喜欢牛奶巧克力的人肠道内的微生物与喜欢黑巧克力的人略有不同，尽管研究人员不知道为什么。所谓的微生物组的显著差异也存在于那些吃大量纤维或服用某些药物（如糖尿病药物二甲双胍、女性激素或抗组胺药）的个体中。
但根据今天发表在《科学》杂志特刊上的新研究，所有这些差异仅占北欧人肠道中微生物多样性的一小部分。《科学》杂志刊登的六篇关于微生物组的文章中，有两项研究尤为突出，它们是迄今为止对栖息在健康人群大肠内的肠道微生物进行的最大规模的研究之一，这些微生物有助于消化和各种免疫过程，以及其他功能。
在一项研究中，研究人员确定了14种不同的微生物属，它们构成了近4000人（主要来自北欧）的核心微生物组。纽约大学人类微生物组计划主任马丁·布拉泽（Martin Blaser）说，这份名单为微生物遗传和进化的基本原理提供了前所未有的见解，他没有参与这两项研究。“这些是我们人类的基本特征，”他说。
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第一篇论文的资深作者，也是第二篇论文的撰稿人耶伦·拉埃斯（Jeroen Raes）说，他曾希望这项研究规模足够大，能够为一些关键问题提供明确的答案，特别是研究人员如何才能操纵微生物组来促进人类健康。“我以为我现在会知道答案，”拉埃斯说，他吃大量纤维，并且——正如比利时习俗一样——热爱巧克力和啤酒。但他不服用益生菌，益生菌被认为可以增加或恢复健康的细菌平衡。他也不知道该如何看待许多药物似乎会影响肠道细菌构成的事实。“这是‘嗯，有趣’的时刻之一，”他说，并补充说，尽管如此，他认为微生物组的变异最终将被证明会影响某些药物的有效性以及它们可能引起的副作用。他说，他的研究突出了系统的复杂性以及早期研究中可能存在的缺陷。
例如，比利时的这项研究未能发现母乳喂养或经产道分娩的参与者比那些用奶瓶喂养配方奶或通过剖腹产来到这个世界的参与者更有益处。先前的新生儿研究实际上发现了差异。（来自母亲的健康细菌被认为会覆盖阴道分娩的婴儿，帮助婴儿建立强大的细菌基线。一些研究表明，剖腹产分娩的婴儿患哮喘和过敏症的风险更高——可能是因为他们缺乏这种早期保护。）
各种肠道细菌
图片来源：jamesbenet/Getty Images
拉埃斯是鲁汶大学和比利时弗兰德斯生物技术研究所（VIB）的微生物学家，他说他并不认为其他研究是错误的，但这些早期优势可能会随着年龄的增长而减弱。他指出，他的研究中的大多数人都在40多岁和50多岁，因此他们最初可能享有的任何早期优势现在都可能被他们服用的药物、富裕西方国家对生活的洁癖态度和/或其他生活事件所抹杀。
拉埃斯认为，更令人担忧的是他和他的同事发现的一些极大地影响微生物组构成并且在以前的工作中被忽视的特征。例如：某人消化食物所需的时间，也称为“通过时间”。通过时间长达一天左右的差异会显著改变肠道微生物生活的环境。因此，不同的通过时间可能会影响哪些物种能够生存，例如，限制细菌在胃肠道系统中生长的时长。
例如，先前对帕金森病的研究发现了一种特定的微生物特征，研究人员认为这种特征可用于诊断处于疾病早期阶段的人。然而，考虑到他对通过时间的发现，拉埃斯认为，患者的微生物变化很可能不是因为他们的帕金森病，而是因为经常伴随该疾病的严重便秘。因此，任何基于这种特定微生物变化的诊断测试都可能错误地暗示任何一段时间没有排便的人都可能面临患帕金森病的风险。拉埃斯说，这些警告提醒人们，对微生物组的研究仍处于早期阶段，并且很容易被夸大。“我们的领域正在进入整合阶段，”他说。“我们可以通过进行适当的研究来实现微生物组的承诺。”
