新研究表明我们的细菌比我们想象的更加个性化

以您的身体为家的数万亿细菌(统称为微生物组)似乎对您来说是独一无二的，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后得出的结论。在六年的时间里，在每个人的微生物组中最持久存在的细菌是那些对个人来说最特殊的细菌，而不是整个人群共有的细菌。

“我们的研究结果强调了这样一个观点，即我们每个人的体内都有对我们来说特殊的个体化微生物组，”斯坦福大学W.Ascherman医学博士、FACS遗传学教授兼斯坦福中心主任MichaelSnyder博士说。基因组学和个性化医疗。“你的基因、你的饮食和你的免疫系统都在塑造这个生态系统。”

这项新研究由斯奈德与2023年去世的杰克逊实验室生物学家乔治·温斯托克(GeorgeWeinstock)合作领导，是美国国立卫生研究院综合人类微生物组项目的一部分，并在线发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。

该研究还发现了微生物组与健康之间的一些相关性：例如，2型糖尿病患者的微生物组稳定性较差且多样性较低。

“我们认为，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组可用的营养物质，并影响这些细菌的生长，”博士后学者XinZhou博士说遗传学博士和论文的主要作者。

长期跟踪

科学家最近对人类微生物组在健康和疾病中的作用有了认识。但微生物组规模庞大(平均人体内约有39万亿个微生物)，而且它会不断变化，这使得研究变得困难。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。

斯奈德、周和他们的同事开始对人们的微生物组进行长达六年的跟踪，以更好地了解个体体内的微生物在短期感染或慢性疾病发作时如何发生变化。他们每季度从86名年龄在29岁至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、接受疫苗接种或服用抗生素时，我们会在五周内额外采集三到七个样本。每个微生物组样本都经过基因测序，以揭示其中所含的细菌。

与此同时，研究人员收集了有关参与者健康状况的大量其他临床数据，以研究各种因素如何与微生物组的变化相关。

研究人员总共分析了5,432个生物样本并生成了118,124,374个测量值。

斯奈德说：“在这么长的一段时间内研究来自不同身体部位的微生物，使我们第一次将整个微生物组视为一个单一的流体系统。”

注重稳定性

这项新研究证实了之前研究的发现，揭示了健康人微生物组中经常发现的一些细菌，以及在感染和其他疾病期间人们的微生物组发生了显着变化。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。在感染期间或糖尿病的发展过程中，组成微生物组的细菌波动更大。

“我们发现，当你患上感冒之类的疾病时，微生物群会发生暂时的变化;它会变得非常失调，”周说。“对于糖尿病来说，这种特征在很多方面都是相同的，只不过它是长期的而不是暂时的。”

当研究人员关注哪些微生物在多年来最有可能发生变化时，他们惊讶地发现，对个体最特殊的细菌是最稳定的。

“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，”斯奈德说。“我们发现完全相反——个人微生物组是最稳定的。这进一步表明，我们的个人微生物组与其他人的个人微生物组不同，对我们的健康至关重要。这是有道理的，因为所有人都有不同的健康基线。”

这些数据还带来了另一个惊喜：体内不同部位的微生物组高度相关。尽管存在不同类型的细菌，但当身体某一区域的微生物组发生变化时，其他区域的微生物组也会发生变化。例如，如果鼻腔细菌在呼吸道感染发生时发生变化，那么肠道、口腔和皮肤微生物也会很快开始变化。当肠道细菌因糖尿病而发生变化时，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，斯奈德的团队怀疑免疫系统是连接身体不同区域的微生物以及连接微生物组内整体健康状况的共同纽带。血液中某些免疫蛋白的水平与微生物组同步变化。此外，脂质(血液中的脂肪)也与微生物组稳定性的变化有关，这解释了与糖尿病的一些联系。

该小组查明了在塑造微生物组方面发挥作用的几个环境因素：例如，微生物可以预见地随着季节而变化，这可能是由于湿度和阳光水平以及新鲜食物供应的变化所致。但这些环境因素，包括饮食，仍然无法解释人与人之间的大部分差异。

研究人员表示，新数据为“每个人都应该努力实现最佳健康状态的黄金标准微生物组”的想法扫清了障碍。

“相反，我们正在朝着这样的想法发展：我们拥有一个对我们自己的代谢和免疫健康极其重要的个人微生物组。我们的代谢和免疫健康也极大地影响我们的微生物组——它们都是紧密相连的。不同个体之间的微生物组差异巨大。人们，”斯奈德说。“你如何喂养它以及它所接触的环境可能会对你的健康产生重大影响，我们仍然需要通过多种方式来解决这个问题。”

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。