由于肠道菌群维护肠道和脑的正常活动，肠道菌群失调则可能引发肠-脑异常甚至中枢神经系统(CNS)疾病。接下来，我们将讨论肠道菌群失调在肠-脑疾病和CNS疾病中发挥的作用。人类的肠-脑疾病主要有肠易激综合征(IBS)、炎性肠道疾病(IBD)和肝性脑病(HE),它们不仅具有明显的炎性和功能性肠道症状,还伴随有情绪和行为的异常，比如焦虑、抑郁和认知功能减退等。此外,大量的研究结果表明，肠道菌群失调可能是导致多发性硬化症、自闭症、慢性疲劳综合征、阿尔兹海默症等CNS疾病的重要原因。测定肠道菌群的构成已经成为人类疾病研究中的一个重要组成部分。大量确凿的证据表明肠-脑疾病和CNS疾病患者的肠道菌群构成与健康对照相比发生了显著改变，且肠道菌群失调将导致动物出现类似于人类的肠-脑疾病和CNS疾病,说明肠道菌群失调可能是导致肠-脑疾病和CNS疾病的原因。
肠易激综合征
肠易激综合征(IBS)是功能性的肠道疾病,这类疾病表现为慢性反复的可发生于胃肠道任何部位的疼痛和不适，但缺乏可以解释肠道功能不适的形态学病变。IBS患者除了肠道功能不适，还常伴有焦虑和抑郁的情绪症状。最近的一项临床调查研究表明，在接受调查的位IBS患者中，人(74.2%)有焦虑和抑郁症状。一项跨度8年的对名门诊患者的调查研究也发现，焦虑和抑郁与IBS显著相关。总结IBS的症状主要包括:脑活动异常、肠道运动改变、内脏感知痛觉过敏、HPA轴对应激的反应过度、小肠细菌过度增殖(SIBO)、肠道低水平促炎反应和自主神经系统失调等,可以归纳为肠-脑活动的异常。因此,有研究者认为肠道菌群失调可能是导致IBS的原因，其可能的机理是肠道菌群失调引发非组织损伤的低水平炎症,进而造成肠道功能失调以及焦虑和抑郁等症状。支持这一观点的研究表明，IBS患者常表现出低水平炎症,而促炎细胞因子比如TNF-α,IL-6和INF-γ水平的升高可能引发抑郁症状。
临床和流行病学的调查研究发现IBS患者往往会出现小肠细菌的过度增殖(SIBO),为肠道菌群失调引发IBS提供了证据。SIBO增加肠道产气，可能诱发IBS的肠道不适症状，包括腹部胀痛、胀气和肠道蠕动过快。此外,不少临床研究显示细菌性感染引发的胃肠炎是导致IBS的危险因。约有1/3的细菌性感染(弯曲杆菌、沙门氏菌、痢疾型大肠杆菌，以及志贺氏菌等)的肠炎患者会在感染后发展成为慢性的胃肠道疾病，其中一部分患者会患上感染后IBS。
进一步的证据来自于测定IBS患者肠道菌群构成的研究，已有大量的研究报道IBS患者的肠道菌群与健康人相比发生了变。粪便肠道菌群培养法的结果表明，与健康人比较，IBS患者肠道的大肠杆菌群、乳酸菌和双歧杆菌显著减少，而需氧菌增加。最近的一项研究采用16SrRNA法分析了粪便菌群的构成，结果显示与对照相比IBS患者肠道菌群构成发生了显著改变，其中乳酸菌数量显著减少。类似的乳酸菌减少也在腹泻型的IBS患者中发现,而便秘型IBS患者肠道内韦永氏球菌的数量增多。然而各项研究中IBS患者肠道菌群变化的结果并不一致，不能提出一个IBS肠道菌群构成的通用模式,这可能是由于采用了不同的菌群分析方法和患者本身存在的差异比如饮食结构不同、抗生素使用的差异以及不同的肠道内环境等。
以上研究表明，肠道菌群失调可能导致IBS,而动物研究的结果支持这一观点。健康NIHSwiss小鼠服用非吸收类的抗生素后，肠道菌群发生改变并表现出一系列的IBS症状,包括肠杆菌增多以及乳酸菌和拟杆菌减少、低水平的肠道炎症、内脏感知痛觉过敏以及免疫活性P物质在肠肌丛的表达增加。另一项研究结果也发现，肠道菌群失调将会导致动物出现肠道不适和行为异常的IBS症状。小鼠服用而非注射抗生素后肠道菌群发生明显改变、P物质水平升高、肠道痛觉感知过敏、低水平炎症以及出现焦虑行为。
