一日，實驗室師弟端著咖啡找我閒聊：“師兄啊，上次看了你給我推薦的文章，我覺得腸道菌群還挺重要的，病人腸道菌群很影響生存和健康。”
我回復：“那是，還有很多胃腸道疾病，像艱難梭菌感染（CDI），炎症性腸病（IBD）和腸易激綜合症啥的，在老年人中非常普遍，而這些疾病的誘因又和腸道菌群失調脫不開關係，所以有一個健康的腸道菌群對老年人的生活質量和健康壽命非常重要。”
“那你說腸道菌群要是失調了，就沒辦法去治療嗎，比如找一些正常人的健康菌群，移植到已經菌群失調的患者腸道，把菌群養好不就行了麼？”
圖1 糞便菌群移植（Fecal Microbiota Transplantation）示意圖，將健康人的糞便破碎和過濾，只留下含有菌群的過濾液移植給患者。（修改自2019， Wang， J Formos Med Assoc）
“你很聰明嘛，這種方法叫做糞便菌群移植（FMT），FMT在治療老年患者的艱難梭菌感染 方面是安全有效的，但移植後的 6 個月內，老年患者的複發率比年輕患者高多了。”
“那確實有可能，畢竟年輕人恢復能力和適應能力都比較強。你說菌群移植有沒有什麼講究，比如菌群來源一定是找別人的嗎，我能不能趁著自己健康的時候自己把自己的腸道菌群儲存起來，等我腸道菌群失調的時候再移植回去？原湯化原食嘛，我自己的身體會不會更認可熟悉的菌群，會不會更有效啊？”
看著師弟連聲發問，又都問到了點子上，我大喜過望，這是個做研究的好苗子啊！於是我趕緊打開了一個網頁Establishment and resilience of transplanted gut microbiota in aged mice - ScienceDirect：“師弟你來看，這是2022年1月21日，中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所、深圳合成生物學創新研究院戴磊課題組在iScience雜誌發表的題為‘老齡小鼠移植腸道菌群的建立和恢復力（Establishment and resilience of transplanted gut microbiota in aged mice）’的文章。助理研究員王瑩博士、中國科學院大學碩士生湯錦輝為共同第一作者，戴磊研究員為通訊作者。共同作者包括中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所的劉欣安副研究員、王立平研究員，哈佛大學醫學院的劉洋彧教授等。今天師兄心情好給你聊聊這篇文獻。”
圖2 論文截圖
師弟看了看標題：“老齡小鼠移植腸道菌群……他們做的是老齡小鼠啊。”
“是啊，老齡小鼠才能更好地模擬老年人類嘛，他們從上海買來的一批小鼠，可是專門養到20個月那麼大，大概就相當於人類60歲了。”
“他們都幹了啥？”
“他們主要做了三部分，第一部分他們給下小鼠餵食了抗生素，多種抗生素聯用。分了三組平行。分別是餵食清水的ctrl、喂高濃度抗生素的ABH、喂低濃度抗生素的ABD。雖然兩個抗生素組的小鼠腸道菌群絕對數量上可以很快回復（圖3B），但是菌群結構會被嚴重破壞。你看圖3的CD，一直到第8周（56天）腸道菌落都沒有恢復到被破壞前的水平。菌群雖然可以一定程度上自行恢復，但是很慢。”
“嗯，恢復得也確實慢，這要是人類患者，腸道菌群被破壞後等著自行恢復，估計要等很久，患者肯定會受很多折磨。”
圖3 老齡小鼠腸道菌群的自動恢復過程。Ctrl意為控制組，餵食清水，ABH為餵食高濃度抗生素，ABD為餵食低度抗生素。A為實驗過程示意圖，實驗過程持續56天（8周）；B圖為三組小鼠腸道微生物的總量；CD圖為三組小鼠腸道微生物的多樣性，餵食清水的小鼠腸道菌群多樣性高，但餵食抗生素的小鼠其腸道微生物的多樣性一直到第八週都沒有完全恢復。
