我们的细菌比我们想象的更个性化，斯坦福医学院领导的研究表明
斯坦福医学院的研究人员及其同事追踪了86人的肠道、口腔、鼻子和皮肤细菌长达六年，以评估什么构成了健康的微生物组。
我们微生物组中独特的部分是最稳定的，斯坦福医学院的研究人员及其同事发现。
居住在你体内的数万亿细菌——统称为微生物组——似乎对你来说是独一无二的，就像指纹一样。这是对86人的肠道、口腔、鼻子和皮肤微生物组进行详细研究的一个结论。在六年的时间里，每个人微生物组中持续存在的细菌是那些最特别的个体，而不是整个人群共有的。
“我们的结果强调了我们每个人体内都有个性化的微生物组，这对我们是特别的，”斯坦福W. Ascherman, MD, FACS遗传学教授，斯坦福基因组学和个性化医学中心主任Michael Snyder博士说。“你的遗传、饮食和免疫系统都在塑造这个生态系统。”
这项新研究由Snyder领导，与2023年去世的杰克逊实验室生物学家George Weinstock合作，是国家卫生研究院综合人类微生物组项目的一部分，并于3月12日发表在《Cell Host & Microbe》上。
研究还发现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，也不太多样化。
“我们认为，随着胰岛素抵抗，血液中改变的脂质、蛋白质和其他代谢物改变了微生物组可用的营养物质，并影响了这些细菌的生长，”遗传学博士后学者，该论文的主要作者Xin Zhou博士说。
长期追踪
科学家们最近开始认识到人类微生物组在健康和疾病中的作用。但是微生物组的巨大规模——平均每个人体内大约有39万亿微生物——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个理想的微生物组组成，以及改变某人的微生物是否可以缓解疾病。
Snyder、Zhou及其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微生物如何随着短期感染或慢性疾病的发生而变化。他们每季度从86名年龄在29至75岁的人收集粪便、皮肤、口腔和鼻子的微生物组样本。当参与者患有呼吸道疾病、接种疫苗或服用抗生素时，还会在五周内额外收集三到七个样本。每个微生物组样本都进行了基因测序，以揭示它包含的细菌。
同时，研究人员还收集了大量其他临床数据，以研究各种因素如何与微生物组的变化相关。
总共，研究人员分析了5432个生物样本，并生成了118,124,374个测量值。
“在这么长的时间内研究不同身体部位的微生物，让我们第一次能够将整个微生物组视为一个单一的、流动的系统，”Snyder说。
关注稳定性
确认了以往研究中的发现，新研究揭示了一些通常在健康人的微生物组中发现的细菌，以及在感染和其他疾病期间人们微生物组的显著变化。然而，比细菌的个别类型更能说明问题的是微生物组的稳定性。在健康期间，一个人的微生物组很少经历剧烈变化。在感染期间，或在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，当你像感冒一样生病时，你的微生物组会有这种暂时的变化；它变得非常失调，”Zhou说。“对于糖尿病来说，这种特征在很多方面是相同的，只是它是长期的，而不是暂时的。”
当研究人员专注于哪些微生物最有可能在多年过程中发生变化时，他们惊讶地发现，最特别的个体细菌是最稳定的。
“很多人会怀疑我们之间共享的细菌是最重要的，因此也是最稳定的，”Snyder说。“我们发现了完全相反的情况——个人的微生物组是最稳定的。这进一步表明，我们个人的微生物组，与其他人的不同，对我们的健康非常重要。这是有道理的，因为每个人都有不同的健康基线。”
数据还揭示了另一个惊喜：身体不同部位的微生物组高度相关。尽管存在不同类型的细菌，但当一个身体区域的微生物组发生变化时，其他区域也会发生变化。例如，如果鼻腔细菌在呼吸道感染开始时发生变化，肠道、口腔和皮肤微生物也会很快开始变化。当肠道细菌随着糖尿病变化时，皮肤、口腔和鼻子上的细菌也会变化。
与健康的联系
根据整个研究过程中采集的血液样本，Snyder的团队怀疑免疫系统是连接身体不同区域微生物的共同环节——也是连接微生物组内整体健康的环节。血液中某些免疫蛋白的水平与微生物组同步变化。此外，血液中的脂质——脂肪——也与微生物组稳定性的变化有关，解释了与糖尿病的一些联系。
该小组确定了几种影响微生物组的环境因素：例如，微生物可预测地随着季节变化，这可能是由于湿度和阳光水平的变化以及新鲜食物的可用性。但这些环境因素，包括饮食，仍然没有解释人与人之间的大部分差异。
研究人员表示，新数据排除了每个人都应该努力实现一个黄金标准微生物组以获得最佳健康的想法。
“相反，我们正在朝着这个想法发展，即我们有一个个人微生物组，对我们自己的代谢和免疫健康至关重要。我们的代谢和免疫健康也极大地影响我们的微生物组——它们都是相互联系的。微生物组在人与人之间差异巨大，”Snyder说。“你如何喂养它，它暴露于什么可能对你的健康产生重大影响，我们仍然需要在很多方面解决这个问题。”
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。
这项研究的资金由国家卫生研究院共同基金人类微生物组项目（资助U54 DE023789-01, U54 DK102556-03, R01 DK110186-05, S10 OD020141-01, R01 AT010232-04, UL1 TR001085, P30 DK116074和S10 OD023452-01）、Leona M.和Harry B. Helmsley慈善信托基金以及创新药物加速器提供。
关于斯坦福医学院
斯坦福医学院是一个综合的学术健康系统，包括斯坦福医学院和成人及儿童医疗保健交付系统。它们共同通过合作研究、教育和临床护理，为患者发挥生物医学的全部潜力。欲了解更多信息，请访问med.stanford.edu。