加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院的胃肠病学家和肠道微生物组研究员埃默兰·梅耶（Emeran Mayer）说，他现在想回去查看自己的研究——该研究表明存在两种具有不同微生物特征的肠易激综合征——看看考虑通过时间是否会改变他的结果。《科学》杂志研究中的新发现使他相信，所有此类研究都应考虑通过时间。“除非考虑到通过时间，而到目前为止还没有做到这一点，否则你可能看到的不是与疾病过程相关的，”梅耶说，他的著作《身心肠道连接：我们身体内部的隐秘对话如何影响我们的情绪、选择和整体健康》（The Mind–Gut Connection: How the Hidden Conversation within Our Bodies Impacts Our Mood, Our Choices and Our Overall Health）将于7月出版。
最新的研究还表明，以前的大多数微生物组研究规模都太小。尽管拉埃斯和他的团队研究了1100多名比利时人，并将他们的结果与类似数量的荷兰人以及先前发表的其他西方人的研究进行了比较，但他们只能描述个体之间约7%的微生物变异。研究人员估计，要解释其余的变异，需要超过40000人的样本量——而这仅仅是针对发达的西方经济体中的人群而言的。绘制居住在印度或中国农村地区农场的人们的微生物组的正常变异，大概也需要同等的样本量。
在第二项关注荷兰居民的《科学》研究中，研究人员只能解释个体之间19%的微生物变异——这表明还有许多影响因素尚未被认识到。两项新研究都证实，抗生素对成人微生物组具有强大的影响。同样，今天发表在Cell杂志上的一项大型研究也发现，在幼儿中也存在同样的情况。
在《科学》杂志的随附评论中，布拉泽认为，临床医生需要一种新的方法来在儿童早期开抗生素。他说，特别是在最初三年，儿童可能应该在服用抗生素的同时服用有益细菌，以恢复健康的微生物组，尽管我们尚不知道哪种细菌是最好的。布拉泽说，存储儿童服用抗生素前的微生物，然后在抗生素治疗后将其还给他们也可能是有意义的，尽管尚未对此进行研究，布拉泽是消失的微生物：抗生素的过度使用如何助长我们现代的瘟疫（Missing Microbes: How the Overuse of Antibiotics Is Fueling Our Modern Plagues）一书的作者。他呼吁开发新的、更有针对性的抗生素，选择性地杀死有害细菌，而不是也杀死有益细菌。“我担心儿童服用的抗生素会影响他们微生物组的发育以及他们免疫系统的发育，”布拉泽说。
他说，现代生活的许多活动，包括我们对消除细菌的痴迷，剥夺了我们似乎能促进长期健康的微生物多样性。例如，低微生物多样性与几种自身免疫性疾病有关，包括炎症性肠病（当人体自身的防御系统攻击肠道内壁时发生的疾病）和1型糖尿病（当人体靶向胰腺中产生胰岛素激素的某些细胞时发生的疾病）。
遗传学也在微生物组中发挥作用，尽管关于这种关系的许多方面仍有待阐明。在《科学》杂志的一篇评论中，康奈尔大学的分子生物学家露丝·雷（Ruth Ley）考察了最近的三项遗传微生物组研究：一项大型双胞胎研究；一项全基因组关联研究；以及对200名胡特教徒（一个类似于阿米什人的宗教社区的成员）的检查。她说，到目前为止，研究尚未明确基因是否直接影响人们的微生物种群，或者人们的微生物是否受其食物偏好的驱动，而食物偏好已知与基因有关。
美国博德研究所和芬兰阿尔托大学的研究生研究员托米·瓦塔宁（Tommi Vatanen）说，尽管如此，科学家们在学习如何操纵微生物组方面正在取得一些进展。“我们开始了解非常小的拼图碎片——也许是大型拼图的角块，”瓦塔宁说，他是荷兰研究的合著者。他说，如果他今天有年幼的孩子，他会给他们服用含有双歧杆菌的益生菌，双歧杆菌是健康微生物组的常见成分，并给他们养一条狗——除了成为一个伟大的伴侣外，狗的微生物组，研究表明，也可能有助于保护一岁以下的幼儿免受日后患某些疾病的侵害。
雷说，她还不准备鼓励人们服用某些益生菌或补充剂。但她尽可能避免使用抗生素。她还吃酸奶和韩国泡菜——两者都已知含有多种健康细菌。
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