人体所携带的细菌种类繁多，数量巨大，主要分布在人体与外界相通的腔道如肠道、呼吸道和泌尿生殖道以及体表。胃肠道黏膜表面积达300m ²，是与外界环境相互作用的最大区域，为微生物提供了良好的栖息环境。肠道中微生物达到了10 ¹²～10 ¹⁴个，远远超过人体表皮微生物数量，且10倍于人体自身细胞数目。前人研究通常将肠道微生物群落与人体的关系归纳为“共栖”或“共生”，对其生物学功能归结为维持肠道生物屏障功能、拮抗病原微生物定植、抗感染和调节机体免疫功能。近年来随着科学技术水平的不断提高，人们对肠道微生物群的功能又有了更深入细致的认识，认为“肠道内微生物群落”是人体的“一个器官”，并由多种细胞系组成，细胞间或细胞与宿主间存在“信息交流”，能够消耗、贮藏和重新分配能量，调控具有代谢重要性的化学转换，能够通过自复制来维持和修复自身。而且肠道微生物群落基因组中所包含的基因数目约是人体自身基因数目的100倍，具有人体自身不具备的代谢功能。因此，了解肠道微生物群落的功能和生物学意义对于儿童健康和提高抗感染能力至关重要。

正常人体表体内均有微生物存在，通常情况下不引起“不正常”或“致病现象”，这层微生物群称为“正常微生物群”，包括细菌、病毒、真菌、衣原体、支原体等，其中以细菌数量最为庞大。一个健康个体由10 ¹³个动物细胞组成，定植的原核细胞达10 ¹⁴个，人体自身细胞只占栖居在体表和体内微生物细胞的10%。按重量计算：人体携带微生物重量约为1271g，其中肠道1000g，肺20g，口腔20g，鼻10g，眼1g，阴道20g，皮肤200g。所携带的微生物细胞主要分布在肠道，胃肠微生物量占人体总微生物量的78.67%。胃肠道菌群分布和构成与其定植的微环境有关，如口腔存在约200种微生物群，在牙斑有密集的菌群约10 ¹¹个/g；唾液仅有短暂过路菌群；胃、十二指肠和空肠菌群密度、种类相对较低，约10 ³～10 ⁴个/ml内容物，由于胃内环境pH低、蠕动快和消化液的快速流动，使其定植菌群中主要为需氧菌，如白色念珠菌、乳杆菌和链球菌；回肠是上段肠道中稀菌群与结肠中大量菌群的过渡区，菌群种类和密度增加，约10 ⁷～10 ⁸个/ml肠内容物，主要以需氧菌或兼性厌氧菌，如类杆菌、梭菌、肠杆菌和乳杆菌；结肠是肠道菌群定植的主要部位，因有充足的营养供给、肠蠕动和消化液流动较慢、氧化还原电位较低，菌群的种类和密度较高达10 ¹⁰～10 ¹¹个/ml，且复杂多样。定植的正常菌群分为：①优势菌群（predominant microflora）：主要为原籍菌（autochthony）或常驻菌（resident flora），包括类杆菌属、优杆菌属、双歧杆菌属、瘤胃球菌属和梭菌属等专性厌氧菌，是对宿主发挥生理功能的菌群，数量在10 ⁷～10 ⁸个/g以上；②次要菌群（subdominant microflora）：主要为外籍菌（allochthony）或过路菌（transient flora），如大肠埃希菌和链球菌等，流动性大，有潜在致病性，其数量在10 ⁷～10 ⁸个/g以下。原籍菌又称固有菌群（indigenous flora）或常居菌群（resident flora）与宿主组织细胞接触愈密切，其生理作用愈明显，对宿主愈有保护作用。反之，外籍菌对宿主组织细胞接触愈密切，其致病作用愈明显，对宿主愈有损害和侵袭作用。所谓“定植”（colonization）是指微生物在身体特定部位长久存在与不断生长繁殖，定植的微生物须依赖宿主局部的微环境供给营养物质，一般定植的微生物不会导致宿主病变，也不引起宿主免疫反应。需要指出的是，“定植”不同于“感染”（infection），后者是指微生物在体内长期停留并有引起宿主病变和免疫反应的可能。人体定植细菌最多的区域是胃肠道，其细菌的定植是个复杂过程，受诸多因素影响如环境、食物、微生物和宿主相关因素动态作用等。近年来随着分子生物学技术在感染微生态学上的应用，尤其是“人类肠道宏基因组计划”（MetaHIT计划）的研究显示，人类胃肠道中存在1000～1150种细菌，其中主要有拟杆菌属、梭菌、乳杆菌、大肠埃希菌，数量超过10 ¹⁴个，约10倍于人体细胞。在健康的母乳喂养婴儿肠道中，双歧杆菌约占肠道菌群的98%。机体与大量细菌共生的环境中，不同菌种间的相互作用，维系着消化道微生物生态系统的平衡。肠道中的专性厌氧菌在数量上限制潜在致病菌过度生长，维持肠道各菌群间的平衡，一个结构合理的肠道正常微生物群组合，能够对抗外源性致病菌的定植和侵袭，形成肠道菌群的“生物拮抗（antagonism）作用”。“生物拮抗”是维持肠道正常菌群内部自稳的主要机制，也是保护宿主免于感染的重要的生理功能之一，这一点在动物实验中已得到证实。所谓“定植抗力”（colonization resistance，CR）是指正常情况下肠道中专性厌氧菌（原籍菌群）具有抗外源性致病菌或肠道中潜在致病菌定植繁殖的能力，其效应机制：①占位保护性效应：厌氧菌与肠上皮细胞紧密结合，占据肠上皮细胞表面的空间位置，构成一层菌膜屏障，在数量上和占有空间上限制潜在致病菌的黏附、定植和入侵。②营养竞争：专性厌氧菌数量大，在厌氧条件下生长速度超过兼性厌氧菌，在营养物质有限情况下，专性厌氧菌优势生长，潜在致病菌处于劣势状态。③产生有机酸：原籍菌通过产生乙酸、丙酸、乳酸等有机酸，降低微生境的PH值和氧化还原电位（Eh），抑制外籍菌的生长、繁殖。有机酸主要是短链脂肪酸（SCFAs），SCFAs可通过直接或间接途径促进胃肠道蠕动，使外籍菌与肠黏膜表面黏附定植前就被排出体外。体外研究表明，双歧杆菌产生的SCFAs如乙酸、丙酸还具抗菌活性，对假单胞菌属、金黄色葡萄球菌有抗菌作用。④产生抑菌物质：肠道正常菌群能产生防御素、细菌素、过氧化氢、抗菌肽等，对肠道内的潜在致病菌起抑制或杀灭作用。⑤增加肠道黏蛋白的合成：乳酸菌能诱导肠道上皮细胞黏蛋白的表达与分泌，防止细菌及病毒定植、感染。⑥免疫调节作用：肠道正常菌群能刺激肠道内分泌型IgA（sIgA）的分泌，促进抗炎症因子的产生，有利于排除外源性致病菌和毒素，调节机体的免疫应答。

