眾所周知，被稱為人類“第二大腦”的腸道微生物組與各種人類疾病密切相關(guān)。因?yàn)檫@些小生命直接影響腸道中引發(fā)疾病的促炎反應(yīng)和對抗疾病的抗炎反應(yīng)間的平衡。健康的腸道生態(tài)系統(tǒng)一定是平衡且互惠互利的狀態(tài)；反之，則會表現(xiàn)出各種健康問題。

如今，糞菌移植（FMT）已成為治療胃腸道炎癥性疾病的一種比較常見的干預(yù)手段，它通過轉(zhuǎn)移健康供體的腸道菌群、病毒和腸腔內(nèi)容物，重建患者（受體）的腸道菌群生態(tài)，從而達(dá)到治療的目的。早在1958年，美國醫(yī)生用糞便液挽救了被感染的危重癥患者，這是英文文獻(xiàn)記載的最早案例；而在我國，更早就有了類似“糞菌移植”的概念。

雖然臨床試驗(yàn)表明糞菌移植可以有效治療某些腸道疾病，但這種療法的作用方式至今仍難以捉摸，因此目前還無法準(zhǔn)確預(yù)測臨床成功或不良結(jié)果。有觀點(diǎn)認(rèn)為，供體的腸道菌群具有有益特性，可以幫助受體腸道恢復(fù)健康生態(tài)。因此，這一領(lǐng)域流行“超級供體”假說——好的供體如同“萬能藥”，不僅對糞菌移植的臨床成功至關(guān)重要，而且還可以適用于不同的患者。

2022年9月15日，歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（EMBL）等機(jī)構(gòu)研究人員在 Nature Medicine 期刊發(fā)表了題為：Drivers and determinants of strain dynamics following fecal microbiota transplantation 的研究論文。

該研究表明，可能是受體而非健康供體決定了糞菌移植（FMT）后微生物能否“混居共存”，這一結(jié)論打破了“超級供體”假說。

這些發(fā)現(xiàn)讓我們對微生物物種在復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中的行為和相互作用有了更深入的了解，并為設(shè)計(jì)更有效治療腸道疾病的策略提供了有價(jià)值的線索。

糞菌移植（FMT），是供體和受體的腸道生態(tài)系統(tǒng)的匯合，上圖中的各種“管道”代表人體胃腸道，不同顏色的細(xì)菌代表受體和供體的微生物菌株群。圖片來源：Aleksandra Krolik / EMBL

該團(tuán)隊(duì)此前的研究發(fā)現(xiàn)，糞菌移植后細(xì)菌的定植水平在不同適應(yīng)癥中存在差異：在代謝綜合征患者中，來自供體的菌群可以與受體的菌群長期共存；而在復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染中，供體菌群接管是最常見的臨床結(jié)果；但在潰瘍性結(jié)腸炎或肥胖癥中則觀察到了不一樣的結(jié)果。目前，科學(xué)家們對形成這些不同細(xì)菌組成結(jié)果的因素仍然知之甚少。

在這項(xiàng)新研究中，該團(tuán)隊(duì)通過分析來自316個(gè)糞菌移植的臨床和宏基因組學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，可能是受體而非供體決定了糞菌移植后的微生物“混居”情況。

為了確定與定植結(jié)果相關(guān)的因素，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一套機(jī)器學(xué)習(xí)模型來預(yù)測單個(gè)細(xì)菌菌株在移植前和移植后的動態(tài)水平。他們發(fā)現(xiàn)，幾乎所有被研究的菌種都可以非常準(zhǔn)確地預(yù)測移植后受體菌群的更新情況；而該模型在預(yù)測供體菌群接管情況時(shí)僅實(shí)現(xiàn)了中等的預(yù)測準(zhǔn)確性。這表明定植在很大程度上是隨機(jī)的或受研究范圍之外的其他因素影響，例如病毒或真核微生物組成員、受體免疫狀態(tài)、藥物或干預(yù)后厭氧供體糞便細(xì)胞活力降低。

這些數(shù)據(jù)表明，糞菌移植后腸道菌群是由中性和適應(yīng)性過程塑造的。在群落、物種和菌株水平上，腸道菌群恢復(fù)力的限制因素可以通過一組相對較小的可測量變量來定義，這些變量指向不同的潛在過程。

他們沒有找到強(qiáng)有力的證據(jù)表明任何菌株天生就比其他菌株更具侵略性或復(fù)原力。相反，精細(xì)的菌群結(jié)構(gòu)和多樣性，以及供體-受體菌群的互補(bǔ)性，決定了糞菌移植的復(fù)原力、共存和定植。

總之，糞菌移植的臨床成功與否與供體菌株的定植、受體菌種置換或任何研究疾病適應(yīng)癥的特定功能（如SCFA合成）的恢復(fù)無關(guān)。

從生態(tài)學(xué)的角度來看這一結(jié)果十分有趣。研究人員表示，能在一個(gè)全新的環(huán)境中生存并茁壯成長絕非易事，特別是在像人類胃腸道這樣的復(fù)雜動態(tài)的環(huán)境中，酸度、氧氣水平和營養(yǎng)物質(zhì)等都在不斷變化。隨著轉(zhuǎn)向更安全基于微生物組的治療選擇，移植哪些菌群與它們能否長時(shí)間定植來產(chǎn)生預(yù)期效果同樣重要。

這項(xiàng)研究主要針對的是細(xì)菌和古菌（它們占腸道菌群的90%以上），研究團(tuán)隊(duì)表示，在未來的研究中將納入真菌、其他真核生物以及病毒的數(shù)據(jù)，以獲得這一過程的更全面的觀點(diǎn)。