当微生物群落“发生冲突”时会发生什么：300多个人类粪便移植数据的奇特发现

由欧洲分子生物学实验室（EMBL）的Peer Bork小组领导的一个科学家小组，以及他们在荷兰和澳大利亚的合作者，现在已经利用这种不寻常的医疗手术提出了一个问题--当两个肠道微生物组混合在一起时会发生什么？

答案可能为更好地治疗肠道疾病的策略提供了线索。它还可以为微生物物种在复杂的自然生态系统中的行为和互动提供更丰富的理解。

尽管临床试验已经确定，FMT可以有效地治疗某些肠道疾病，但其作用方式仍然不清楚。一些研究人员假设，捐赠者的肠道微生物组具有有益的特性，有助于使接受者的肠道恢复到健康状态。然而，这一点从未被系统地调查过。

Sebastian Schmidt说：“‘超级捐赠者’假说在从业者中广为流传：它假定找到‘好的’捐赠者对FMT的临床成功至关重要，而且一个好的捐赠者将对许多不同的病人有效。”他是9月15日发表在《自然医学》上的一项新研究的第一作者。

然而，利用来自300多个FMT的临床和元基因组学数据，科学家们发现，可能主要是接受者而不是捐赠者决定了这种手术产生的微生物组合。这是在Peer Bork小组2016年的一项研究的基础上进行的，该研究表明，来自捐赠者的微生物菌株可以与来自患有代谢综合征的接受者的微生物菌株共存。

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该团队开发了一种机器学习方法来剖析决定FMT后微生物动态的因素，包括个别微生物物种的存在或不存在。他们的研究结果显示，物种丰富度（衡量接受者的肠道微生物组在移植前的多样性），以及接受者的肠道微生物组与捐赠者的不同程度，都是决定哪些物种将在移植后生存和发展的主要因素。

这项研究和2016年研究的另一位第一作者Simone Li认为，从生态学的角度来看，他们的结果很有趣。她说：“能够在一个全新的环境中茁壮成长和生存不是简单的任务，尤其是在像人类胃肠道这样的动态环境中，那里的酸度、氧气水平和营养物质等都在不断变化。随着我们走向更安全的基于微生物的治疗方法的选择，什么东西进入只与它们是否停留足够长的时间来提供预期的好处一样重要。”

如果研究人员将FMT手术视为生态实验，将整个微生物生态系统置换到有预先存在的生态系统的新地点，他们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的“定居”程度。

正如该研究的通讯作者Peer Bork所指出的，这也可能有重要的实际应用。“随着我们对FMT之后的肠道生态过程的理解的提高，我们可能会发现与临床效果的更精确和更有针对性的联系--例如，只取代特定的菌株（如病原体），同时尽量减少对微生物组其他部分的‘附带’影响。”

尽管这项研究主要涉及细菌和古细菌，它们共同构成了肠道微生物组的90%以上，但科学家们预计，未来的研究还可能纳入来自真菌、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（并相信）我们的发现将有助于在未来设计更有效的FMT方案。我们提供的数据表明，当你旨在调控受体的微生物组时，哪些参数值得调整（哪些不值得）。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，” Schmidt说。