肠道微生物如何进化并变得危险

肠道微生物与身体健康和促进自身免疫性疾病，炎症性肠病，代谢综合征甚至神经精神疾病等疾病有关。

对这些不良后果的一种流行解释是所谓的“肠漏”假说 - 据说潜在的破坏性细菌会逃离肠道，引发慢性炎症反应，从而导致各种疾病。

“但一个谜团是，几十年来，潜在的致病细菌如何存在于健康人群中而没有明显的健康后果，”耶鲁大学免疫生物学助理教授诺亚·帕尔姆(Noah Palm)说。

在7月13日发表的一项新研究中，Palm和耶鲁大学的一组科学家对这一谜团提出了新的见解。他们写在《自然》杂志上，描述了肠道细菌如何随着时间的推移而进化，通过获得穿越肠道屏障并持续存在于肠道外器官中的能力而变得更加致病，从而驱动慢性炎症和相关病理。

在这项研究中，耶鲁大学的研究小组研究了一种潜在致病细菌的遗传学和行为，他们将其引入无菌小鼠体内，这种小鼠缺乏自己的肠道微生物。随着时间的推移，他们发现这些微生物分化成两个不同的群体：一个与祖先菌株的行为相似，另一个获得微小的DNA突变，使它们能够生活在肠道的粘膜内壁中，并在逃离肠道后持续存在于淋巴结和肝脏中。

与促进快速免疫清除的传统病原体不同，这些重新定位的细菌的小菌落仍然半隐藏在器官中，并且可以避免免疫系统的注意力 - 至少暂时如此。然而，作者发现，随着时间的推移，它们的存在最终会引发炎症性疾病，如自身免疫性疾病。研究人员说，这种现象可能至少部分解释了为什么一些具有潜在致病细菌的人永远不会生病，但为什么疾病的风险随着年龄的增长而增加。

研究人员说，肠道细菌变得更加致病的能力是由一种被称为“宿主内进化”的现象驱动的，这解释了为什么生活在我们肠道中的单个细菌物种能够在我们的一生中适应和进化。这一发现表明，影响宿主内进化速度或轨迹的环境因素也将对微生物群驱动的疾病的发展产生重要影响。例如，食用健康饮食的人倾向于在他们的肠道中产生不同的细菌群落。这意味着许多不同的微生物必须争夺空间和资源，限制任何单个物种的种群规模，从而抑制潜在的不健康变异出现并逃离肠道的机会。然而，在不太多样化的细菌群落中，更多的生态位可能会在肠道内开放，增加破坏性细菌变异出现的可能性，Palm解释说。

“这些细菌基本上预先适应了存在于肠道外的器官中，”Palm说。“我们相信，由于个体之间非致病菌株的优先传播，这种进化过程在每个新宿主中重新开始。

他补充说，了解宿主内进化在塑造肠道细菌行为中的作用，最终可能会揭示新的治疗干预措施，这些干预措施可以限制或重定向这一过程，以防止与“肠漏”相关的各种疾病的发展。

Palm实验室的研究生Yi Yang是该论文的主要作者。