“所以這個時候就凸顯出菌群移植的必要性了，他們下一步的工作就是比較了自行恢復和菌群移植，看一下菌群移植是不是能讓小鼠的腸道菌群恢復得更快。你看第二部分的圖4，實驗人員做了兩種糞便菌群移植，一種是從北京買過來另一群2個月大的年輕小鼠，由於兩組小鼠來自不同的地方，因此他們的腸道菌群是完全不同的。這樣的對於抗生素處理過的小鼠來說這是“異體移植，Heterologous，FMT-H”了。”
“另一種呢？”
“另一種是研究人員已經提前儲存了使用抗生素治療前的小鼠糞便，所以稱作自體移植，Autologous， FMT-A。”
“自行恢復（SR），異體移植（FMT-H），自體移植自體移植（FMT-A），也就是一共三組。”
“沒錯，你看圖4B，C，無論是自體和異體菌群移植，腸道菌群多樣性的恢復時間大大縮短，從8周加快到3周。在抗生素處理後第21天，自體和異體菌群移植分別成功地在新宿主中建立起了新的菌群狀態，並且組成接近於供體的菌群組成（圖4D-F）。研究者還測定了治療前到糞菌移植後56天老齡小鼠宏基因組和結腸轉錄組的變化，與自行恢復組相比，異體和自體的菌群移植均可促進宿主轉錄組的恢復，無論選擇自體或異體，菌群移植對於宿主轉錄組具有長期的影響。”
圖4 自體或異體FMT均可促進老齡小鼠抗生素處理後的腸道菌群建立。圖BC可以看出，無論是自體移植（FMT-A，紫色線條）還是異體移植（FMT-H，藍色線條），恢復速度都比自然恢復（SR，紅色線條）要快，在2第21天的時候就到達了原有水平（ctrl，黑色線）
“那我最開始想問的，自己的身體會不會更認可以前就熟悉的菌群，所以自體移植有沒有什麼特殊之處？”師弟對最初的疑問鍥而不捨。
“你的idea很有預見性嘛！自體移植的一個優勢就是抗干擾能力強。你再看圖5，研究人員對接受自體或異體菌群移植後的小鼠使用了化學物質（葡聚糖硫酸鈉，DSS）誘發結腸炎症，這對新建立的腸道菌群穩態來說是一種擾動。這個時候就明顯看出自體和異體移植的區別了：接受自體移植的老齡小鼠，腸道菌群十分穩定，恢復過程僅被誘導的炎症短暫地擾動，第53 天后無論是誘發腸炎受體鼠（FMT-A-DSS組）還是移植後沒有誘發腸炎的受體鼠（FMT-A組）其腸道菌群組成均相似，與老年供體沒有顯著差異（圖5B）。相反，異體移植所建立的腸道菌群則不太穩定，遇到炎症干擾就很難維持穩定，腸道菌群又退回到了移植之前的失調狀態，也就是移植失敗（圖5C）。此外研究者還做了轉錄組的研究，發現相比於自行恢復和異體移植組，自體移植促進微生物群功能恢復方面效果較好。這些結果都說明，菌群移植還是自體的更容易成功。”
“確實，我用久了MacOS切換到Windows都要適應好半天，生物機體這麼複雜的結構，自體移植的更穩定這個也是情理之中。”
“對啊，現實生活是複雜的，沒有人能保證菌群移植後病人一切平安，這提示我們萬一移植後病人腸道生病是可能影響菌群移植效果的。”
圖5 相比於自體FMT，異體FMT後建立的移植菌群在再次擾動後恢復力較差。在圖BC中，圓點代表了小鼠的菌群，圓點距離近說明二者相似。圖B中可以看到自體移植的菌群，受干擾和不受干擾的菌群最終距離很接近，而C圖中，受干擾和不受干擾的菌群最終相距很遠，說明異體移植很容易受到干擾
看完結果，師弟感慨“蠻有意思的，估計對老年人菌群移植會挺有幫助。”
“是啊，對於老年患者，尤其是接收異體糞菌移植的老年患者，監測糞便菌群移植的長期穩定性和後續擾動（例如約20%的患者在初始糞便菌群移植治療後仍會出現複發性艱難梭菌感染）對於新建立菌群穩態的影響至關重要，在複雜的擾動的情況下可能需要進行多次 FMT或制定更合理的治療策略。這項研究可以給老年人的糞便菌群移植提供了不少有意義的結果呢。”
我想起來下午要做實驗，對師弟說：“有空沒，看在我幫你講文獻的份上，去幫我裝幾盒槍頭！”
師弟立馬站起身：“我肚子有點難受，我去上個廁所。”
看著他急匆匆的背影紙都沒拿，我想，每次叫他做實驗都去廁所，這小子可能是菌群失調，急著補充健康菌群去了。
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