微生物组的个性化：人体内哪些细菌活得最好？是对个人独特的细菌，还是人群共有细菌？

斯坦福大学医学院的研究人员和他们的同事对86人的肠道、口腔、鼻子和皮肤细菌进行了长达6年的跟踪调查，试图评估健康微生物群的构成，发现在每个人的微生物群中存活得最好的细菌是那些对个人最特殊的细菌，而不是整个人群共有的细菌

　　

以你的身体为家的数万亿细菌——统称为微生物群——对你来说似乎是独一无二的，就像指纹一样。斯坦福大学医学院的研究人员发现，我们的微生物群中最独特的部分是最稳定的。这是对86人的肠道、口腔、鼻子和皮肤微生物群进行详细研究后得出的结论。在六年的时间里，在每个人的微生物群中存活得最好的细菌是那些对个人最特殊的细菌，而不是整个人群共有的细菌。这项新研究是美国国立卫生研究院综合人类微生物组项目的一部分，由斯奈德与杰克逊实验室的生物学家George Weinstock合作领导，他于2023年去世，研究结果于3月12日发表在《Cell Host & Microbe》杂志上。该研究还发现了微生物组与健康之间的几种相关性：例如，2型糖尿病患者的微生物组不太稳定，多样性也较差。

长期跟踪

科学家们最近对人类微生物群在健康和疾病中的作用有了新的认识。但是，微生物群的庞大规模——一个普通人体内大约有39万亿个微生物——以及它不断变化的事实，使得研究变得困难。研究人员一直在努力确定是否存在一种理想的微生物组组成，以及改变某人的微生物是否可以减轻疾病。

Snyder, Zhou和他们的同事开始追踪人们的微生物组长达六年，以更好地了解个体体内的微生物是如何随着短期感染或慢性疾病的发作而变化的。他们每季度从86名年龄在29岁到75岁之间的人的粪便、皮肤、口腔和鼻子中收集微生物组样本。当参与者患有呼吸道疾病、接种了疫苗或服用了抗生素时，在五周的时间里，研究人员额外采集了三到七个样本。每个微生物组样本都进行了基因测序，以揭示其所含的细菌。与此同时，研究人员收集了大量关于参与者健康的其他临床数据，以研究各种因素如何与微生物组的变化相关。研究人员总共分析了5432个生物样本，产生了118,124,374个测量值。

Snyder说:“在这么长的一段时间里，研究来自不同身体部位的微生物，让我们第一次把整个微生物群看作一个单一的流体系统。”

注重稳定性

这项新研究证实了之前的研究发现，揭示了在健康人的微生物组中经常发现的少数细菌，以及在感染和其他疾病期间人体微生物组的显著变化。然而，比单个细菌类型更能说明问题的是微生物组的稳定性。在健康时期，一个人的微生物组很少发生剧烈变化。在感染或糖尿病的发展过程中，构成微生物组的细菌波动更大。

“我们发现，当你生病时，比如感冒，你的微生物群会发生这种暂时的变化；它变得非常失调，”遗传学博士后学者、该论文的第一作者周欣博士说。“随着胰岛素抵抗，血液中脂质、蛋白质和其他代谢物的改变会改变微生物群可利用的营养物质，并影响这些细菌的生长，”“对于糖尿病来说，这种特征在很多方面都是一样的，除了它是长期的而不是暂时的。”

当研究人员专注于哪些微生物在多年的过程中最有可能发生变化时，他们惊讶地发现，对个体来说最特殊的细菌是最稳定的。Snyder说:“很多人会怀疑我们之间共有的细菌是最重要的，因此也是最稳定的。”“我们发现了完全相反的情况——个人微生物群是最稳定的。这进一步表明，我们的个人微生物群与其他人的个人微生物群不同，对我们的健康至关重要。这是有道理的，因为它们都有不同的健康基线。”

数据带来了另一个惊喜:身体不同部位的微生物组是高度相关的。即使存在不同类型的细菌，当一个身体部位的微生物群发生变化时，其他部位也会发生变化。例如，如果在呼吸道感染开始时鼻腔细菌发生变化，肠道、口腔和皮肤微生物也会迅速开始发生变化。当肠道细菌随着糖尿病发生变化时，皮肤、口腔和鼻子上的细菌也会发生变化。

与健康的联系

根据整个研究过程中采集的血液样本，Snyder的研究小组怀疑免疫系统是连接身体不同部位微生物的共同纽带，也是连接微生物群整体健康的纽带。血液中某些免疫蛋白的水平随着微生物群的变化而同步变化。此外，血脂——血液中的脂肪——也与微生物群稳定性的变化有关，这解释了与糖尿病的一些联系。

该小组指出了几个影响微生物群形成的环境因素:例如，微生物随着季节的变化而发生可预测的变化，可能是由于湿度和阳光水平的变化以及新鲜食物的供应。但是这些环境因素，包括饮食，仍然不能解释人与人之间的差异。

研究人员说，新的数据否定了存在一个黄金标准的微生物群的想法，即每个人都应该努力达到最佳健康状态。

“我们的研究结果强调了这样一种观点，即我们每个人的体内都有个性化的微生物组，这对我们来说是特殊的，”斯坦福大学医学院遗传学教授、斯坦福大学基因组学和个性化医学中心主任Michael Snyder博士说。“你的基因、饮食和免疫系统都在塑造这个生态系统。”“我们拥有一个个人微生物组，它对我们自己的代谢和免疫健康非常重要。”我们的新陈代谢和免疫健康也会极大地影响我们的微生物群——它们都是联系在一起的。人与人之间的微生物组差异很大，”“你如何喂养它，它接触到什么，可能会对你的健康产生重大影响，我们还需要从很多方面解决这个问题。”

来自牛津大学、俄亥俄州立大学、uBiome、俄勒冈健康与科学大学、耶鲁大学、上海交通大学、浙江大学、德克萨斯理工大学、Agrosavia和康涅狄格大学的研究人员也参与了这项研究。