Cell子刊：科学家首次通过人类外科手术造口研究小肠菌群

人体是微生物的家园。难以计数的微生物居住在我们体内，它们甚至比细胞还要多。众所周知，微生物家族中的大多数成员定植在我们的大肠（结肠）中。因此，研究人体微生物组的焦点都集中在了肠道菌群。

近些年，科学家们通过对粪便微生物组的研究，阐明了肠道菌群与人体健康和疾病之间存在密切且广泛的联系。健康个体的肠道菌群组成相对稳定，而菌群缺乏稳定性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态的因果关系和机制仍难以捉摸。

已知人类下小肠（回肠）具有独特的微生物组，这里的生物量大大少于结肠，但它们可以塑造上皮基因表达、肠道生理学、营养和微生物与其宿主之间的分子交换。然而，小肠微生物组在人类胃肠道内几乎是个未知领域。因为对其组成和功能的人类研究只局限于外科手术期间或在清除肠道内容物的情况下才能实现，导致该领域的研究一直受到限制。

2022年10月31日，发表在《Cell Host & Microbe》上的一项新研究中，来自瑞士伯尔尼大学领导的研究团队首次在外科手术造口的已康复结直肠癌患者中探索了回肠微生物组，通过对营养状况的动态反应来揭示宿主与肠道细菌之间的相互作用。

结肠中的肠道细菌在一生中都保持相对稳定，但小肠中的细菌已被证明是非常不稳定的。例如，当我们在省掉晚上那顿饭后（夜间禁食），小肠中的细菌基本上就会消失；而当我们在第二天早餐过后，这些细菌会再次出现。因此，这些发现对于更好地理解肠道疾病的发展非常重要。

在这项新研究中，研究人员检查了因结直肠癌需要手术的患者。这是一个难得的机会，因为手术会通过在患者前腹壁形成肠道开口（造口），以让肠道从手术切除病变肠段、炎症、感染等事件中恢复。在患者手术康复后，研究人员可以利用这个人工造口直接接触到回肠细菌，并实时检查那里发生了什么。

他们发现，结直肠癌治愈的患者小肠微生物组会因个体年龄、身体质量指数（BMI）和吸烟存在差异。

使用最新的测序方法分析的细菌样本表明，回肠中的细菌数量在很大程度上取决于患者的营养状况，即无进食阶段会大幅消除小肠中的细菌；而在进食过后，细菌会再次蓬勃生长。

值得一提的是，虽然这些与饮食相关的细菌生物量会发生波动，但各种细菌菌种都还在，只不过它们的数量很少。每一个菌种由大量共存的亚株组成，且每个亚株的比例变化也是动态的，通常在进食后的几小时内就会发生变化 。

该团队认为，可以将小肠中细菌的这些变化视为一个生态系统。在该系统中，每个细菌菌种都可以通过改变其亚株的比例来适应小肠中不断变化的环境，以防止“全菌覆灭”；但当发生疾病、营养不良或环境污染时，一些细菌菌种将面临生存瓶颈。

由于回肠靠近结肠微生物组的主要生物量，因此，回肠微生物组的改变也可能有助于塑造结肠微生物组的组成。

该团队提出，在远端小肠的单个微生物分类群中存在大量动态亚株是健康的宿主-微生物共生的正常特征，它们可以在广泛的腔内条件下维持内稳态。

总之，这些发现有助于理解克罗恩氏病、腹腔疾病或溃疡性结肠炎等肠道疾病中宿主与肠道细菌之间的相互作用，并为新的治疗方法奠定了基础。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.10.002