Nature：肠道菌群也有“帮派之争”——谁在助纣为虐，谁在默默守护？

人体肠道内栖息着数以万亿计的微生物，它们共同构成了一个复杂的微生态系统，深刻影响着消化、免疫甚至情绪。全球范围内，炎症性肠病患者已超过680万，结直肠癌每年新发病例约190万，2型糖尿病患者更是高达5.37亿。这些疾病的发生发展均被证实与肠道菌群的组成变化有关。然而，一个长期困扰学界的问题是：当我们把某种细菌命名为“好菌”或“坏菌”时，是否过于简单化了？

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Genome-wide sweeps create ecological units in the human gut microbiome”的研究报告中，来自维也纳大学等机构的科学家们通过研究发现，许多已知的肠道细菌物种内部实际上存在着多个进化上截然不同的“帮派”；这些帮派通过各自的适应性突变，在肠道中占据了不同的生态位，有的与衰老、炎症性肠病、结直肠癌或2型糖尿病密切相关，而有的则可能与疾病毫无关联甚至起保护作用。

文章中，研究人员利用“反向生态学”分析策略，分析了数千株来自人体肠道的细菌分离株，以及来自不同国家、不同年龄和健康状态人群的大规模宏基因组数据。他们寻找的是一种特殊的进化痕迹—全基因组选择性清除。简单来说，当某个细菌个体获得了一个特别有利的突变，它的后代就会迅速“占领”整个地盘，排挤掉其他亲缘关系较近的竞争者。这个过程一方面导致基因多样性的短期下降，另一方面则催生出一群在亲缘关系和功能上都高度一致的新种群。这些种群在数据集中会呈现出“长枝上密集成簇”的树状结构，就像家族树上突然冒出了一大群特征相似的远房亲戚。

全基因组选择性清除在肠道微生物组中普遍存在

研究人员在来自25个细菌家族的至少66个分类单元中，均发现了这种由全基因组选择性清除驱动的种群分化现象。更令人惊讶的是，这些种群的起源和扩散速度非常快。通过估算谱系间的分化时间，研究人员发现，某些具有竞争优势的细菌种群能够在几十年内跨越各大洲，在全球范围内传播。这种模式此前主要在某些病原菌中观察到，而如今在普通共生菌中也同样存在。这意味着，不仅饮食、药物或生活方式在塑造我们的肠道菌群，人与人之间的直接或间接传播也可能扮演着重要角色。

这些进化上分化出来的细菌种群与宿主健康状况的关联十分明确。例如，某些特定的种群在结直肠癌患者或炎症性肠病患者体内更为常见，而另一些种群则在老年人群中占据优势，还有的与2型糖尿病密切相关。如果只是按照传统方法将整个细菌物种作为一个整体来分析，这些差异就会被掩盖，因为一个物种内部不同种群之间的效应可能相互抵消或混淆。

这项研究提供了一种超越物种分类水平的分析框架；传统上，微生物组研究习惯将细菌归类为物种或遗传相似群组，这种做法虽然简洁实用，却忽略了物种内部真实的进化动态和生态分化。而通过识别那些经历了全基因组选择性清除的“进化单元”，研究者能够更精准地锁定真正与疾病相关的微生物实体，这不仅有助于发现更可靠的生物标志物，也为未来开发靶向特定菌群的治疗策略奠定了基础—比如，有针对性地促进那些与健康相关的菌群，或者抑制那些与疾病相关的“捣乱分子”。

当然，这项研究并非要立即改写临床指南，而是为微生物组研究提供了一把更精细的解剖刀。下一步，研究人员计划深入分析这些分化种群之间的基因差异，探究究竟是哪些基因赋予了它们不同的适应能力和疾病关联性。可以预见，在不远的将来，医生或许不再只是告诉患者“多吃点益生菌”，而是能够精确地说出：“你肠道里缺的是某某菌的第某号帮派，我们来想办法帮你补上。”（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Yu, X.A., Strachan, C.R., Herbold, C.W. et al. Genome-wide sweeps create ecological units in the human gut microbiome. Nature (2026). doi：10.1038/s41586-026-10476-w