肠道微生物的多样性是宿主和肠道微生物之间强烈选择和协同进化的结果。宿主通过两种手段即肠道切应力和肠道免疫应答对肠道微生物菌群进行选择，肠道运动和食物流动产生切应力，可将肠道内容物排出体外，对肠道各种微生物进行选择，肠道微生物通过黏附在食物颗粒或脱落的上皮细胞及肠道表面抵御一定强度的切应力；另外，肠道通过建立一系列抗原识别、捕获、传递和加工处理等免疫应答机制，有效的将异体抗原排出体外，对肠道微生物进行选择，使肠道正常微生物通过上述策略逃避肠道免疫应答，在宿主肠道内建立起固定的生态学格局，最终形成稳定的肠道微生物菌群落。对于肠道微生态系统中菌群多样性的研究报道愈来愈多，一方面体现在个体发育过程中肠道菌群的变更和检测技术水平提高对肠道菌群的多样性又有了新的认识。一般小儿在2岁前其肠道菌群结构不稳定易受诸多因素的影响，如分娩方式、喂养方式、孕龄、环境和地域分布以及抗生素应用等。2岁后基本形成稳定的“成人菌群结构模式”。另外，不同地区、不同民族人群肠道菌群构成存在差异，通过对赤峰地区蒙古族与汉族老年人肠道微生态学研究发现，蒙古族老人肠道中肠杆菌、链球菌、酵母菌、乳杆菌、双歧杆菌均高于汉族人群，真杆菌、消化球菌均低于汉族人群。这种菌群分布与人群的生活区域和饮食习惯密切相关。该地区老人肠道乳杆菌数量增多主要与食入大量奶制品有关，肠道中肠杆菌、肠球菌数量较多与生活习惯和卫生观念存在关联。早期的肠道微生物研究是以微生物分离培养为基础，近年来检测技术和手段的不断改进，主要以细菌核糖体RNA序列（16SrRNA）分析为科学技术手段，不仅拓宽了肠道微生物群研究的内容，也通过对细菌进行标记基因16SrRNA基因测序，全面深入地反映了肠道微生物群落的多样性，对肠道微生物有了更新的认识。rRNA结构具有保守性和可变性，“保守性”反映在生物物种的亲缘关系，“高变性”反映出生物物种的特征核酸序列，是种属鉴定的分子基础。目前16SrRNA/rDNA已广泛用于微生物遗传特征和分子差异的研究，把以往细菌培养60%～80%未分离出的细菌进行了鉴别和认知。研究结果，人类肠道中细菌细胞密度最高，但在“门”分类水平上，人类肠道微生物多样性水平较低。目前已知55个细菌门中，人体肠道微生物仅有其中8个门，主要包括噬胞菌属（cytophaga）、黄质菌属（flavobacterium）和拟杆菌门（bacteroides）和厚壁菌门（firmicutes），每个门约占人粪便和肠道上皮黏液中细菌数量的30%。对不同年龄段人群粪便进行活菌计数和16SrRNA探针的丰度分析表明，随着年龄变化，肠道微生物区系结构发生了显著变化，其中双歧杆菌（bifidobacteria）的变化尤为显著，在一定程度上证明微生物区系的动态性，对于未纯培养的细菌与宿主作用关系，还需进行深入的探索。在获取了这些未培养的肠道微生物的基因序列后，研究其基因序列所对应的功能就成了学者研究的重要方向，采用的主要技术手段是以序列分析为基础的宏基因组学（metagenomics）方法。“宏基因组”指的是自然环境中全部微生物基因组的总和。宏基因组文库中既包含了可培养的和不可培养的微生物基因和基因组，将某个自然环境中的总DNA克隆到可培养的宿主细胞中，从而避开了微生物分离培养的难题。宏基因组学借助大规模序列分析，结合生物信息学工具，发现了大量过去无法得到的未知生物新基因或新基因簇，对于了解微生物区系组成、进化和代谢具有重要意义。为了解肠道微生物多样性和生物功能，研究者发现肠道微生物基因组中含有参与碳水化合物、氨基酸、甲烷、维生素和类异戊二烯代谢的基因，同时也富集了参与短链脂肪酸生成相关的基因。必需氨基酸和维生素等物质代谢途径也存在类似特点，表明人体不仅是微生物与人体共生的一个超生物体，而且还参与人体代谢。Kurokawa等对来自美国和日本的13个未断乳婴儿和健康成年的肠道微生物群落进行了元基因组测序，比较分析发现，未断乳婴儿肠道微生物群落结构简单，个体间的种属和基因组成出现个体变异。而成人肠道微生物组的功能相对较一致，但与宿主年龄、性别无相关性，成人肠道微生物的多样性有利于保持其功能的一致性。这些研究为肠道微生物组与人体的共进化提供了证据，为了解肠道微生物在人体健康和疾病控制中的作用提供了理论基础。