炎性肠道疾病
炎性肠道疾病(IBD)是伴随肠黏膜损伤的肠道炎症性疾病。IBD包括溃疡性肠炎(UC)和克罗恩病(CD),分别以肠道的溃疡性病变和弥漫性黏膜坏死为特征。许多证据表明IBD患者除了肠道病变，还伴有焦虑和抑郁的情绪症状。与对照组相比，IBD患者的交感和副交感神经活动异常，且这种神经活动的失调与焦虑行为相关。对照研究显示,IBD患者中焦虑和抑郁症的发病率显著增加。对不同时期IBD患者精神状况的调查研究表明，在IBD静止期焦虑和抑郁的发病率大概是29%~35%,而当IBD复发时会有高达80%和60%的患者出现焦虑和抑郁症状。流行病学调查研究发现与正常人群相比,IBD患者焦虑和抑郁的症状增加，且增加的程度与IBD的严重程度相关。
IBD的发病原因至今仍不明确，但研究表明可能和免疫、遗传以及环境因素有关，其中作为环境因素之一的肠道菌群在IBD的发生发展中扮演了重要角色。对比IBD患者与健康人群的肠道菌群构成，总体来看,IBD患者肠道菌群的多样性降低，数量减少。高通量宏基因组分析法对比了IBD患者与健康人的肠道菌群，结果显示IBD患者粪便菌群的基因数量比健康人少25%。Seksik等人发现IBD患者粪便菌群的构成与正常人有所不同:感染性大肠杆菌和肠球菌增多，而拟杆菌、拟球梭菌和双歧杆菌减少。Hense等人发现IBD患者厚壁菌门细菌的数量减少,而拟杆菌门和肠杆菌科细菌的数量增多。最近的一项研究中，Joossens等人对比了CD患者与健康对照的粪便菌群构成，发现主要有5种细菌的数量发生了重大变化，它们是梭状芽孢杆菌、小类杆菌、柔嫩梭菌群、青春双歧杆菌和活泼瘤胃球菌。此外,IBD患者肠黏膜菌群的构成与正常人群相比也有所不同。赵立平等人采用变性梯度凝胶电泳方法对UC患者的肠黏膜菌群进行分析，结果表明同一位患者的溃疡和正常结肠黏膜的乳酸菌、柔嫩梭菌以及拟杆菌在数量上存在明显的差异。类似地，其他研究也发现CD患者肠黏膜的柔嫩梭菌(一种具有抗炎作用的共生菌)的数量显著减少。
以上结果表明肠道菌群失调在IBD中的重要性，而相关的动物研究则提供了进一步的证据，表明肠道菌群失调可能导致IBD。Garrett等人发现相对于正常小鼠，T-bet(–/–)×Rag2(–/–)转基因的UC小鼠粪便中肠杆菌科肺炎球菌和奇异变形杆菌的数量显著增多,且这2种细菌在肠道的定植将直接导致正常小鼠患上肠炎。Ohkusa等人用从UC患者肠道内分离出的变形梭状杆菌给大鼠灌肠，结果大鼠的肠道发生了类似于人类的溃疡性肠炎病变。限菌(SPF,无特定病原菌)级的HLA-B27转基因大鼠会自发结肠炎，而无菌的HLA-B27大鼠则表现正常。
肝性脑病
肝性脑病(HE)是由慢性肝功能衰竭引起的脑功能失调的疾病，是一种复杂的神经精神异常的综合征,以严重的认知功能下降、精神障碍和运动失调为特征。随着病程的发展，患者还表现出睡眠障碍、人格特征改变、焦虑和抑郁等情绪症状、陷入昏迷甚至导致死亡。虽然HE是由慢性肝功能衰竭引发的，但肝脏和肠道之间存在由激素、细胞因子以及营养代谢物的信息交流构成的双向密切联系,且肠道菌群能够调节肝肠间信息传递物质的产生和释放，因此肠道菌群失调可能导致HE。Hoefert等人早在80多年前就首先提出慢性肝炎患者的肠道菌群发生改变。从那以后，越来越多的研究开始北京手术治疗白癜风费用治白癜风方法
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