我們的身體不僅僅是人類——它是我們體內或體表數萬億微生物的家。事實上，我們腸道內的微生物比體內的微生物還要多。銀河系中的星星。這些微生物對人類健康至關重要，但科學家仍在弄清楚它們到底有什麼作用以及它們如何提供幫助。
在一項新研究中，發表於自然微生物學我和我的同事探索了某些腸道細菌如何保護我們免受有害細菌（腸桿菌科細菌）的侵害。
這些細菌包括以下物種大腸桿菌（大腸桿菌）。少量通常是無害的，但如果增長過多，可能會導致感染和其他健康問題。
我們發現，由飲食等因素塑造的腸道環境在控制潛在有害細菌方面發揮重要作用。
為了得出這一結論，我們分析了來自 45 個國家的 12,000 多個糞便樣本。利用 DNA 定序技術，我們能夠識別和量化每個樣本中檢測到的微生物。我們發現，患有腸桿菌科細菌的人的腸道微生物組組成與沒有腸桿菌科細菌的人有根本不同。
透過分析這些微生物及其基因，我們可以準確預測（大約 80% 的情況）某人的腸道中是否存在腸桿菌科細菌。這表明我們腸道中的細菌類型與有害物種是否可以接管密切相關。
進一步挖掘，我們發現了兩組細菌：與腸桿菌科細菌一起繁盛的細菌（所謂的「共殖民者」）和很少一起發現的細菌（「共排除者」）。
一種稱為糞桿菌的共排除細菌尤其重要。它透過分解我們飲食中的各種纖維來產生稱為短鏈脂肪酸的化學物質。這反過來又可以阻止腸桿菌科細菌等有害細菌的生長。
這些脂肪酸的存在是我們在共排斥者和共殖民者之間觀察到的最強訊號之一。他們也曾被之前有牽連具有廣泛的健康益處，例如減少發炎和改善腸道功能。
我們的研究中另一個有趣的觀察結果是，共殖民者（與腸桿菌科細菌一起生活的細菌）更具適應性。它們具有分解不同營養物質的不同能力，並且能夠在也適合腸桿菌科的環境中生存。
這尤其令人驚訝，因為先前對小鼠的研究表明，吃相同類型食物和營養素的細菌很難在腸道中共存。
這再次表明，腸道環境條件（營養物質、pH值、氧氣水平）是決定一個人的腸道是否會被腸桿菌科細菌定植的主要因素。
比益生菌更有效
我們的發現可能會帶來無需抗生素即可預防和治療感染的新方法。例如，我們可以增強共排除菌的活性或創造支持其生長的飲食，而不是直接殺死有害細菌（這也會損害有益細菌）。
這種策略可能比直接服用益生菌更有效，因為添加到腸道的新細菌先前已被證明只能在腸道中存活有限的時間。我們也可以針對有害細菌賴以生存的特定途徑，從而減少它們的威脅。
雖然我們的研究提供了新的重要見解，但仍有許多東西需要學習。許多地區，包括南美洲和非洲的部分地區，在微生物組研究中的代表性不足。這限制了我們對不同族群腸道細菌差異的理解。
此外，雖然我們的研究強調了重要的模式和交互作用，但我們尚未完全理解這些關係背後的原因和機制。
未來的研究將整合其他工具，例如代謝組學（研究微生物產生的化學物質）和轉錄組學（研究基因如何活化），以更清晰地了解腸道生態系統如何為我們的健康帶來益處。
此外，下一步應專注於設計研究，以測試特定類型的飲食（例如，高纖維與低纖維）是否會長期影響潛在有害細菌和其他疾病的發生率。
透過更了解微生物如何在我們的腸道中相互作用和交流，我們可以開發更精確的非抗生素療法來預防未來的感染。