肠道正常菌群与肠黏膜紧密结合构成“肠道生物屏障”，通过占位效应、营养竞争及其所分泌的各种代谢产物和细菌素等抑制条件致病菌的过度生长以及外来致病菌的入侵，从而维持肠道的微生态平衡。研究表明，肠道正常微生物通过与致病菌竞争肠上皮微绒毛上的脂质和蛋白质上的相同复合糖受体阻止致病菌定植，减轻肠上皮细胞损伤。同时正常菌群与肠黏膜上皮细胞紧密结合，促进上皮细胞分泌黏液，使其在黏膜和微生物之间形成保护层，防止细菌移位。以往研究证明，益生菌能诱导肠黏膜上皮细胞表达黏蛋白，抑制致病菌黏附肠上皮细胞及在肠黏膜内移位，从而阻止肠道免疫细胞的激活和炎症因子的释放。双歧杆菌是肠道优势菌，通过磷壁酸黏附于肠上皮细胞表面，与其他专性厌氧菌共同形成生物菌膜，通过占据上皮细胞的空间，参与致病菌之间生存与繁殖的时空竞争、定居部位竞争以及营养竞争，阻止外来菌入侵的定植。同时肠道菌群形成致密的膜菌群，构成微生物屏障，抑制外来细菌对肠道的黏附、定植和入侵。郑跃杰等研究显示，双歧杆菌与肠上皮细胞系黏附，能抑制致病性大肠埃希菌（EPEC）和产毒性大肠埃希菌（ETEC）的黏附。

