细胞子问题:科学家首次通过人类手术造口研究肠道菌群

来源：生物技术2022-11-07 17:51

由瑞士伯尔尼大学领导的研究团队首次探索了已从手术造口恢复的结直肠癌患者的回肠微生物组，并通过对营养状态的动态响应揭示了宿主和肠道细菌之间的相互作用。

它是人类微生物的家园。无数的微生物生活在我们的体内，它们的数量甚至超过了细胞。众所周知，微生物家族的大多数成员都寄居在我们的大肠(结肠)中。因此，研究人体微生物群的重点是肠道菌群。

近年来，科学家通过对粪便微生物组的研究，阐明了肠道菌群与人类健康和疾病之间存在着密切而广泛的关系。健康的肠道菌群组成相对稳定，菌群不稳定通常与某些疾病有关。然而，除了相关性之外，微生物影响宿主健康状况的因果关系和机制仍然难以捉摸。

已知人类的下小肠(回肠)具有独特的微生物组，其中的生物量远小于结肠，但它们可以塑造上皮基因表达、肠道生理、营养以及微生物与宿主之间的分子交换。然而，小肠微生物群在人类胃肠道中几乎是未知的。由于人类对其组成和功能的研究只能在手术过程中或去除肠道内容物时才能实现，因此该领域的研究一直受到限制。

在《Cell Host Microbe》发表的一项新研究中，由瑞士伯尔尼大学领导的研究小组首次探索了接受手术造口的结直肠癌患者的回肠微生物组，揭示了宿主和肠道细菌之间通过对营养状态的动态响应而相互作用。

结肠中的肠道细菌在一生中保持相对稳定，但小肠中的细菌已被证明非常不稳定。比如，当我们不吃晚餐(晚上禁食)时，小肠内的细菌基本会消失；而当我们第二天吃早餐的时候，这些细菌又会重新出现。因此，这些发现对于更好地了解肠道疾病的发展非常重要。

在这项新的研究中，研究人员检查了需要手术治疗结肠直肠癌的患者。这是一个难得的机会，因为手术会在患者的前腹壁形成一个肠管开口(造口)，使肠道在病变肠段手术切除、炎症、感染等事件中得以恢复。在患者手术康复后，研究人员可以使用这种人工造口直接接触回肠细菌，并实时检查那里发生了什么。

他们发现，由于个体年龄、体重指数(身体质量指数)和吸烟，结肠直肠癌患者小肠的微生物组是不同的。

最新测序法分析的细菌样本显示，回肠内的细菌数量很大程度上取决于患者的营养状况，即小肠内的细菌在非进食阶段会被大量消灭；吃了之后，细菌又会大量繁殖。

值得一提的是，虽然这些饮食相关细菌的生物量有波动，但各种细菌菌株仍然存在，只是数量很少。每个菌株由大量共存的子菌株组成，每个子菌株的比例是动态的，通常在食用后几个小时内发生变化。

研究小组认为，小肠中细菌的这些变化可以被视为一个生态系统。在这个系统中，每个菌株可以通过改变其子菌株的比例来适应小肠中不断变化的环境，从而防止整个细菌被破坏；然而，当疾病、营养不良或环境污染发生时，一些细菌菌株将面临生存瓶颈。

由于回肠接近结肠微生物群的主要生物量，回肠微生物群的变化也可能有助于塑造结肠微生物群的组成。

研究小组提出，在远端小肠的单个微生物分类群中存在大量动态亚群是健康宿主-微生物共生的正常特征，它们可以在广泛的管腔内条件下保持体内平衡。

总之，这些发现有助于了解克罗恩病、乳糜泻或溃疡性结肠炎等肠道疾病中宿主与肠道细菌的相互作用，为新的治疗方法奠定基础。

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