485.2 📚 國考版(醫師國考 / PGY OSCE)

國考最愛:microbiota vs microbiome 定義、16S vs metagenomics、HMP 三大發現、dysbiosis 兩大通則(多樣性↓、Enterobacteriaceae↑/Lachnospiraceae↓)、FMT 治療復發 C. difficile(治癒率 ~85%)、SCFA/PSA 誘導 Treg、衛生假說


485.2.0.1 ⭐ 必背 high-yield

485.2.0.1.1 1. 名詞與數量(最基本送分題)
  • microbiota = 某部位所有微生物(菌、病毒、真菌、古菌)本身;microbiome = 這些微生物所有基因的總和。
  • 人是 holobiont;微生物體基因 >200 萬,人類基因僅 ~2 萬(人類基因佔整體遺傳潛能 <1%)。
  • 細菌數約為人類細胞 1.3 倍(人約 56% 是細菌);加上病毒/真菌/古菌則 >90% 細胞為微生物。腸道 >1000 種細菌。
  • 五大優勢菌門:Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes、Fusobacteria、Proteobacteria。
485.2.0.1.2 2. 研究方法(常考方法層次差別)
  • 16S rRNA 定序 → 回答「有哪些菌」(解析度通常到屬,便宜快)。
  • Metagenomics(總體基因體) → 回答「菌能做什麼」(基因/代謝路徑)。
  • 驗證因果靠 gnotobiotic mice(已知菌相小鼠):GF 小鼠定殖已知菌群,可控制宿主基因/飲食/環境;可移植人類菌相做機轉研究。
  • 大型計畫:美國 HMP、歐洲 MetaHIT
485.2.0.1.3 3. HMP 三大發現(必背)
  1. 菌相主要依身體部位分群——部位影響 > 個體間差異(同一人皮膚與糞便菌相,比不同人的皮膚菌相還更不像)。
  2. 同一部位個體間變異極大(糞便 Bacteroidetes 10% ~ >90%);無菌種在所有人皆存在。
  3. 組成差很多,但功能(代謝路徑)高度保守功能冗餘(functional redundancy)
485.2.0.1.4 4. Dysbiosis 與疾病兩大通則(高頻)
  • 通則一:疾病狀態菌相多樣性下降(alpha = 種類數,常用 OTU/ASV;beta = 菌種親緣相關性)。
  • 通則二發炎狀態(不論部位/疾病)→ Enterobacteriaceae 相對豐度↑、Lachnospiraceae↓
  • 大多只是相關(correlation),非因果;case-control 設計有「雞或蛋」問題。
485.2.0.1.5 5. FMT(最高頻臨床落地題)
項目 重點
最成功適應症 復發性 C. difficile 感染(CDI)
治癒率 ~85%(85-90%)
給予途徑 鼻胃/鼻十二指腸管、大腸鏡、灌腸、口服膠囊;下消化道治癒率略高於上消化道
安全 曾有抗藥病原經 FMT 傳播致死;副作用多為暫時(腸蠕動改變、絞痛、脹氣,48h 內緩解)
其他適應症 IBD、肥胖、憂鬱等 >500 試驗,但CDI 以外結果不一致
歷史 四世紀中國「黃湯」治腹瀉;現代起點為 2013 年大型前瞻試驗
485.2.0.1.6 6. 機轉:免疫教育(PSA、SCFA)
  • GF 動物免疫系統不成熟、發育不全 → 證明菌相是免疫發育所必需。
  • B. fragilis 多醣 A(PSA):兩性離子結構 → 經 TLR2 → 誘導產 IL-10 的 Treg → 保護對抗實驗性大腸炎與 MS。
  • 短鏈脂肪酸(SCFA:butyrate/propionate/acetate):膳食纖維發酵產物 → 抑制 HDAC、增 Foxp3 → 誘導 Treg、強化上皮屏障、是大腸細胞能量來源。
485.2.0.1.7 7. 衛生假說(hygiene hypothesis)
  • 流行病學:微生物暴露與自體免疫/異位性疾病發生率成反比
  • 1989 年提出;現代版:早年微生物暴露不足 + 基因易感 → 免疫恆定崩解;社會「西化」減少暴露。
485.2.0.1.8 8. 重要疾病關聯(記方向)
  • 肥胖:GF 小鼠飲食誘導肥胖(動物因果明確,人類資料弱);Bacteroidetes/Firmicutes 比值關聯未獲證實
  • IBD:基因僅解釋 ~20% 易感;Clostridium cluster IV/XIVa↓(如 F. prausnitzii)、Enterobacteriaceae↑。
  • 心血管:紅肉/蛋的肉鹼膽鹼 → 腸道菌 → TMA → 肝 → TMAO(與動脈硬化、血栓相關)。
  • 腫瘤:菌相影響免疫檢查點抑制劑反應(Bifidobacterium/Faecalibacterium/Akkermansia)。
  • C. difficile:抗生素破壞 colonization resistance(定殖抵抗) → CDI。

485.2.0.2 📝 OSCE / 口試提點

  • 「microbiota 和 microbiome 差在哪?」→ 前者是微生物本身,後者是它們基因的總和
  • 「16S 定序和 metagenomics 各回答什麼問題?」→ 16S =「有哪些菌」;metagenomics =「菌能做什麼」。
  • 「HMP 最重要的發現?」→ 菌相依部位分群、個體變異大、但功能高度保守(功能冗餘)
  • 「發炎狀態菌相最常見的兩個變化?」→ Enterobacteriaceae↑、Lachnospiraceae↓,且多樣性下降。
  • 「目前最成功的微生物療法、用於什麼、治癒率?」→ FMT,用於復發性 C. difficile,~85%
  • 「微生物相關研究為什麼難證明因果?怎麼補強?」→ 多為 case-control 相關;靠 gnotobiotic 小鼠驗證因果。
  • 「為什麼 GF 動物可拿來研究菌相對免疫的角色?」→ GF 動物免疫不成熟,凸顯菌相是免疫發育必需。
  • 「抗生素為何連抗藥菌也清掉?」→ 清除keystone species,破壞菌-菌依賴。

485.2.0.3 重點速記

  • 數字:細菌 1.3×人類細胞;基因 200 萬 vs 2 萬;FMT 治癒率 ~85%;五大菌門。
  • 方法:16S(有誰)→ metagenomics(會什麼)→ gnotobiotic(因果)。
  • 通則:疾病 = 多樣性↓;發炎 = Enterobacteriaceae↑ / Lachnospiraceae↓。
  • 招牌療法:FMT × 復發 CDI。
  • 機轉:PSA→TLR2→Treg;SCFA→HDAC↓/Foxp3↑→Treg。
  • 假說:衛生假說(暴露不足 + 基因 → 免疫失調)。

來源:Harrison 22e Ch.484。