研究人员从生态学角度了解了两种肠道微生物群碰撞时会发生什么
粪便微生物群移植(FMT)——将下肠液和微生物从一个人转移到另一个人——有时被用于治疗炎症性肠道疾病，包括溃疡性结肠炎和细菌感染。尽管它的一种形式最早出现在4世纪的中国，但在20世纪50年代才被引入西医。在过去的20年里，它的地位稳步上升。
由海德堡EMBL的博克团队领导的研究团队，以及他们在荷兰和澳大利亚的合作者，现在已经用这种不寻常的医疗程序提出了一个有趣的问题——当两种肠道微生物群混合在一起时会发生什么?
这个问题的答案可能会为更好的治疗肠道疾病的策略提供线索，同时也能让我们对其机理有更深入的了解微生物物种在复杂的自然生态系统中行为和相互作用。
移植的微生物
虽然临床试验已经证明FMTs可以有效治疗某些肠道疾病，但其作用模式尚不清楚。有些人假设捐赠者的肠道微生物群具有有益的特性，可以帮助接受者的肠道恢复健康状态。然而，这从未被系统地研究过。
一项新研究的第一作者之一塞巴斯蒂安·施密特(Sebastian Schmidt)说:“‘超级供体’假说在从业者中被广泛接受:它假设找到‘好的’供体是FMT临床成功的关键，一个好的供体将适用于许多不同的患者。自然医学。
然而，通过使用来自300多个fmt的临床和宏基因组学数据，研究人员发现，可能是受体而不是供体主要决定了这一过程中产生的微生物混合。这建立在2016年的一项研究来自Bork小组的研究表明，来自供体的微生物菌株可以与患有代谢综合征的受体的微生物菌株共存。
该团队开发了一种机器学习方法来分析FMT后决定微生物动力学的因素，包括个体微生物物种的存在或不存在。他们的结果表明物种丰富度(这是对接受者的多样性的一种衡量肠道微生物组是在移植之前)，以及接受者的肠道有多大的不同微生物组是决定移植后哪些物种能存活并茁壮成长的两个主要因素。
一个生态实验
该研究和2016年研究的另一位第一作者西蒙·李(Simone Li)认为，从生态学的角度来看，他们的结果非常迷人。她说:“能够在一个全新的环境中茁壮成长和生存不是一件简单的任务，特别是在像人类胃肠道这样的动态环境中，酸度、氧气水平和营养物质等都在不断变化。”“随着我们转向基于微生物的治疗的更安全选择，注射什么只和它们是否停留足够长的时间来产生预期的效益一样重要。”
通过将FMT过程视为生态实验，将整个微生物生态系统替换到已有生态系统的新位置，研究人员可以得出重要的结论，即哪些因素有助于决定细菌在新环境中“定居”的好坏或容易程度。
正如该研究的通讯作者Peer Bork所指出的，这也可能具有重要的实际应用。“随着我们对FMT后肠道生态过程的理解的提高，我们可能会发现与临床效果更精确、更有针对性的联系——例如，只取代特定菌株(如病原体)，同时最小化对其余微生物组的‘附带’影响。”
尽管这项研究主要针对的是细菌和古生菌，它们共同构成了超过90%的肠道微生物群，但研究人员希望，未来的研究可能也会纳入真菌、其他真核生物和病毒的数据，以获得这一过程的更全面的观点。
“我希望(也有信心)我们的发现将有助于未来设计更有效的FMT方案。当你的目标是调节接受者的微生物群时，我们提供关于哪些参数值得调优(哪些不值得调优)的数据。从长远来看，这也可能为‘下一代’个性化益生菌治疗的设计提供参考，”施密特说。
进一步探索
