肠道细菌的动态变化与肠道疾病的发展

人体内的微生物群和体内的细胞数量一样多，其中大部分都在大肠(结肠)中。它们是我们“消化”的重要组成部分，因为它们可以从许多躲避我们消化酶的食物中获取能量。不幸的是，虽然很容易收集粪便样本，但对下小肠的研究在很大程度上是不可能的，因为这只能在外科手术期间或在清除肠道内容物以便内窥镜安全通过后才能到达。

虽然大肠的肠道细菌(菌群)在一生中保持相对稳定，但小肠中的细菌却非常不稳定:当我们夜间禁食时，它们大多消失了，而当我们早上进食时，它们又出现了。这些发现对于更好地了解乳糜泻或克罗恩病等肠道疾病的发展非常重要。这项研究发表在《Cell Host & Microbe》杂志上。

直接接触肠道细菌

研究人员能够检查下小肠(回肠)因癌症需要手术的患者。一旦这些病人痊愈，在某些情况下，回肠结束为腹壁上的一个人工开口。通过这种方式，研究人员可以直接接触到小肠细菌，并能够“实时”检查发生了什么。使用最新的测序方法对细菌样本进行分析。研究表明，回肠中的细菌数量在很大程度上取决于患者的营养状况:不吃东西的时期在很大程度上消除了小肠中的细菌。饭后，细菌又“繁殖”了。尽管这些与饮食有关的“生物量”波动，但各种类型的细菌并不会灭绝，即使它们的数量非常少。该研究的第一作者和通讯作者Bahtiyar Yilmaz博士说:“相反，每个物种都是由大量共存的亚种组成的，就像COVID-19在人类中出现和消失的不同变体一样，每个亚种的比例变化非常快，甚至在吃完一顿饭的几个小时内。”

简单有效的方法

伯尔尼大学医院和伯尔尼大学之间的临床和基础研究之间的密切合作在这里被证明是特别有价值的:“伯尔尼大学医院的医务人员提供的不同类型的样本，结合前所未有的临床细节文档，以及伯尔尼大学下一代测序平台的深度微生物测序，使我们的研究独特，”Yilmaz说。结果表明，采用造口标本对小肠菌群进行鉴定是一种简便有效的方法。研究人员还能够证明，来自小肠气孔患者的样本是小肠肠道菌群的代表，无需手术。

小肠中的“生态系统”

“我们认为小肠内肠道细菌的这些变化是一个生态系统，”该研究的负责人、资深作者Andrew Macpherson解释说。“因为这个系统非常灵活，每个细菌种类都可以通过改变亚种的比例来适应小肠中不断变化的环境，从而防止整个物种灭绝。”通过这种方式，肠道细菌避免了物种灭绝——除非由于疾病、营养不良或环境污染而出现“瓶颈”。这些发现有助于了解宿主与肠道细菌在肠道疾病(如克罗恩病、乳糜泻或慢性大肠炎症(溃疡性结肠炎))中的相互作用，并为新的治疗方法奠定基础。

原文：Bahtiyar Yilmaz* Tobias Fuhrer, Deborah Morgenthaler, Niklas Krupka, Daoming Wang, Daniel Spari, Daniel Candinas, Benjamin Misselwitz, Guido Beldi, Uwe Sauer, and Andrew J. Macpherson*, 2022, Plasticity of the adult human small intestinal stoma microbiota, Cell Host & Microbe 30