首页 > 资讯 > 肠菌研究中，我该如何判断肠道菌群是否健康或其失调程度？

肠菌研究中，我该如何判断肠道菌群是否健康或其失调程度？

泰然健康网
2025-04-14 11:25

肠菌研究中，我该如何判断肠道菌群是否健康或其失调程度？

从肠道微生物组样本中洞察一个人的健康状况是当前人类微生物组研究的一个重要临床目标。我们往往会通过设置健康组和疾病组，收集其肠道样本后展开多样性或宏基因组测序，以获得其微生物信息。那在数据分析中，有没有更直接好用的指标可以区分健康与非健康人群？或者表征菌群的紊乱程度？

本期给大家推荐的肠道菌群健康指数（GMHI）、肠道菌群失调指数（MDI）就能够很好的满足这些分析需求。

先来看一下这两个指数的含义：

肠道微生物组健康指数（GMHI），一个基于肠道微生物组样本的物种水平分类特征来评估健康状况（即诊断疾病的存在程度）的稳健指数，侧重确定患病的可能性，独立于临床诊断。与alpha指数相比，GMHI对健康和非健康群体的区分远远优于生态指标（如香农多样性和丰富度），且在健康组和非健康组的分层中表现出很强的重现性，通常被认为是肠道健康和生态失调的标记。

肠道菌群健失调数（MDI），是确定微生物生态失调的程度指数。值越大说明菌群紊乱的程度越大。但肠菌失调不是一种明确定义的疾病，并且失调指数在不同方法和临床背景下不同，即来源于不同的群体，描述不同的疾病。

接下来结合文章我们再来理解下这两个指数该如何应用：

一

题目：Apredictive index for health status using species level gut microbiomeprofiling

数据集：来自34项研究的4347个样本（分别来自健康和非健康个体的2636和1711个宏基因组）

图a：健康组和非健康组肠道健康指数GMHI差异分析；与香农多样性相比(不在此图中显示)，GMHI对健康（n= 2636）组和非健康（n= 1711）组的分层程度更强。

图b：散点图中的每个点都对应于一个宏基因组样本（总共4347个）。直方图显示了基于每个轴的参数的健康（蓝色）和非健康（橙色）样本的分布。

结果：与非健康人群的肠道微生物群相比，健康人群的肠道微生物群具有显著更高的GMHIs(图a）。比较每个样本的GMHI和Shannon多样性，以检验其总体一致性。如图b所示，与香农多样性相比，GMHI在健康和非健康组分层方面明显表现更好。

二

题目：Globalbranches and local states of the human gut microbiome defineassociations with environmental and intrinsic factors

数据集：5个curatedMetagenomicData(CMD)下采样的3233个宏基因组训练集

基于公开宏基因组学数据的PHATE散点图的成年人肠道菌群健康指数(GMHI)

结果：研究对>35,000个样本应用分区、拟时间和排序方法，探索了不同时期人类肠道微生物组的潜在结构。确定了3个主要的肠道菌群分支，在成年期，这些分支中观察到多个分区，且各分支的物种丰度存在差异。并进一步使用肠道微生物组健康指数(GMHI)作为健康状况的代表。发现普雷沃菌属的整个分支的GMHI总体较高(上图)，这表明，虽然普雷沃菌属分支的顶端可能出现肠道微生物组的组成和功能改变(反映为多样性丧失和功能转移)，但总体患病可能性未必受到影响。

三

题目：Alteredgut microbiota and mucosal immunity in patients with schizophrenia

期刊：Brain,Behavior, and Immunity

图c：通过Wilcoxon秩和检验，精神分裂症患者的肠道微生物失调指数(MD指数)显著高于健康对照者，“***”，p< 0.001;

图d：精神分裂症患者肠道菌群丰富度(Chao1)的降低与MD指数的增加相关。

结果：本研究主要探索肠道菌群可能通过"肠-脑"轴在精神分裂症发病中发挥重要作用的机理机制。结果表明19种肠道菌群与精神分裂症相关，并基于差异分类丰度计算微生物失调(MD)指数。发现精神分裂症患者的MD指数明显高于健康对照组（图c）。MD指数与Chao1也呈显著负相关（图d）。另外研究结果显示，精神分裂症患者的肠道IgA水平高于健康对照者，且IgA水平与MD指数呈正相关，表明肠道菌群相关的黏膜免疫的改变与肠道菌群组成的改变相关。

总结来看，GMHI指数可基于肠道微生物种类的分布来预测疾病发生的可能性，MDI指数可反应肠道菌群生态失调的程度。是除了α、β多样性指数外，又一好用的评估疾病与健康人群菌群整体差异的指标。

目前在美吉医学微生物多样性云平台中已搭建好这两个指数分析模块，可以直接获得健康组or疾病组的GMHI、MDI指数值，以及相较于基线组（健康组）物种的变化情况。赶快登录美吉云平台体验吧~

https://cloud.majorbio.com/page/flow/view.html?cmd_id=326