人体肠道含有数万亿种微生物，这些微生物共同构成了所谓的肠道微生物组。（图片来源：THOMLEACH/SCIENCEPHOTOLIBRARYviaGettyImages）
一项新的研究表明，科学家现在可以预测肠道中的单个细菌如何相互作用，以揭示它们如何影响我们的健康，无论好坏。
在身体内部和表面共存的数万亿微生物和病毒统称为微生物组。这些微生物的最大浓度存在于肠道中。有些已被证明在体内发挥有益的作用，例如可以帮助消化的乳酸杆菌种类，而另一些，例如大肠杆菌的有毒菌株，可引起疾病。
许多微生物通过消耗其他微生物产生的营养物质而生存，当这些相互作用分解时，它会导致有益和致病微生物之间的不平衡，从而导致炎症性肠病（IBD）等疾病。然而，到目前为止，很难绘制出所有这些复杂的相互作用。
在周五（10月20日）发表在《自然通讯》杂志上的这项新研究中，科学家们绘制了特定肠道微生物如何相互作用并形成营养依赖的社区。这些结果可以更容易地靶向不同种类的细菌或其代谢副产物，从而可能导致新疗法的开发。
“作者解决了微生物组研究的一个新颖而具有挑战性的方面，不仅仅是简单地描述存在哪些细菌，而是开发一个分析框架来量化交叉喂养的相互作用，”英国纽卡斯尔大学医学研究员克里斯托弗斯图尔特没有参与这项研究，在一封电子邮件中告诉LiveScience。
“在这样做的过程中，他们确认了一些已知的关联，并在许多不同的疾病条件下发现了新的功能关联，”他说。
研究人员开发了一种计算方法来识别和排列肠道中微生物之间关键的“喂养”相互作用或营养交换。这考虑了诸如预测消耗或产生特定营养素的微生物的多样性和总数等因素。
然后，他们在数据集上测试了这种方法，该数据集模拟了从1,多个人类粪便样本中收集的种肠道微生物的新陈代谢，其基因组可以重建。提供样本的参与者跨越15个国家，要么患有以前与肠道微生物组有关的11种疾病之一-如IBD，2型糖尿病或结肠癌-要么没有任何这些疾病。
对于11种疾病中的10种，与缺乏这些疾病的人相比，研究小组能够查明似乎被破坏的微生物之间的特定相互作用;这些破坏源于微生物缺少相应的“喂养”伙伴。例如，当作者使用新方法分析克罗恩病（一种常见的IBD形式）患者的粪便时，研究小组发现，这种情况的区别在于缺乏消耗气体硫化氢的细菌物种，如Roseburiaintestinalis。（硫化氢被认为在控制肠道炎症方面起着重要作用。
硫化氢与疾病之间的联系以前在另一种称为溃疡性结肠炎的IBD中更为明显，因此看到它与克罗恩病有关可能会令人惊讶，英国雷丁大学食品微生物学教授格伦吉布森没有参与这项研究，在一封电子邮件中告诉LiveScience。
在他们的论文中，研究作者承认新方法仍然只是一个“概念框架”，需要进一步的实验和深入分析来验证这些微生物相互作用。斯图尔特说，这些喂养相互作用背后的潜在机制也需要探索。
尽管如此，这项研究代表了利用微生物组的遗传物质推断特定微生物之间的摄食相互作用的“重要一步”，斯图尔特补充说。他说，这最终可能“使我们离更有效的微生物靶向和基于微生物的疗法更近一步”。