剑桥（英国），1月12日（The Conversation）——我们身体不仅是人的，也是数万亿微生物的家园。事实上，我们肠道中的微生物比银河系中的恒星还要多。
这些微生物对人体健康至关重要，但科学家仍在研究它们的具体作用及其如何帮助我们。在一项发表于《自然微生物学》的新研究中，我和同事们探讨了某些肠道细菌如何保护我们免受有害细菌（如肠杆菌科细菌）的侵害。这类细菌包括大肠杆菌（Escherichia coli），少量存在时通常无害，但如果大量繁殖则可能引发感染和其他健康问题。
我们发现，肠道环境（由饮食等因素塑造）在控制潜在有害细菌方面起着重要作用。为了得出这一结论，我们分析了来自45个国家超过12,000份粪便样本。利用DNA测序技术，我们能够识别并量化每个样本中的微生物。我们发现，携带肠杆菌科细菌的人群与未携带者的肠道微生物组成有显著差异。
通过对这些微生物及其基因进行分析，我们可以准确预测（约80%的时间）某人是否在其肠道中含有肠杆菌科细菌。这表明我们肠道中的细菌种类与有害物种是否会占据主导地位密切相关。
进一步的研究发现了两类细菌：一类是在肠杆菌科细菌存在时茁壮成长（称为“共栖者”），另一类则很少与之共同存在（称为“排斥者”）。其中一种特别重要的排斥者细菌是Faecalibacterium。它通过分解我们饮食中的各种纤维产生化学物质——短链脂肪酸，从而阻止有害细菌如肠杆菌科细菌的生长。
这些脂肪酸的存在是我们观察到的共栖者与排斥者之间最强的信号之一。它们还被发现与多种健康益处有关，例如减少炎症和改善肠道功能。
另一个有趣的发现是，共栖者（与肠杆菌科细菌共存的细菌）更具适应性。它们具有分解不同营养物质的多样能力，并能在适合肠杆菌科细菌生存的环境中存活。这尤其令人惊讶，因为之前在小鼠中的研究表明，吃相同类型食物和营养物质的细菌很难在同一肠道中共存。
这再次证明，肠道环境条件（如营养、pH值、氧气水平）是决定一个人是否会被肠杆菌科细菌定植的主要因素。
相比益生菌，这种方法可能更有效。例如，与其直接杀死有害细菌（这也会伤害有益细菌），我们可以增强排斥者或制定支持其生长的饮食方案。这种策略可能比直接服用益生菌更有效，因为新添加到肠道中的细菌通常只能在肠道内存活有限时间。我们还可以针对有害细菌用于生存的具体途径，使其威胁减小。
尽管我们的研究提供了新的重要见解，但仍有许多未知之处。许多地区（如南美洲和非洲的部分地区）在微生物组研究中代表性不足，限制了我们对不同人群肠道细菌变异的理解。此外，虽然我们的研究揭示了重要模式和相互作用，但我们尚未完全理解这些关系背后的因果机制。
未来的研究将结合代谢组学（研究微生物产生的化学物质）和转录组学（研究基因激活情况）等额外工具，以更清晰地了解肠道生态系统如何促进我们的健康。下一步应集中设计研究，测试特定类型的饮食（如高纤维与低纤维）是否会影响潜在有害细菌和其他疾病的发生率。
通过更好地理解肠道微生物之间的互动和交流，我们可以开发更精确的非抗生素疗法来预防未来的感染。
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