肠道正常菌群如双歧杆菌、乳杆菌等生理有益菌通过营养争夺产生各种有机酸，降低肠道pH值。每种细菌都有一个可生长的pH范围以及最适生长的pH值。大多数嗜中性细菌生长的pH范围6.0～8.0，嗜酸性细菌最适生长pH是3.0，嗜碱性细菌最适生长pH可高达10.5，多数病原菌最适pH为7.2～7.6。如霍乱弧菌在pH为8.4～9.2范围生长最好，双歧杆菌黏附的最佳pH为4.0，乳杆菌能对肠道内的潜在致病菌起抑制或杀灭作用。实验证明，以鼠伤寒沙门菌攻击小鼠，需10万个活菌才能使其致死。若先给予口服链霉素杀抑正常菌群，则只需口饲10个活菌就能将其致死。肠道中正常生理细菌如双歧杆菌产生有机酸，如乙酸、乳酸和甲酸等，降低肠道pH和氧化还原电势，抑制致病菌、条件致病菌的黏附和定植，进而阻断有害微生物的生长繁殖，同时是肠道上皮细胞主要能源。体外研究表明双歧杆菌产生的短链脂肪酸如乙酸、丙酸具有抗菌活性，对假单胞菌属、金黄色葡萄球菌属有抗菌作用，抑制肠道有害菌和致病菌的生长。研究发现，小白鼠口服异-半乳糖基低聚糖和短双歧杆菌（用量＞10 ⁹CFU/d）后，发现尿中的吲哚、酚、硫酸盐、对甲酚、哌啶、胺含量下降，原因与短双歧杆菌的生长抑制有害微生物生长，使其代谢物减少，并调节和协调其他肠道菌群，促进肠蠕动，使致病菌黏附到肠黏膜上皮的机会减少。

肠道正常菌群大多数是专性厌氧菌，其数量是兼性厌氧或需氧细菌100～1000倍，在肠腔厌氧条件下，其生长速度超过兼性厌氧或需氧菌，并通过争夺营养，抑制兼性厌氧或需氧的潜在致病菌的生长与繁殖。还利用本身所特有的某些酶类（如半乳糖苷酶等）补充宿主在消化酶上的不足，帮助分解上消化道未被充分水解吸收的营养物质，有利于宿主进一步吸收利用各种营养物质，包括增加人体必需的维生素（如维生素B、维生素K）、氨基酸、微量元素、某些无机盐类（如钙、磷、铁、等）的吸收和利用。双歧杆菌还具有将胆固醇转化成类胆固醇的作用，因而降低血清胆固醇和甘油三酯，具有改善脂质代谢紊乱的作用。

