本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
你的肠道里住着什么? 根据新的发现,它可能不像你想象的那样取决于你的饮食、运动习惯、体重和性别。
我们的健康与生活在我们体内和体表的数万亿微生物息息相关。 但它们的影响程度只是最近才成为焦点。 科学家们才刚刚开始弄清楚“谁”在那里——以及为什么。 消化道中的微生物特别难以在实验室中培养,因此我们主要的微型居民群体仍然很神秘。 但随着新的快速且经济实惠的基因测序机器的出现,研究人员现在能够调查和识别个体和不同人群中微生物的谱系。 科学家们现在无需在实验室中培养生物,而是可以扫描粪便样本中的遗传标记,以查看那里存在哪些生物。
美国肠道项目是一个公民科学、众筹项目,旨在大规模研究我们的微生物,于 9 月 17 日发布了他们的第一批主要成果,这些成果基于 800 多人和 1,000 多个不同的样本。 通过对这些样本进行基因筛查,研究人员可以将生物识别到物种水平,例如,表明我们许多人携带少量潜在的有害生物,例如某些大肠杆菌菌株,以及大量更有益的细菌。
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根据这项研究,我们肠道中最常见的两个细菌门通常是厚壁菌门和拟杆菌门,每个门都包含多种物种,包括厚壁菌门中的梭状芽胞杆菌(可能导致危险的艰难梭菌感染)。 研究人员将评估这些主要居民比作通过其树木(例如松树与橡树)来描述森林,以了解整体生态系统。 不同类群的比例可能差异很大——有些人肠道中 90% 是厚壁菌门物种,而另一些人则只有 1% 来自该类群。
是什么让我们的肠道如此不同? 一个显而易见的答案将是我们吃的食物。 该项目负责人之一杰夫·利奇 (Jeff Leach) 奉行“旧石器时代”饮食(避免谷物、加工食品和乳制品); 他的肠道中厚壁菌门超过 75%; 作者和以植物为中心的杂食动物迈克尔·波伦 (Michael Pollan) 的肠道菌群中厚壁菌门超过 50%; 2011 年美国夫人香农·福特 (Shannon Ford) 患有乳糜泻并采用无麸质饮食,她的肠道中厚壁菌门少于 50%。 图表上的这些点远非一成不变的模式——事实上,它们有些令人费解——因此研究人员寻找可能决定我们肠道组成的其他变量。
在研究人群中,尽管仍然很轻微,但年龄似乎是最重要的差异——甚至超过饮食、运动和性别——婴儿肠道中的微生物种群最多样化。 但平均而言,这些因素都与微生物种群中我们可能希望看到的显着、明显的模式无关。
一些初步结果在健康影响方面似乎令人困惑。 例如,采用旧石器时代饮食的人的变形菌门比例较低,变形菌门与炎症有关。 但他们的厚壁菌门也更多,而厚壁菌门与更高的肥胖率有关。 因此,尚不清楚这种饮食是否能让食用者走上微生物健康的道路。 并且明智的做法是回忆一下,这两个细菌群的成员可能差异很大。 例如,变形菌门包括大肠杆菌和沙门氏菌以及危害较小的物种。 (从角度来看,我们的门,脊索动物门,包括所有有脊髓的动物——从我们到青蛙。)因此,要使这些联系更加牢固,需要对这些复杂的人群进行更详细的分析。
我们已经知道,某些干预措施,例如广谱抗生素,可以迅速而显着地改变我们肠道微生物群的组成。 这项新研究在迈克尔·波伦提供的肠道微生物组样本中对此提供了鲜明的证明。 在服用一个疗程的抗生素后,他的菌群发生了巨大变化,使他的厚壁菌门数量减少到接近 25%。 即使在完成抗生素治疗三周后,他的菌群仍未恢复到之前的平衡状态。
这个项目才刚刚开始。 截至 8 月下旬,科罗拉多大学博尔德分校美国肠道项目的研究人员已收到 2,000 多个用于测序的样本。 更多的样本意味着更丰富且可能更有帮助的数据。 “随着具有不寻常饮食和运动特征的更多参与者加入研究(例如,更多的素食主义者或更多从不运动的人),我们将能够更多地了解这些不寻常的生活方式如何影响您的肠道微生物,并可能就哪些生活方式因素与更健康的肠道细菌相关联提供建议”,研究人员在报告 (pdf) 中指出。
这些早期的美国肠道项目结果尚未在同行评审的期刊上发表,但它们代表着朝着更好地理解我们健康的整体性迈进了一步。 也许一旦我们知道肠道中经常发生什么,无论在疾病还是健康状况下,研究人员都将能够发现新的、更有针对性的治疗方法,并提出更有帮助的生活方式建议。