生物版DPP4——这解释了为什么一些患者对西格列汀反应良好而另一些无效。同样,卡比多巴(靶向人AADC)对微生物AADC同工酶的效果显著降低,可能限制其对帕金森病的疗效。
基于酶活性系统的系统评估发现,多种宿主酶可能在肠道菌群中具有同工酶——共享宿主信号分子代谢、营养利用和药物代谢等功能(Table 1)。例如M. gnavus通过产生人CYP17A1同工酶(生成雄激素)促进睾丸癌发生;肠道共生菌Providencia通过模拟宿主芳香族L-氨基酸脱羧酶(AADC)调节宿主嗅觉反应;代谢化疗药卡培他滨的菌群酶是宿主尿苷磷酸化酶的同工酶。宿主酶是疾病治疗和药物开发的关键靶点——菌群-宿主同工酶执行相同功能,极可能也是治疗靶点,且可能介导对宿主酶抑制剂药物的耐药。为何微生物进化出这些酶、选择压力是什么——可能与宿主肠道环境中的共同适应轨迹有关,值得深入研究。
菌群-宿主同工酶的存在,可能是"同一种药在不同人身上效果迥异"的隐藏原因之一。
第 7 章菌群相关因子的酶合成:LPS、鞘脂与基因毒素
菌群自身合成的结构组分和分泌的小分子,是宿主免疫反应和代谢调节的重要触发物。
LPS合成:LPS由疏水的脂质A、核心寡糖和O-抗原三部分组成。B. thetaiotaomicron通过LpxF去除脂质A的负电磷酸基→表面电荷中性化→防止阳离子抗菌肽结合→介导菌群对AMP的抗性、决定菌群定植韧性。六酰化和双磷酸化的脂质A是最强的TLR4激动剂;低酰化/低磷酸化的共生菌脂质A实现更复杂的免疫调节——B. fragilis的四酰化脂质A持续诱导IFNβ→促进结肠RORγt⁺Treg、抑制促炎Th17→控制肠道炎症。A. muciniphila产生缺乏O-抗原的独特LOS,能同时激活TLR4和TLR2(对TLR2激活效力高于TLR4)。
鞘脂:核心酶丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)催化丝氨酸与酰基-CoA缩合产生3-酮鞘氨醇;Bacteroides SPT缺失导致菌群鞘脂产生丧失、破坏宿主稳态;Chryseobacterium gleum通过CYS和CFAT产生强促炎性的磺基脂质。
小分子基因毒素:E. coli pks岛(clb基因簇)编码PKS/NRPS合成colibactin(肽酶ClbP对成熟激活必需,合成抑制剂可阻断其基因毒性);Morganella morganii经Peg1085(天冬氨酸氨基转移酶超家族)催化氨基酸脱羧→自发与吲哚-3-醛反应→生成基因毒性indolimine。这些毒素抑制竞争者,但也导致宿主DNA突变。
第 8 章如何"钓出"微生物酶:四大挖掘方法
图 5 | 挖掘肠道微生物酶的方法。 a,活性导向酶挖掘:酶活性引导的蛋白纯化富集(细菌培养→全蛋白提取→活性组分分离→质谱表征)、随机突变文库筛选(物理/化学/生物诱变→功能筛选)、功能宏基因组文库(克隆表达→文库筛选);b,序列导向发现:BLAST、RNA-seq(底物诱导)、比较基因组(产株vs非产株);c,结构引导表征:3D结构预测(AlphaFold)、蛋白口袋建模、基于空腔筛选(EFI-EST序列相似性网络);d,新兴技术应用:AlphaFold Server/ESM Metagenomic Atlas/US-align/Foldseek、点击化学探针(CLEAN酶注释)。
Figure 5 总结了酶挖掘方法:
(1)活性导向挖掘:经典生物化学——酶活性引导的蛋白纯化富集(硫酸铵沉淀+亲水层析+离子交换→鉴定BAS-suc)、随机突变文库筛选(转座子突变发现B. thetaiotaomicron产异硫氰酸酯酶)、功能宏基因组(粪菌DNA克隆入E. coli异源表达→NF-κB报告基因筛出合成commendamide的酰基转移酶Cbeg12)。