肠道正常菌群能产生细菌素、防御素、过氧化氢、抗菌肽等多种抑菌物质，对肠道内的潜在致病菌起抑制或杀灭作用。细菌素作为一种抗菌肽，包括由嗜酸乳杆菌产生的细菌素lactacin B，由乳酸球菌产生的Nisin，植物乳杆菌产生的植物乳杆菌素等，在体外实验中，植物乳杆菌DDEN 11007产生的pediocin AcH可抑制李斯特菌（ L.monocytogenes）的生长。细菌素的抗菌谱窄，绝大部分细菌素是通过膜渗透或者是影响某些酶来杀死相关的微生物的。肠上皮细胞分泌的β-防御素是一组耐受蛋白酶的分子，对细菌、真菌和有包膜病毒具有广谱直接杀伤活性。人体内存在α-防御素和β-防御素。前者主要作用于某些细菌和有包膜病毒，后者主要由上皮细胞产生，是黏膜和上皮细胞抵抗微生物入侵的重要介质，在持续暴露于病原微生物的器官表面发挥重要抗菌作用。最近一些研究结果表明：EcN1917可以诱导Caco2细胞产生人源性hBD2。但是，在缺少NFB功能性结合位点的细胞，以及hBD2启动子区缺乏催化蛋白1（AP1）的细胞，被NF-B抑制剂或者cJun氨基末端激酶处理的Caco2细胞中，EcN1917不能诱导Caco2细胞产生人源性hBD。口腔中唾液链球菌产生的H ₂O ₂能杀死脑膜炎奈瑟菌和白喉棒状杆菌，双歧杆菌、乳杆菌产生的H ₂O ₂能激活机体产生过氧化氢酶，抑制志贺菌、沙门菌和杀灭革兰阴性菌。肠道中大肠埃希菌的大肠菌素和酸性产物能抑制志贺菌、金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌等。肠道益生菌能产生一些抗菌肽物质如乳酸素、乳酸链球菌肽等，发挥其抗菌作用。同时，肠道中的有益菌能刺激宿主产生黏蛋白，阻止细菌或病毒的黏附。双歧杆菌产生的胞外糖苷酶可降解肠黏膜上皮细胞上的杂多糖。由于杂多糖既是肠道致病菌感染肠道的受体，也是细菌素与肠道结合的受体，故这种酶防止了致病菌和细菌毒素在肠黏膜上皮细胞的黏附。Yoh等的研究表明，双歧杆菌及长双歧杆菌3号株具有较高的β-半乳糖苷酶活力，而长双歧杆菌2号株的酶活力较低。双歧杆菌还可通过产生一种具有广谱抗菌作用的称之为M-A抽提物的物质起抗菌作用。

肠道微生物可刺激宿主肠道免疫系统发育。微生物对于肠道来讲，属于“外来入侵物种”，具有抗原性，而肠组织必须具备防止微生物入侵，并有效“管理”肠内微生态群的能力。肠相关淋巴样组织（gut-associated lymphoid tissue，GALT）是肠道重要的免疫系统，可阻止肠腔内抗原（包括共生微生物）的入侵，同时也维持对食物等无害抗原和共生微生物的耐受性。肠上皮通过细胞和黏液形成物理屏障，还在基底和侧边面上表达多聚免疫球蛋白受体（polymeric Ig receptor，pIgR），协助IgA进入肠腔，同时还表达主要组织相容性复合体Ⅱ类分子（MHC II），捕捉抗原呈递给抗原呈递细胞。此外，上皮细胞还表达模式识别受体（pattern recognitionreceptors，PRRs），识别细菌保守结构，分泌可溶性因子影响树突状细胞、巨噬细胞、上皮内淋巴细胞等免疫细胞活动，并对抗原和共生微生物产生直接影响，抵抗致病菌感染，增强肠上皮干细胞活动，加快细胞更新。另外，由肠黏膜固有层中的浆细胞产生的sIgA，与肠上皮细胞紧密黏合，分布于黏膜表面发挥重要作用。其免疫学效应包括：阻止病原微生物黏附于黏膜上皮细胞；通常与溶菌酶补体共同作用引起细菌溶解；中和病毒及其毒素；免疫排除作用，即对抗原物质封闭和限制抗原物质入侵机体，有报道，急性轮状病毒性肠炎患儿口服乳杆菌GG菌株后血中IgA、IgG、IgM分泌细胞数量明显增多，且特异性抗轮状病毒IgA应答增强。

机体是否感染以及感染后的发生发展不仅取决于病原微生物对机体的侵袭力、产生的毒素等因素，还取决于机体的正常微生态平衡状态。传统观点认为，感染是由致病性微生物引起的。微生态学家则认为，感染是生态平衡与生态失调相互转化的重要内容，引起感染的微生物不一定是致病菌或病原体，也可能是移位的正常微生物群。肠道正常菌群移位引起的感染已引起了广泛关注。移位的肠道细菌主要为兼性厌氧菌，其中革兰染色阴性杆菌占了很大一部分。通常移位的细菌与其在肠道中的数量密切相关，细菌数量越多，发生移位的可能性越大。目前未报道在健康人群中出现肠道专性厌氧菌如双歧杆菌的“移位”。肠道细菌移位的主要原因有肠道内菌群失调、肠黏膜屏障通透性增加或宿主免疫功能下降，在机体出现急性应激或脏器功能衰竭如出血性休克、烧伤、外伤、肠道缺血、急性胰腺炎、严重感染、急性肝衰竭以及肝硬化等，均可导致“细菌移位”。各种原因尤其在抗生素治疗期间引起的肠道菌群失调，也可导致细菌移位的扩散，有报道甲硝唑可显著增加大肠埃希菌移位到局部淋巴结的发生率，引起肠道外感染（脓毒血症、肺部感染、腹腔感染等）。动物实验发现，肠道缺血再灌注时经常发生细菌移位。发生肠道菌群移位的细菌数量从多到少依次为大肠埃希菌、变形杆菌、凝固酶阴性葡萄球菌和肠球菌。若能保持肠道双歧杆菌数量，维持机体免疫平衡则可大大减少肠道菌群移位的发生。

