科学家对人类粪便的迷之爱恋：肠道微生物五大谜团

尽管每个人的基因都相似，但每个人都同时携带着大量的微生物基因。这些基因来自细菌、真菌、病毒和古细菌，统称为“人类微生物区系”。尽管每个人的基因都相似，但每个人都同时携带着大量的微生物基因。这些基因来自细菌、真菌、病毒和古细菌，统称为“人类微生物区系”。

根据外国媒体的报道，也许在2218年，某个学者在回顾我们的时代时会非常好奇。为什么科学家突然对人类排泄物如此着迷——更准确地说，是人类排泄物中的微生物？

这位学者可能会发现，在2012年至2017年间，PubMed(国家医学图书馆提供的搜索引擎，主要提供生物医学论文和摘要搜索)中关于“肠道微生物”的论文数量增加了7倍。数以百万计的粪便收集工具产生了无数的塑料碎片，而世界各地研究实验室的冰柜里装满了粪便样本。到底发生了什么？

随着时间的推移，人类基因组科学在生物医学领域带来了一些重要的突破。现在，基因组技术正被转移到微生物上。这是因为尽管每个人的基因都相似，但每个人都同时携带着大量的微生物基因。这些基因来自细菌、真菌、病毒和古细菌，统称为“人类微生物区系”。

如果我们认为我们对肠道菌群了解得越多，我们就越能解决所有的医学问题，这纯粹是自大。然而，这些微生物似乎与人类和我们的环境密切相关，并能改变我们的新陈代谢和调节我们的免疫系统。他们需要什么样的能力来做到这一点？以下是微生物学面临的五个最重要的问题。

1)什么能保持肠道菌群“健康”？

“健康的微生物群落”这个短语应该引起警惕。这是因为，就目前而言，如果科学家检查单个个体的微生物种群，他们没有办法确定它是否健康——甚至不知道定义哪个参数。健康只与微生物种类的名称有关吗？还是微生物多样性？还是它们的功能——遗传能力？人类微生物群项目的重点之一应该是定义什么是健康的微生物群，但是对于这个看似简单的问题没有明确的答案。如果研究人员能够确定健康微生物群本身的参数，他们也许能够知道不同的操作方法——从益生菌到粪便移植——是否会给人类带来外部健康表现。

2)饮食会影响肠道微生物。这会如何影响健康？

上海交通大学的赵丽萍教授引用了2016年的两项大规模人口研究说，“我们肠道中的许多细菌可以通过改变饮食来改变。”。困扰人们的是这种变化如何影响人类健康。

赵丽萍教授的研究重点是建立饮食、肠道菌群和人体健康之间的三方关系。与此同时，加拿大不列颠哥伦比亚大学的杰奈勒·希利(Genelle Healey)等研究人员也在试图追踪肠道菌群和人类健康对饮食干预的反应。

了解饮食引起的肠道微生物变化对健康的长期影响，将使人们扔掉饮食书籍，找到个性化的饮食模式，这可能与他们的肠道菌群一样个性化，从而获得最佳的健康效果。

3)肠道微生物如何用于免疫系统的微调？

根据最新研究，许多慢性疾病——自身免疫性疾病、肥胖症和心血管疾病——都是由免疫介导的。庆应大学医学院的肯亚·本田，美国国立卫生研究院的亚斯明·贝尔凯德，犹他大学的琼·轮，以及许多其他研究人员都在努力研究肠道微生物和免疫系统之间的“对话”机制。然而，除了研究特定的微生物外，还有更多的问题需要解决。

“这是一个极其复杂的情况。我们不能给微生物贴上促进炎症或抗炎的标签。这需要对具体问题进行具体分析，”斯坦福大学的贾斯汀·索恩伯格说。然而，如果科学家能够找到驯服微生物或微生物群的方法，使它们对免疫系统产生特定的影响，他们也许能够开发新的治疗方法，为治疗免疫介导的疾病提供可能性。

4)一个人的肠道菌群如何能够持久地重新配置？

对成年微生物种群的长期测试表明，这些微生物的组成是高度稳定的——事实上，它可以说是完全顽固的。然而，当有人接受粪便移植治疗复发性艰难梭菌感染时，也可以实现新的稳定的肠道微生物生态。麻省理工学院的埃里克·阿尔姆和其他人的研究表明，移植患者的肠道菌群混合了特定的菌株，看起来更像捐赠者。

但是微生物的“植入规则”是什么呢？知道了这一点，我们可能会干扰许多疾病相关微生物群的状态，并通过改变它们来改变疾病的进程。

5)早期形成肠道菌群的因素如何影响后期人类健康？

研究人员发现，在早期阶段，至少有两个影响肠道菌群的主要因素会暂时出现:分娩方式(无论是自然分娩还是剖腹产)和早期生活饮食(无论是配方奶粉还是母乳)。这些因素也与免疫和代谢疾病的风险增加有关。因此，婴儿微生物群是由出生模式和饮食决定的吗？

加拿大不列颠哥伦比亚大学的布雷特·芬利利用“卫生假说”将早期缺乏某些特定细菌与随后的疾病如哮喘联系起来。他说:“我认为这些微生物正在塑造和促进我们免疫系统的发展，如果你在生命早期缺乏这些东西，你将形成一个更容易过敏的免疫系统。如果你有这些微生物，你会变得更加正常。”这些研究可能使我们能够在生命早期有针对性地控制微生物，从而抵消它们对健康的负面影响。