一种新的肠道细菌相互作用的数学模型可以帮助设计新的益生菌和专门定制的饮食来预防疾病。瑞典查尔默斯理工大学的这项研究最近发表在《美国科学院院刊》(PNAS)上。

 

“肠道细菌在健康和疾病发展方面发挥着重要作用，杏耀主管我们新的数学模型可能在这些领域非常有用，”查尔默斯的系统生物学教授延斯·尼尔森(Jens Nielsen)说，他领导了这项研究。

 

这篇新论文描述了数学模型是如何进行预测的，涉及到之前的两项临床研究，一项涉及瑞典婴儿，另一项涉及芬兰的肥胖成年人。

 

研究涉及健康指标的定期测量，研究人员将其与他们的数学模型的预测进行比较——该模型被证明在预测多个变量方面高度准确，包括瑞典婴儿从液体食物到固体食物的转换如何影响他们的肠道细菌组成。

 

他们还测量了肥胖成年人在转向更严格的饮食后肠道细菌的变化。再一次，模型的预测被证明是可靠准确的。

 

“这些是非常鼓舞人心的结果，可以为基于计算机的非常复杂的系统设计提供可能。因此，我们的模型可以用于创建个性化的健康饮食，有可能预测添加特定细菌作为新的益生菌会如何影响患者的健康，”Jens Nielsen说。

 

许多因素在起作用

 

有许多不同的因素会影响不同的细菌在肠道系统中的生长和功能。例如，已经存在哪些细菌以及它们如何相互作用，以及它们如何与宿主，也就是我们，相互作用。这些细菌还受到环境因素的进一步影响， 杏耀挂机软件 ，比如我们的饮食。

 

所有这些变量都可以预测添加细菌或改变饮食所产生的影响。人们必须首先了解这些细菌进入肠道后可能会如何行动，或者饮食的变化将如何影响肠道组成。他们能否在那里成长?它们将如何与已经存在于肠道中的细菌相互作用并可能影响它们?不同的饮食如何影响肠道微生物?

 

“我们开发的模型是独特的，因为它考虑了所有这些变量。它结合了关于单个细菌以及它们如何相互作用的数据。它还包括食物如何通过肠胃道的数据，以及在计算过程中对细菌的影响。后者可以通过检查血液样本和观察代谢物来测量，代谢物是细菌分解不同类型食物时形成的最终产物。

 

建立该模型的数据来自多年来已有的临床研究。随着未来更多数据的获得，该模型可以更新为新的特征，如对饮食摄入的激素反应的描述。

 

这是未来医疗保健的巨大潜在资产

 

饮食与人体微生物组(即肠道细菌组成)的研究是一个引起研究者和普通大众极大兴趣的研究领域。Jens Nielsen解释了原因:

 

“细菌组成的变化可能与或预示着许多疾病，杏耀平台总代理如肥胖、糖尿病或心血管疾病。”它还会影响身体对某些癌症治疗或特别开发的饮食的反应。”

 

因此，研究细菌组成有可能影响病程和整体健康。这可以通过使用益生菌来实现，益生菌是一种精心挑选的被认为有助于改善健康的细菌。

 

在未来的工作中，Jens Nielsen和他的研究小组将直接在临床研究中使用该模型。他们已经和瑞典萨尔格伦斯卡大学医院(Sahlgrenska University Hospital)一起参与了一项研究，在那里，老年妇女正在用罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)治疗骨质疏松症。已经看到，一些患者对治疗的反应比其他患者好，新的模型可以作为分析的一部分来理解为什么会这样。

 

用抗体治疗癌症是该模型可以用于分析微生物组的另一个领域，有助于理解它在为什么一些患者对免疫治疗反应良好，而另一些反应较差方面的作用。

 

“如果我们的模型能够开始识别细菌，从而改善癌症患者的治疗，这将是一笔不可思议的资产。”我们相信这真的会带来很大的不同，”Jens Nielsen说。