感染（infection）是微生物与宿主或宏生物相互作用和相互斗争的过程，是微生物对宿主细胞、组织的异常攻击反应的总和。感染的结局，对微生物是增殖、限制和死亡，对宿主是隐性感染、带菌、健康或显性感染（疾病）与死亡。从微生物来源来讲，感染可分为外源性和内源性，感染病原菌来自宿主外界，称为外源性感染（exogenous infection）；来自宿主自身正常菌群则称为内源性感染（endogenous infection）。

肠道菌群具有两重性，在肠道菌群与宿主相互平衡的状态下，能够通过其生物拮抗和增强肠道屏障作用，对宿主发挥防御感染的作用。一旦这种平衡被打破，正常肠道菌群中的有害菌群或中间菌群可以转变为病因菌，引起感染。

正常情况下，肠道菌群中各种细菌的数量和比例维持稳定、相互制约，与宿主及其微环境处于统一的平衡状态，能够保护宿主免于感染。宿主的这种对致病菌及潜在致病菌在体内定植和繁殖的阻抗力称为定植抗力（colonization resistance，CR）。定植抗力取决于正常肠道菌群和宿主两方面，其中肠道专性厌氧菌的生物拮抗作用占有主要的地位，宿主因素包括肠道的物理屏障、化学屏障和免疫屏障功能。

①引起内源性感染：肠道内大量细菌构成了人体的“贮菌库”，这些菌群的组合或分布出现异常可转变为病因菌引起机体内源性感染。肠道菌群紊乱的方式有几种：一是菌群失调，是指肠道菌群在种类、数量及比例上发生改变，也称为菌群比例失调。轻度菌群失调可没有临床表现，严重菌群失调能影响宿主代谢、营养和免疫，参与许多相应疾病的发生发展。再则是定位转移，又称细菌移（易）位（bacterial translocation，BT），指肠道正常菌群离开原来特定的生存空间，转移到其他部位，移位可分为横向移位和纵向移位，横向移位是细菌由原来生存位置向周围转移，如下消化道细菌向上消化道转移、下消化道细菌向胆管转移、小消化道细菌转移到呼吸道等。纵向移位是指细菌由黏膜表面突破黏膜层及黏膜下层向纵深转移，如肠道内细菌突破突破产道黏膜屏障进入肠系膜淋巴结或门静脉系统，进一步到达远离肠道的其他器官，肠道细菌移位可引起各种内源性感染，肠道内毒素移位到血液，则引起肠源性内毒素血症（intestinal endotoxemia）。肠道细菌和（或）内毒素移位还参与了许多严重疾病的病理生理过程，如脓毒症、多器官功能障碍综合征（MODS）、重症胰腺炎、严重肝病、严重创伤和烧伤等。②增加外源性感染：肠道菌群通过生物拮抗和增强肠道屏障功能，发挥对外源性致病菌的限制作用，一旦肠道菌群出现紊乱，这种作用被削弱，势必增加外源性致病菌的定植和侵入，外源性感染，特别是肠道感染，以及使用抗生素治疗往往是造成肠道菌群紊乱的一个重要原因，肠道菌群紊乱又会进一步增加外源性感染。③内源性感染向外源性转变：内源性感染的病原体主要源于肠道的正常菌群，如大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、阴沟肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、念珠菌等。在抗生素压力下，这些细菌可以形成耐药性和传播性。使感染由内源性向外源性演变。流行环节难以切断，感染难以控制。如产超广谱β-内酰胺酶（ESBL）的大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌、多重耐药（MDR）或泛耐药（PDR）的铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌、耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MPSA）和凝固酶阴性的葡萄球菌（MRCNS）、耐万古霉素的肠球菌（VRE）等。

