对肠道微生物组的见解可以塑造更强大，更精确的治疗

我们可能不会经常考虑，但是我们的肠道是一个复杂的微生物生态系统，在我们的运作方式中起着至关重要的作用。该系统是微妙的 - 一个小变化会导致微生物组发生重大变化，从而造成严重的后果。当一个人服用抗生素时，它可以消灭多种细菌物种并将这种微妙的平衡抛弃。梭状芽胞杆菌艰难梭菌是一种常见的病原体，可在肠道菌群中分布。粪便微生物群移植（FMT），其中健康供体的粪便被移植到接受者的结肠中，是对经常性的成功治疗艰难梭菌感染（RCDI）。在最近发表的一项研究中，杨百翰和妇女医院的研究人员探索了细菌物种的动力学如何影响FMT治疗RCDI的成功。在自然通讯，该团队为由于RCDI而为患有不健康肠道微生物组的患者设计个性化益生菌鸡尾酒，为设计个性化益生菌鸡尾酒提供了算法。

布里格姆医学系的助理教授杨杨博士说：“设计益生菌鸡尾酒具有挑战性。”“全部物种在复杂的网络中，鸡尾酒在鸡尾酒中相互作用。当我们看一个直接抑制生长的物种艰难梭菌，我们还必须确保它不会间接促进艰难梭菌通过与鸡尾酒中其他物种的互动。”

艰难梭菌通过粪便口径（贫瘠的卫生或食物或供水污染）传播，并在世界各地发现。虽然艰难梭菌通常不会定植健康的结肠，它可能会在由于抗生素而被破坏的肠道中不受组织。RCDI对标准抗生素没有反应，因此可以在患者中复发，每次都会增加风险。已显示FMT可以治愈大约80％对抗生素反应的RCDI病例。

研究人员首先对微生物群落进行建模并模拟治疗RCDI的FMT过程。接下来，他们估计FMT在恢复受体健康的肠道菌群方面的有效性。然后，团队分析了现实世界中的数据鼠标模型并来自人类患者验证建模。

理论模型帮助团队预测了哪些因素决定了FMT的功效。他们了解到，随着感染者肠道微生物组的物种多样性的增加，FMT功效降低。该团队还开发了一种优化算法来设计个性化益生菌鸡尾酒，以帮助患有RCDI的人。该算法基于生态理论，该理论设计了最少数量的鸡尾酒细菌物种，同时考虑到该物种的复杂生态网络。个性化益生菌鸡尾酒包含有效抑制剂的物种艰难梭菌可以对RCDI患者进行施用，以恢复其肠道菌群。

刘说：“我们现在对FMT有一个生态理解 - 为什么它起作用以及为什么有时会失败RCDI。”“我们可以向前迈进，以更好地了解FMT的功效，以及如何使用它来治疗与破坏的微生物群有关的其他疾病，例如IBD，自闭症和肥胖。”

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