科学家发现了一种基于肠道细菌相互作用区分健康与疾病微生物组的新方法。他们将这种方法命名为生态网络平衡指数（ENBI），用于评估微生物群落是由竞争还是合作主导。
《营养洞察》采访了该研究的作者、美国罗格斯健康中心先进生物技术与医学中心主任Martin Blaser博士，他表示这一指标显示出与营养、代谢健康和疾病抵抗力的潜在关联。不过，ENBI需要科学家进一步应用和验证后才能用于研发或个性化营养。
他的团队发现，当将ENBI应用于现有数据时，它能有效区分健康人群与包括结直肠癌在内的多种疾病患者。这种检测在疾病进展过程中尤其有价值，例如通过分析粪便样本测量变化。
此外，这项发表在《科学》杂志上的研究强调，肠道健康不仅取决于存在的细菌种类，还取决于它们之间的相互作用。这提示我们应从一个系统的角度理解肠道疾病，为实现更早的检测、针对性的干预以及更有效的基于微生物组的治疗提供了可能。
来自美国罗格斯大学和普林斯顿大学的研究人员与西班牙格拉纳达大学合作，利用计算机模拟创建了ENBI。
“好菌”与“坏菌”？
Blaser指出，传统的肠道微生物组分析主要关注多样性，或者“好菌与坏菌”的数量。然而，仅靠多样性不足以定义微生物组的状态，因为一个失调的群落可能具有低多样性或高多样性。
“我们根据群落净代谢相互作用来定义它们——这些群落是净合作性的还是竞争性的？”
“我们发现，在健康的群落中，竞争占主导；但在失调的群落中，一群合作性的生物体占主导——可以想象它们像‘小帮派’一样抢走所有好的资源。竞争制衡了它们。”
在未来的治疗研究中应用ENBI
根据Blaser（同时担任医学、病理学与实验室医学教授）的说法，微生物之间的合作与竞争模式可以揭示对饮食反应、代谢健康和疾病抵抗力的更深层次理解。但目前还没有足够的数据来理解这些细节。
“ENBI是一个研究工具——使用它的研究人员越多，我们就能越快回答这些问题，”Blaser指出。
此外，他表示这种基于相互作用的指标最终可能用于营养研发或消费者测试。“但我们已进行的基础研究需要进一步应用，并转化为更现实世界的问题。”
“我期待看到其他科学家如何应用这种观察微生物组的新方法。”
研究微生物模式
研究的合著者、Henry Rutgers微生物组与健康教授Maria Gloria Dominguez-Bello指出，研究表明当微生物组自我重组时，疾病就会出现。
“在炎症性肠病、艰难梭菌感染、肠易激综合征和结直肠癌等疾病中，细菌会形成更合作、紧密连接的群体，这些群体能够主导并破坏正常功能。”
观察到细菌主要有两种行为方式：一种是与健康相关的多样化、竞争状态；另一种是由与疾病相关的小型、紧密连接的细菌合作群体主导。
资深作者Bonachela补充说，这种模式可能帮助专家更早地识别问题。“理论上，仅通过粪便样本就可以测量它，这是一种非常非侵入性的监测肠道健康的方法，”这位罗格斯环境与生物科学学院的副教授说。
第一作者Roberto Corral López解释说：“起初，我们只是在测试模型能否再现真实微生物组的基本特征。但很早我们就发现它自然地产生了两种不同的模式。”
这促使团队将他们的模拟结果与患者的DNA进行比较。当检查数据时，他们观察到了相同的模式，López说。他是西班牙Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional的博士后副研究员。
关于益生菌和粪菌移植的问题
研究人员认为，他们的发现可能还有助于解释肠道健康疗法（如益生菌或粪菌移植）有时成功或失败的原因。
“治疗通常基于需要特定细菌存在的理念，”Bonachela说。“但如果问题不是这个，而是关键的关系缺失了，那么仅仅添加细菌就不会起作用；需要重建那些关系。”
“粪菌移植的有趣之处不在于引入了物种，”他补充道。“而在于你引入了一个完整的群落，因此保留了让该群落保持健康的相互作用。不是某些细菌必须存在，它们必须与正确的伙伴一起存在。”
此外，Corral López表示，这项研究可能使基于微生物组的治疗更具可预测性。
“目前，供体选择主要基于可用性和基本的健康筛查。我们的工作打开了根据微生物群落相互作用网络如何匹配来选择供体的可能性，而不仅仅是看存在哪些物种。这可以帮助我们设计针对每个患者微生物组量身定制的治疗，而不是依靠试错。”
Bonachela补充道：“我们正在努力理解这些系统如何运作，以便真正改变人们的生活。”
肠道健康成为头条
关于肠道健康的研究正在蓬勃发展，为产品开发带来了新的机遇。
例如，剑桥大学的研究人员将更高水平的“隐藏”肠道细菌群CAG-170与更好的健康联系起来，而低水平则与肠易激综合征、肥胖和其他疾病相关。另一项研究发现，常见的肠道细菌与人体免疫系统有直接的蛋白质水平对话。
对于婴儿，其他专家将肠道细菌绘制成图谱，揭示了创造新的定制益生菌的机会。该图谱包含来自48个国家的多样菌株，其中一些在商业益生菌中找不到，他们认为这些商业益生菌已经过时且效果不佳。
与此同时，全球科学家首次建立了肠道健康的明确定义：“一种正常的胃肠功能状态，没有活动性胃肠疾病和影响生活质量的肠道相关症状。”
此外，一项实验室研究发现，八种常见的食品添加剂在实际剂量下并未破坏肠道微生物组。
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