移植后的肠道菌群会和原来的菌群有冲突吗？最新研究打破了“超级捐赠者”的假设

来源：生物世界2022-09-20 18336018

粪菌移植的临床成功与供体菌株的定植、受体菌株的更换或任何研究疾病适应症的特定功能(如SCFA合成)的恢复无关。

众所周知，被称为人类第二大脑的肠道微生物群与人类多种疾病密切相关。因为这些小生物直接影响了肠道内引发疾病的促炎反应和对抗疾病的抗炎反应之间的平衡。一个健康的肠道生态系统必须处于平衡互利的状态；反而会表现出各种健康问题。

如今，粪菌移植(FMT)已成为治疗胃肠道炎症性疾病的常用干预方法。它可以通过转移健康供体的肠道菌群、病毒和肠道内容物来重建患者(受者)的肠道菌群生态，从而达到治疗的目的。早在1958年，美国医生就用粪液挽救了感染的危重病人，这是英文文献记载的最早病例；在我国，粪菌移植的概念引入较早。

虽然临床试验表明，粪菌移植可以有效治疗一些肠道疾病，但这种疗法的作用模式仍然难以捉摸，因此目前无法准确预测临床成功或不良结果。有人认为供体的肠道菌群具有有益的特性，可以帮助受者的肠道恢复健康的生态。因此，该领域流行超供体假说。好的供体就像灵丹妙药，不仅对粪菌移植的临床成功至关重要，而且适合不同的患者。

然而，这一假设并没有得到系统的验证。但是摆在我们面前的是一个现实的问题，那就是两种肠道菌群混在一起会怎么样？这可能是直接影响粪菌移植临床效果的一个因素。

2022年9月15日，来自欧洲分子生物学实验室(EMBL)和其他机构的研究人员在《自然医学》上发表了一篇题为《粪便生物群移植后应变动力学的驱动因素和决定因素》的研究论文。

这项研究表明，决定粪便细菌移植(FMT)后微生物能否共存的可能是受体，而不是健康的供体，打破了超供体假说。

这些发现让我们更深入地了解了复杂生态系统中微生物物种的行为和相互作用，并为设计更有效的治疗肠道疾病的策略提供了有价值的线索。

粪便细菌移植(FMT)是供体和受体的肠道生态系统的汇合。上图中的各种管道代表人体的胃肠道，不同颜色的细菌代表受者和供者的微生物菌株。图片：亚历山大克罗利克/EMBL

该团队前期的研究发现，粪菌移植后细菌的定植水平在不同的适应症中是不同的：在患者体内，来自供体的菌群可以与来自受体的菌群长期共存；在复发性艰难梭菌感染中，供体菌群的接管是最常见的临床结果。然而，在肥胖或肥胖中观察到不同的结果。目前，科学家对形成这些不同细菌组成结果的因素仍然知之甚少。

在这项新研究中，通过分析316例粪便细菌移植的临床和宏基因组数据，研究小组发现，受者而非供者可能决定粪便细菌移植后的微生物混合。

为了确定与定殖结果相关的因素，该团队开发了一套机器学习模型来预测单个菌株在移植前后的动态水平。他们发现，几乎所有研究的菌株都能准确预测移植后受体菌群的更新；然而，当预测供体菌群的接管时，该模型仅达到中等的预测精度。这表明，定居在很大程度上是随机的，或者受到研究范围之外的其他因素的影响，如病毒或真核微生物组成员、受体状态、药物或干预以及厌氧供体粪便细胞活性的降低。

这些数据表明，粪便细菌移植后的肠道菌群是由中性和适应性过程形成的。在群落、物种和菌株水平，肠道菌群弹性的限制因素可以由一组相对较小的可测量变量来定义，这些变量指向不同的潜在过程。

他们没有发现任何强有力的证据表明任何菌株天生比其他菌株更具侵略性或适应性。相反，优良的菌群结构和多样性，以及供受体菌群的互补性，决定了粪菌移植的韧性、共存性和定殖性。

总之，粪菌移植的临床成功与供体菌株的定植、受体菌株的更换或任何研究疾病适应症的特定功能(如SCFA合成)的恢复无关。

从生态学的角度来看，这个结果非常有趣。研究人员表示，在一个全新的环境中生存和茁壮成长并不容易，尤其是在像人类胃肠道这样复杂而动态的环境中，酸度、含氧量和营养成分都在不断变化。随着转向更安全的基于微生物组的治疗方案，移植哪种微生物组与它们是否能长时间定殖以产生预期效果一样重要。

这项研究主要针对细菌和古菌(占肠道菌群的90%以上)。研究小组表示，真菌、其他真核生物和病毒的数据将被纳入未来的研究，以更全面地了解这一过程。

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