研究小组将那些主要产生短链脂肪酸的微生物群落称为“基石菌群”,因为它们通过分泌短链脂肪酸来降低肠道pH值,抑制条件致病菌的过度繁殖,类似于森林中大树作为“基石物种”对维持生态平衡的作用。而条件致病菌构成的群落则被称为“病原性菌群”,而非“病菌群”或“有害群”,因为这些细菌在数量适中时对维持人体免疫系统的正常功能至关重要,是人体核心微生物群的一部分;只有当它们的数量失控时,才会对健康构成威胁。
在对110名2型糖尿病患者进行的高纤维饮食干预的随机对照试验中,研究团队开发了一种高分辨率的菌群测序和大数据分析技术。他们将肠道细菌根据其协作或竞争的行为模式划分为不同的“功能群”,并筛选出在多个时间点都能保持稳定协作或竞争关系的141株细菌。最终,他们发现了一个类似“跷跷板”的网络结构模型,这些细菌群通过相互之间的“此消彼长”影响着人体健康。
研究发现,通过精确的营养干预可以调整肠道中两大功能群的平衡,增强基石功能群的优势,从而改善患者的健康。赵教授指出,这些菌群比例的变化比疾病症状更早出现,为个性化的疾病预防、治疗和健康管理提供了新途径。
该团队进一步整合了晚期黑色素瘤、B细胞淋巴瘤、炎症性肠病和类风湿关节炎的11项免疫治疗临床试验数据,利用“跷跷板”模型预测患者对免疫疗法的反应,准确度达到临床应用水平。这一发现有助于医生在治疗前预测患者对不同疗法的反应,优化治疗方案,提高治疗的精准度和效果。
赵立平教授认为,利用肠道微生物进行治疗是医学发展的未来方向。肠道微生物不仅影响肠道健康,还涉及全身免疫和远端器官的健康,因此,肠道菌群的干预将成为未来疾病治疗的重要组成部分。
关于饮食干预是否能真正改变患者的菌群结构,赵立平教授区分了两种肠道菌群失调类型:
“D型失调”:基石功能群多样性未减少但数量不足,需要通过补充膳食纤维等营养促进其增长,恢复菌群平衡。
“L型失调”:基石功能群种类严重缺失,常见于长期抗生素使用或严重肠道感染后,需要重新引入关键细菌并提供特定营养,以恢复健康菌群特征。
赵立平教授透露,未来的研究将聚焦于基石功能群,开发临床检测和治疗方案,并在多种疾病中验证其效果。他们已经开发了个性化检测技术、营养支持技术和菌群移植技术,能够根据患者的具体情况进行个性化干预。这些技术已标准化,相关试剂盒等工具已完备,可广泛应用于不同疾病患者的菌群调整。
赵教授呼吁医学界和社会各界共同努力,深入合作,专注于菌群恢复和维护。他强调,这项研究不仅揭示了肠道核心菌群成员及其生态规律,也为精准医学和个性化医疗领域指明了新方向,特别是对于糖尿病等日益普遍的疾病,通过调整肠道菌群失衡状态,可以为患者带来新的希望。