肠道菌群可以影响人体糖类及能量的吸收，而肠道菌群紊乱导致的肠道屏障功能缺失会为细菌内毒素的入侵提供“通道”，诱发慢性炎症反应及胰岛素抵抗——2型糖尿病的标志。1型糖尿病是一种自身免疫疾病，同样受到肠道菌群紊乱的影响。研究发现，将患1型糖尿病的人与健康的人进行对比，其肠道菌群很早就表现出了明显的差异，最早可体现在4个月左右的婴儿期。 

肠道细菌或对肠癌负有责任。研究发现，肠癌患者的肠道中通常拥有较高水平的特定大肠杆菌菌株。大肠杆菌可分为几个亚型，其中一个亚型的大肠杆菌能产生一种被称为colibactin的基因毒性物质，能够损伤肠道细胞中的DNA，而DNA损伤被认为具有致癌性。从另一方面看，可以利用肠道菌群来对抗肿瘤，一种潜在的疗法是粪便移植，即用健康人群的肠道微生物占据癌症患者的肠道。

不少研究发现，自闭症可能与肠道菌群的失衡密切相关，这也与许多自闭症病人通常伴随便秘、腹胀、腹泻、肠易激综合征等肠道症状相吻合。中国科学家以果蝇的肠道作为研究对象，结果发现，如果缺失一类蛋白，果蝇的固有免疫会被过度激活，产生过多的抗菌肽等“抗菌部队”，导致肠道菌群紊乱，果蝇就会出现与同类保持距离、同类发出危险信号时反应迟缓、与同类直接接触频率下降等特征，类似于人类自闭症患者的社交障碍。

意大利的一项研究则证实，自闭症患者肠道中和粪便中的菌群和健康的对照组相比，都有所不同。美国的研究人员还尝试对自闭症患儿进行粪便细菌移植治疗，有效改善了肠道健康和自闭症症状，并且在治疗结束8周后仍然保持良好的效果。

现在有越来越多的证据表明，在帕金森症影响大脑产生症状之前，就已导致患者出现肠道问题。比如，患有帕金森症的人经常会出现便秘等肠胃问题，而这种问题甚至在他们确诊患上这种疾病之前许多年就开始出现。

2017年美国的一项研究发现，帕金森症患者的肠道细菌与非帕金森症的人的肠道菌群之间存在差异。2017年的另一项研究显示，切除部分迷走神经的患者发生帕金森症的概率比没有经历这种手术的患者低。迷走神经系统控制各种无意识过程，比如心率和消化系统的运作，通常用迷走神经部分切断术来治疗胃部溃疡。 

肠道细菌会影响心理健康，这种观点放在以前肯定被认为是异想天开，而现在这已成为一个重要的研究课题。基于近年来肠-脑轴（消化道和中枢神经系统的生物化学信号）的研究，研究人员确认了肠道微生物与心理健康之间存在联系，不过，相关研究多是基于动物模型。比利时的一个研究团队最近完成了首个针对人群的肠道菌群和心理健康之间关系的研究，认定了抑郁症与特定肠道微生物相关。无论是否使用过抗抑郁药物，小杆菌属和粪球菌属细菌在抑郁症患者肠道中都会呈现明显减少的趋势。

早在2011年，研究人员就提出了“肠型”的概念。即使在健康人群中，肠道微生物组成也是有明显区别的，肠型就是根据肠道中占主导地位的优势菌群进行划分。其中，2型拟杆菌型肠型此次被发现与抑郁症有关联，此前还发现这种肠型是最接近克罗恩病（炎症性肠病的一种）患者肠道菌群组成的一种肠型。