粪便微生物移植（FMT）曾被宣传为一种治疗多种疾病的方法，包括炎症性肠病、肥胖症、2型糖尿病甚至自闭症。然而，芝加哥大学的一项新研究却警告人们不要随意广泛使用FMT，因为这种疗法可能会给接受者带来长期且意外的健康后果。
FMT通过将健康人的粪便中所含的微生物转移至患者体内，试图恢复其肠道微生物组的健康平衡。由于粪便主要含有来自结肠的厌氧微生物（即这些微生物无法在氧气环境中生存），当这些细菌定植于小肠或其他消化系统部位时，可能会导致肠道生态系统的不匹配。
在针对小鼠的实验以及对人体组织样本的研究中，研究人员发现，来自结肠的厌氧微生物不仅在单次移植后成功定植于小肠，而且能够在那里持续存在数月之久。这些微生物还改变了它们的新肠道环境，以适应自身需求，“改造”了宿主的代谢、行为和能量平衡。
“我认为这对整个领域来说是一个警钟，也许我们不应该随便将大肠微生物植入到本不应属于它们的肠道部分，”奥兰多·德莱昂博士（Orlando (Landon) DeLeon, PhD）表示。他是芝加哥大学的一名博士后研究员，也是这项新研究的第一作者，该研究发表在《细胞》杂志上。“如果我们正在设计良好的治疗方法，就应该意识到将区域性微生物组与其适当环境相匹配的重要性，从而为患者提供更好的整体健康效益。”
一个复杂多样的生态系统
目前，美国食品药品监督管理局（FDA）仅批准FMT用于治疗反复发作的艰难梭菌（Clostridium difficile, C. diff）感染。这是一种机会性细菌，通常会导致因抗生素治疗而住院的患者出现严重的胃肠道症状和炎症。看到FMT在治疗C. diff患者方面的成功，许多医生热衷于将其应用于其他消化系统疾病的治疗。研究人员了解到，肠道微生物组的健康状况会影响人体所有重要器官和系统，因此，他们认为用“健康”的肠道微生物组替代“生病”的肠道微生物组可以一次性解决问题。
然而，肠道并不是一个由相同微生物组成的单一环境；相反，它包含了几个截然不同的区域，每个区域都是完全不同的微生物生态系统，专门适应特定微生物的功能，从而为宿主健康提供支持。
“在整个肠道中都存在微生物，但我们主要研究的是最后三分之一的部分（结肠），”德莱昂说。“那么，你怎么能指望用来自肠道末端三分之一处的微生物进行FMT，就能修复整个肠道呢？”
为了测试FMT对肠道不同部位的影响，德莱昂与资深作者、芝加哥大学马丁·博伊尔医学教授尤金·张博士（Eugene B. Chang, MD）及其团队开展了一系列小鼠实验。一组小鼠接受了来自空肠（小肠的第一部分）的微生物移植；另一组接受了标准FMT；第三组则接受了来自盲肠（连接小肠和大肠的部分，包含两者的混合微生物）的移植。
接受FMT的患者通常会先接受抗生素治疗，以清除肠道中原有的微生物，为新移植的微生物腾出空间——但有时这些微生物会定植在错误的地方。测试显示，来自这些移植的微生物成功地在整个小鼠肠道中定植，而不仅仅是它们原本的生态位。这种区域性的肠道错配在单次移植后持续了长达三个月。
改变后的微生物组还影响了每个肠道区域的代谢物生产，这可能对宿主健康产生影响。研究人员观察到肝脏代谢的变化，包括与免疫功能相关的基因活动变化。他们还注意到小鼠在接受移植后进食行为、活动水平和能量消耗发生了差异。
最引人注目的发现是，错误的微生物出现在错误的位置会重塑组织身份，使其更适合这些微生物的生存。德莱昂发现，这种错配改变了肠道内衬中的基因和蛋白质表达，使其更接近这些微生物原先或本土肠道区域的表达水平。
“就像它们在对环境进行工程改造或‘地球化’，以帮助自己适应，”德莱昂说。
“全微生物移植”方法
张博士表示，这项研究强调了在充分了解将一组微生物引入新环境的长期影响之前，我们需要更加谨慎地对待FMT。
“除了知道FMT包含一系列微生物外，我们对其具体成分一无所知，”张博士说。“但即使是单次FMT也会改变宿主与微生物之间的关系，尤其是在肠道非常不同的区域，这些变化可能很难逆转。”
德莱昂和张博士都提倡采用“全微生物移植”（OMT）方法，而不是传统的FMT。这种方法会将来自肠道各个区域的微生物进行移植，而不仅仅是主要来自结肠的微生物。无论是通过内窥镜还是药丸形式，这些微生物都能够自然地找到适合自己的位置，尤其是在与其他习惯占据某个区域的微生物竞争时。
“如果有空位，总会有东西填补它，”德莱昂说。“但那些本应存在于那里的微生物更适合这个位置，所以即使在其他微生物存在的情况下，它们也更有可能自然地填补这个空位。”
德莱昂计划继续研究不同微生物如何在肠道的不同部位发挥作用，他将利用单细胞测序和代谢组学等方法追踪它们的活动。他还探索如何恢复因微生物错配而被“改造”的肠道区域，使其恢复到原始状态，这可能有助于恢复正常的肠道功能。这种更深入的理解可能会推动微生物移植应用的改进，最终帮助其实现巨大的潜力。
这项题为“粪便微生物移植引起的区域性微生物错配对宿主产生持久的非目标性后果”的研究得到了美国国立卫生研究院/国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所及芝加哥大学胃肠病研究基金会的支持。
(全文结束)
