赵立平教授的实验室在临床研究中发现，有一种可以产生内毒素的条件致病菌，在一个体重达175千克的肥胖患者肠道里过度生长，占到总菌量的三分之一之多。经过一种特殊设计的营养配方干预以后，这种病菌数量很快下降到检测不出来的水平，患者的体重在将近半年里下降了51.4千克，高血糖、高血压和高血脂等症状也恢复正常。赵教授的博士生费娜把这个细菌分离出来，接种到无菌小鼠体内，造成了严重的肥胖症和糖尿病的早期症状——胰岛素抵抗。

人体肠道里生活着大约1000种细菌，统称为肠道菌群，其总重量大约有1.5千克，其细胞总数量是人体自身细胞总数的10倍，其编码的基因总数量是人体基因总数的100倍。如此庞大的肠道菌群如何影响人体的健康，自1908年的诺贝尔奖获得者梅契尼可夫提出，肠道菌群产生的毒素是人体衰老和得病的主要原因以来，一直是微生物学家关注的问题。

2004年，美国华盛顿大学教授戈登领导的实验室，首次报道肠道菌群可以调节小鼠的脂肪代谢，降低消耗脂肪的基因活动，升高合成脂肪的基因活性，令动物过度合成和积累脂肪。他们还发现，肠道菌群是动物肥胖发生的必需条件，因为无菌动物即使吃高脂饲料，也不会肥胖的。

2007年，比利时天主教卢文大学教授喀尼与其合作者发现，高脂饲料喂成的肥胖小鼠的血液内，病菌产生的内毒素比正常小鼠高2～3倍，而且全身有低度的炎症。他们把提纯的内毒素以同样的低剂量直接皮下注射给吃普通饲料、本来不会胖的小鼠，结果这些小鼠出现全身性的低度炎症，变得肥胖，而且有了胰岛素抵抗，表明肠道病原细菌产生的内毒素如果进入血液，可以引起小鼠肥胖和胰岛素抵抗。但是，对于能调控动物脂肪代谢的基因表达、产生内毒素引起肥胖和炎症的细菌到底是哪些种类，国际上一直没有能“验明正身”。

2004年以来，包括赵教授实验室在内的多个研究组都观察到高脂饲料喂胖的小鼠的肠道里病菌增加，有益菌减少。华大基因近日在自然杂志发表论文，发现条件致病菌的增加和丁酸盐产生菌的减少是糖尿病人菌群的主要特征。但是，由于这些结果都是用相关分析的方法获得，学术界对于人体肠道菌群结构变化是肥胖、糖尿病的原因还是结果，一直存在争议。

赵教授实验室找到的这种病菌可以产生内毒素，能够让本来吃高脂饲料吃不胖的无菌小鼠发展出严重的肥胖症，同时能够引起小鼠炎症和胰岛素抵抗，也可以关闭消耗脂肪需要的基因、激活合成脂肪的基因，是国际上一直在寻找的能引起肥胖的细菌。

赵教授实验室在做这项研究时，遵循了证明某种细菌是引起传染病病因的“科赫法则”的要求，先在人体内发现某种细菌与肥胖相关，然后把这种细菌分离出来，让动物发展出肥胖症，从而证明这种细菌是该病人肥胖的原因而不是结果。这项工作为分离鉴定更多的参与人体肥胖和糖尿病的细菌提供了新的思路和技术方法，沿着这个方向深入下去，可以阐明肠道菌群如何与饮食互作，引起肥胖和糖尿病的机制，有望发展出以肠道菌群为靶点，预防和治疗肥胖、糖尿病的新方法。