低压低氧等高原环境因素导致低海拔人群暴露时面临巨大的生理挑战，严重时可危及生命。目前尚无有效手段减轻高原环境对机体的生理胁迫。肠道菌群作为人体最大的微生态系统，在促进机体适应极端环境方面具有重要作用，成为改善高原反应的新靶点。

军事医学研究院微生物流行病研究所杨瑞馥研究员团队在hLife上发表题为“Altitude adaptation: The unseen work of gut microbiota”的综述文章，系统综述了肠道菌群与高原适应方向的研究进展，以期为改善高原反应提供理论支撑（图1）。

图1 高原适应中肠道菌群的作用及潜力

肠道菌群与高原适应之间既存在相关性（图2）也具有因果性（图3）。相关性体现在与平原地区的人和鼠相比，高原本土及短期或长期暴露于高原的人和鼠的肠道菌群在组成上发生了明显的改变，说明肠道菌群与高原适应之间存在关联性。因果性则体现在抗生素清除肠道菌群会改变机体对高原环境的反应，而FMT定向移植菌群会诱导受体出现与供体一致的高原表型，说明肠道菌群与高原适应之间存在因果性。

图2 高原本土及短期或长期高原暴露下人和鼠的菌属特征

图3 经抗生素清除或FMT移植后肠道菌群的变化对暴露于高原环境机体多器官的影响

高原本土动物有哪些菌群特征？本文从组成和功能两个方面进行了阐述。高原本土的哺乳动物主要有有蹄类、啮齿类和灵长类。图4显示了他们共有的菌属，可能是促进高原适应的关键物种。除了哺乳动物，文章还总结了高原上鸟类、鱼类及两栖类动物的菌群组成和菌群功能特征。

图4 高原有蹄类、啮齿类及灵长类动物的菌属特征

肠道菌群对高原适应的影响，包括改善和抑制两个方面（图5）。有益菌通过生成丁酸保护肠屏障及增强氧利用或通过释放甲烷及挥发性脂肪酸（VFA）调节能量代谢进而促进高原适应；有害菌通过生成脂多糖（LPS）及磷脂类抗原损伤肠屏障及加重免疫反应（促炎）进而抑制高原适应。

图5 高原环境下肠道菌群对机体生理反应的双向影响

目前通过靶向调控肠道菌群促进高原适应的干预手段，包括益生菌、益生元、合生元、FMT及其他物质等（图6）。这些干预主要通过调控肠道微生态、减轻氧化应激、缓解炎症及改善肠屏障来发挥促进高原适应的作用。

图6 靶向调控肠道菌群促进高原适应的方法

总之，肠道菌群在高原适应中扮演着关键角色，这也为预防和缓解高原反应提供了新的思路和干预手段。

作者简介

郭京龄 博士研究生

第一作者

机构：军事医学研究院微生物流行病研究所

研究方向：促高原习服益生菌筛选及作用机制研究

毕玉晶 研究员

通讯作者

机构：军事医学研究院微生物流行病研究所

研究方向：肠道微生物与健康

杨瑞馥 研究员

通讯作者

机构：军事医学研究院微生物流行病研究所

研究方向：细菌基因组组学及致病机制研究

引用格式：

Guo J, Zhao R, Li K, et al. Altitude adaptation: The unseen work of gut microbiota. hLife 2024; https://doi.org/10.1016/j.hlife.2024.11.004.

期刊简介

hLife由高福院士、董晨院士和Jules A. Hoffmann教授（2011诺奖获得者）领衔，是中国科学院微生物研究所主办，中国生物工程学会，浙江大学陈廷骅大健康学院，西湖大学医学院，上海市免疫治疗创新研究院和广州霍夫曼免疫研究所联合支持，与国际出版商爱思唯尔合作的健康科学领域综合性英文期刊。

hLife聚焦健康科学领域的前沿进展，旨在促进基础研究与临床应用的融合发展。期刊发表与医学相关各研究领域最新成果，学科领域包括（但不限于）病原生物学、流行病学、生理学、免疫学、结构生物学、疾病监测、肿瘤、药物、疫苗和健康政策等。

hLife是一本金色开放获取期刊，月刊出版；2022年成功入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”；2023年11月正式创刊; 2024年5月被DOAJ收录；2024年8月被Scopus收录。

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期刊网址：

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