通过对感染性腹泻患儿肠道菌群动态研究证实，在感染性腹泻患儿发病早期即出现肠道菌群紊乱，菌群紊乱程度与感染病原微生物种类、数量以及腹泻的病情程度密切相关，而且腹泻患儿肠道菌群速度扶正明显晚于临床症状的改善，通过补充益生菌能够缩短腹泻病程，且未发现任何毒副作用。临床荟萃结果显示，益生菌能有效性治疗儿童急性腹泻，缩短腹泻持续时间，研究显示，服用鼠李糖乳杆菌GG株能缩短患儿轮状病毒感染性腹泻的持续时间17～30小时，表明益生菌对胃肠道病毒引起的水样腹泻具有显著效果。益生菌治疗儿童感染性腹泻存在菌株和剂量依赖性，国内大量的临床研究均显示，含有双歧杆菌、乳杆菌、粪链球菌、酪酸梭菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、布拉酵母菌的益生菌药物在感染性腹泻病的治疗中有明显的效果。益生菌通过改善肠道菌群构成，竞争性抑制致病菌生长所需营养物质，竞争性抑制致病菌黏附，刺激或改善机体的非特异性和特异性免疫应答，阻断致病菌和宿主细胞之间的对话，以及阻止病原体对肠上皮细胞支架和紧密连接蛋白的破坏，提高黏膜屏障功能等作用实现儿童感染性腹泻的防治。

肠道菌群与炎症性肠病（IBD）包括克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC），目前对其病因和发病机制尚不清楚。大量实验室和临床资料显示，肠道微生物群落参与了炎症性肠病的发生发展过程，并认为肠内细菌是促使IBD发病的前提和必要条件，肠道感染某些条件致病菌和（或）致病菌损害肠黏膜生物屏障功能使肠腔内某些抗原物质移位至肠黏膜固有层，激活肠黏膜免疫系统而诱导发病；肠内细菌也通过人体内Toll受体介导的天然免疫系统致病；有研究证明显示，活动性CD患者肠道类杆菌数量增多，UC患者肠道需氧菌增多可促使分泌肠毒素，分泌免疫抑制性蛋白，使肠上皮通透性增加而导致黏膜免疫失衡；肠黏膜屏障功能受损致使肠内细菌和细菌产物如细菌脂多糖（LPS）、甲酰基二磺酰亮氨酰苯基丙氨酸等进入肠肝循环从而加重肠黏膜损坏，故而认为肠道菌群失调引发IBD的原因。另外，肠道菌群失调所致代谢功能异常使丁酸盐和短链脂肪酸减少，阻碍肠上皮细胞的能量代谢。关于目前应用益生菌防治IBD也取得一定临床效果，主要是通过改善肠道菌群结构，促进肠道菌群平衡，调节肠道生物屏障功能、降低肠道通透性，阻止致病菌定植和入侵，减少肠上皮细胞受损，阻止细菌移位，下调机体免疫对肠道内抗原的高反应性，阻断促炎性细胞因子的产生，以及调控对肠道功能营养物质的生成实现对IBD的防治作用。

肠道菌群与抗生素相关性腹泻（antibiotic associated diarrhea，AAD）是由于应用广谱抗生素而造成机体肠道菌群失衡或优势种群的更替，临床出现以腹泻为主要症状的胃肠道症状。引起AAD产生的常见抗生素有青霉素、克林霉素、头孢菌素和氨苄西林等，这些抗生素由于杀灭肠道中正常菌群，引起菌群失调，从而导致肠道优势菌群更替。艰难梭菌、金黄色葡萄球菌或产气荚膜梭菌变为优势菌种而成为产毒株，而引起相应的抗生素相关性肠炎。抗生素引发腹泻的机制是复杂的，主要是由于破坏了肠道正常菌群结构，使碳水化合物和胆汁酸代谢发生紊乱而导致的渗透性腹泻：①应用抗生素可致肠道菌群失调，利于病菌微生物异常生长，发生率最高是艰难梭状芽孢杆菌，还有金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、产气荚膜梭菌、沙门菌和克雷伯杆菌；②抗生素所致正常菌群被破坏，使糖不能被发酵成短链脂肪酸，初级胆汁酸不能生成次级胆汁酸，积滞在肠腔可致渗透性腹泻。③抗生素所致的变态反应、毒性作用对黏膜具有直接侵害作用，如新霉素可致胃肠道黏膜形态学改变，即黏膜绒毛缩短、嗜酸性粒细胞浸润、上皮腺泡损伤等。④抗生素本身药理学效应致肠道动力的改变，如红霉素是胃动素受体的兴奋剂等。宿主可以通过免疫调节和补充益生菌对肠道致病菌起到直接拮抗和营养物质竞争作用。益生菌防治AAD主要是提升肠细胞刷状缘的β-葡萄糖醛酸酶活性，对白色念珠菌有拮抗作用，并产生sIgA和促进肠道菌群平衡。国外两项研究认为，布拉德酵母菌和鼠李糖乳杆菌可通过激活免疫功能，抑制致病菌定植，起到防治AAD的作用。