(2)序列导向发现:BLAST同源搜索(E. faecalis TDC)、RNA-seq(底物诱导转录——E. timonensis bbuA簇、E. lenta DADH)、比较基因组(比较9株产胆红素还原酶菌与近缘非产株→鉴定BilR)。序列法高效可扩展,但有局限:已知酶覆盖有限、非所有酶都受底物诱导、需近缘株表型差异。
(3)结构引导表征:AlphaFold/ESMFold预测蛋白结构,US-align/Foldseek做结构比对,基于活性位点口袋搜索发现同底物酶——虽早期但有望成主流。
(4)新兴技术:EFI-EST序列相似性网络(系统表征人肠道色氨酸修饰酶)、机器学习CLEAN(对比学习酶注释)、合成生物学"设计自然"(Baker de novo蛋白设计)、点击化学探针(模拟底物带炔基→UV交联→富集→质谱鉴定)。
第 9 章临床应用:从精准医疗到工程活菌
微生物酶的临床应用尚处早期,但有四大方向(Table 2):
(1)精准医疗:测量T2DM患者的微生物DPP4活性→指导格列汀用药决策;治疗前评估个体菌群对特定药物的代谢活性→建立预测疗效和不良反应的框架。但成本效益和技术可行性仍是挑战。
(2)微生物酶制剂:胰腺外分泌功能不全时补充微生物脂肪酶/蛋白酶是标准治疗;口服微生物乳糖酶缓解乳糖不耐受;重组微生物尿酸氧化酶(urate oxidase)是难治性痛风和肿瘤溶解综合征继发高尿酸血症的既定治疗;NicX(尼古丁降解酶)有潜力治疗吸烟相关疾病。挑战:酶在肠道的稳定性(温度/pH/蛋白酶)、作为异源蛋白的免疫原性(抗药抗体)。
(3)工程活菌(合成生物制剂):重编程ECN精氨酸生物合成→肿瘤局部产精氨酸→增强anti-PDL1疗效;ECN过表达枯草芽孢杆菌尿酸降解酶PucL/PucM→降尿酸;工程乳杆菌表达BSH抑制艰难梭菌感染。苯丙氨酸氨裂解酶工程菌治疗苯丙酮尿症已进入III期临床(虽失败)。
(4)小分子药物靶向微生物酶:口服菌群β-葡萄糖醛酸酶抑制剂保护小鼠免受伊立替康毒性;CutC/D抑制剂降TMAO预防心血管病;微生物DPP4特异抑制剂有明显降糖效果;酪氨酸脱羧酶抑制剂改善左旋多巴疗效;精氨酸脱羧酶抑制剂改善卵巢功能障碍。
微生物酶既是"药物疗效的干扰者",也是"新一代药物的靶点"——同一枚硬币的两面。
结语与展望走向酶导向的精准菌群医学
🔭 未来方向
(1)解析菌群-宿主同工酶的进化起源和选择压力;
(2)建立整合微生物酶活性检测+大数据/AI的药物代谢预测模型→个性化用药;
(3)在新药开发早期评估微生物酶对其的影响;
(4)利用人粪便+肠道类器官建模药物-菌群-宿主互作;
(5)开发酶导向的精准营养策略(选择性调控菌群或支持工程菌植入);
(6)关注菌群自身因子(如botulinum毒素类)的潜在治疗价值。
核心愿景:从"菌株导向"转向"酶导向",绕过菌群功能冗余和定植障碍,实现对菌群功能的精准调控——这是菌群相关疗法走向临床应用的可行路径。
📋 论文信息
Title
The microbiome regulates host metabolic health and diseases through microbial enzymes
Journal
Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2026 (Review)
Authors
Ding Y, Zhang Z, Wang K, Jiang C (Peking University, State Key Laboratory of Vascular Homeostasis and Remodeling)
DOI
10.1038/s41575-026-01195-8
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