即使在细菌领域,关系似乎也是关键所在。一项研究表明,健康更多取决于肠道微生物如何相互作用,而非单个菌种本身。
这项发表在《科学》杂志上的研究揭示了菌群失调(肠道微生物群落失衡)的重要性,并展示了微生物组内部的相互作用如何作为区分健康与疾病的标志。
该研究还提出了粪菌移植(通过恢复整个微生物群落并维持其健康互动,而非关注单一菌种)之所以有效的一种潜在解释。
主要研究者、现为西班牙卡洛斯一世理论与计算物理研究所博士后研究员的Roberto Corral López博士表示,这项工作可能使基于微生物组的疗法获得更可预测的结果。
“目前,供体选择主要基于可用性和基本的健康筛查,”他解释道。
“我们的工作开启了根据微生物群落的相互作用网络匹配程度(而不仅仅是看有哪些菌种)来选择供体的可能性。”
“这有助于我们设计针对每位患者微生物组量身定制的治疗方案,而非依赖于试错法。”
肠道微生物群落的失衡与多种疾病相关,包括肥胖、糖尿病、炎症性肠病和结直肠癌。
先前的研究已提示,健康与菌群失调可能代表不同的群落状态。
然而,大多数定义菌群失调的尝试都旨在寻找健康与患病群落之间不同的细菌类群或功能,或者假设多样性降低是疾病的标志。
为了获得更全面的理解,研究团队开发了一个代谢显式模型,其中细菌间的相互作用自然源于对共享资源的竞争和交叉喂养。
他们捕捉了真实微生物组中典型的宏观生态模式和功能冗余,揭示了微生物群落是由竞争性互动还是合作性互动主导。
结果显示,健康与患病肠道的驱动因素更多地在于微生物如何相互作用,而非单个菌种本身。
微生物自然地分为两种截然不同的模式,表明健康和疾病是两种根本不同的生态状态。
健康状态与多样化、竞争性的相互作用相关,而在疾病状态下,微生物重组为更紧密联系的共生体。
研究团队还开发了一个名为“生态网络平衡指数”(ENBI)的指标,用于衡量正向与负向相互作用的相对贡献,并可靠地区分健康与疾病。
当应用于现有数据时,ENBI始终能将健康个体与不同疾病的患者区分开。例如,该指数随着结直肠癌的发展而升高。
“这项工作表明,肠道健康不仅取决于存在哪些细菌,还取决于它们如何相互作用,”来自新泽西州罗格斯大学的研究人员Maria Gloria Dominguez-Bello博士表示。
“治疗通常基于这样的理念:需要特定的细菌存在,”罗格斯大学的另一位研究员Juan Bonachela博士补充道。
“但如果问题不在于此,而在于关键的关系缺失,那么仅仅添加细菌是没用的;必须重新建立那些关系。”(图片来源:Larry Washburn / Getty Images)
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