呼吸中的微量化学物质开始揭示肠道的重大秘密。新研究表明，通过“嗅探”这些分子，临床医生或许有朝一日能够快速、无创地诊断与微生物组相关的疾病，尤其是在儿童中。
人体肠道中栖息着数万亿微生物，它们帮助消化食物、训练免疫系统并影响新陈代谢。这种微生物生态系统中的紊乱已被与肥胖和哮喘联系起来，表明需要能够实时追踪微生物组健康的工具。传统方法依赖于粪便测序，虽然准确但速度慢，难以用于常规或频繁监测。
研究人员现在将目光转向呼吸，作为一种更快、更实用的肠道健康窗口。当肠道微生物分解人类酶无法处理的饮食成分时，它们会释放挥发性有机化合物（VOCs）。这些VOCs进入血液并被呼出，形成微生物群落的化学“指纹”。圣路易斯华盛顿大学团队解释说，这些微生物衍生的化合物“通过呼出呼吸从体内排出”，其模式可以揭示哪些微生物生活在肠道中。
在圣路易斯华盛顿大学医学院和费城儿童医院最近进行的一项研究中，科学家分析了27名6至12岁健康儿童的呼吸和粪便样本。他们的目标是将呼吸中的特定VOCs与粪便样本中鉴定的微生物相匹配。他们发现，呼吸中测量的VOCs与已知由肠道微生物产生的化合物高度匹配，证实呼吸可以作为肠道微生物组的有效替代指标。换句话说，儿童呼吸中的化合物“与粪便中实际存在的微生物已知产生的化合物相匹配”。
为了进一步测试这种联系，研究人员转向了在无任何肠道微生物环境中饲养的小鼠，然后用特定的细菌组合定植它们。在这些无菌动物中，呼吸VOC谱再次反映了引入的微生物，强化了肠道细菌跨物种塑造“呼吸挥发物组”的观点。
该团队还探索了呼吸分析如何帮助特定疾病。儿童哮喘与肠道中丝状真杆菌（Eubacterium siraeum）丰度增加相关。通过比较健康儿童和哮喘儿童的呼吸和粪便样本，研究人员表明，呼吸谱可以预测哮喘儿童中E. siraeum的丰度。这表明，基于呼吸的测试可能检测到影响呼吸道状况的早期微生物组变化，可能在症状恶化之前。
临床医生在儿科和新生儿护理中看到了特别的前景。高级作者安德鲁·L·考医学博士、哲学博士指出：“对肠道微生物组健康的快速评估可以显著提升临床护理，尤其是对幼儿。”他补充说，“早期检测可能导致对早产儿过敏和严重细菌感染等疾病的及时干预”，突显了简单的呼吸测试如何指导更早、更有针对性的治疗。
由于呼吸采集无痛且无创，它特别吸引那些可能无法耐受频繁抽血或侵入性采样的脆弱人群。例如，对早产儿进行常规筛查可能会揭示危险感染前的微生物组紊乱，使临床医生能够更早干预。
这项发现于2026年1月发表在《细胞代谢》杂志上，为开发针对微生物组相关疾病的临床级呼吸诊断工具奠定了基础。基于早期用于传染病的呼吸测试，未来设备可能允许患者只需向手持仪器中呼气，该仪器就会报告肠道健康状况并标记危险的细菌模式，最终使医生能够量身定制预防和治疗方案。
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