新生儿期是出生后无菌状态至与外界环境各种物体接触下完成肠道菌群构建的重要时期。早产儿和低体重出生儿则因其防御功能未成熟故处于易感染状态。由于其正常肠道菌群定植诱导尚未充分，可能导致细菌过分生长（bacterial overgrowth）和细菌易位（bacterial translocation）而引发败血症。新生儿坏死性小肠结肠炎（necrotizingenterocolitis，NEC）、早产儿未成熟肠道感染、低氧血症和肠管缺血皆可能以此为原因，特别是败血症多可进展为NEC。70%以上的NEC发生于出生体重极低的新生儿，临床表现为拒哺、腹胀、呕吐胆汁和血便，炎症继续进展则可并发腹膜炎乃至肠穿孔、败血症和DIC，病死率极高。病因目前尚未完全澄清，通过流行病学调研和实验室研究与下列因素有关，如肠缺血、肠黏膜损伤引起麻痹性肠梗阻，继而使肠道内容物停滞而促进细菌繁殖、胃肠道防御功能不成熟及血流调节功能差、肠道运动功能、消化酶及激素动力学肠道运动功能不成熟，低氧血症及缺血导致的肠循环障碍及黏膜损伤，长链多价不饱和脂肪酸合成低下，从而促进肠道炎症。90%病例与喂养有关，母乳喂养儿NEC发生率低主要与母乳中有细胞性、体液性免疫物质和非特异性感染防御因子，如双歧杆菌的存在，故而不易引发本病。人工营养品中不同于母乳的短链脂肪酸，特别是酪酸对于未成熟肠道则为引起或促进炎症以至发生出血性坏死的因子。益生菌对于NEC具有良好的作用。Huang等报道指出，益生菌在预防新生儿重症感染和坏死性肠炎非常重要，主要是益生菌通过与致病菌竞争营养而抑制致病菌增殖，重构肠道正常菌群结构，促进sIgA生成，提高肠黏膜防御功能，从而降低NEC的发生。

肠道正常菌群代谢与肝脏代谢密切相关，肝脏功能异常可影响肠道菌群结构，肠道细菌失调又反过来直接影响肝脏功能。研究表明，肠道正常菌群具有降解胆固醇，促其形成胆汁酸作用，胆汁是调节肠道菌群的重要因素，其结合胆汁酸对肠道的外袭菌起到抑制作用，对肠道原籍菌则无抑制作用。肠道细菌的尿素酶能将尿素转化为二氧化碳和氨，并利用部分氨中的氮维持自身的生存，大部分氨经门静脉回吸收入肝脏，在肝脏重新合成尿素，这就是尿素的肠-肝循环。当肝脏受损害时，尿素合成受阻，大量氨进入体循环，出现肝性脑病，同时肝病时肠道菌群严重失调，肠道中双歧杆菌数量下降，大肠埃希菌、梭菌大量繁殖，产生更多氨，使病情加重。肠道是革兰阴性杆菌分泌的内毒素池，正常情况下低水平内毒素能提高机体免疫功能。当肠道内革兰阴性杆菌，尤其是需氧革兰阴性杆菌增多时，释出大量内毒素进入肝脏，只有肝脏网状内皮系统功能健全时才能破坏来自肠道的内毒素，否则内毒素就会进入体循环，形成内毒素血症。