肠道微生物多样性能否预防感染？

多样化的微生物组究竟如何阻止感染？

主要机制是营养阻断：多样化的肠道菌群共同消耗入侵病原体赖以定殖所需的相同营养物质。2023年《科学》杂志上一项里程碑式的研究通过实验验证了这一点——在培养皿和无菌小鼠中，测试不同人类肠道菌群抵抗两种主要细菌病原体（大肠杆菌和肺炎克雷伯菌）定殖的能力[3]。单一细菌物种几乎无保护作用，但随着菌群多样性增加，定殖抵抗力显著增强。关键在于，多样化的菌群包含能共同消耗重叠营养物质的物种——当病原体抵达时，已无任何可食用的养分[3]。

这就解释了多样性为何重要：单一物种只能消耗有限的营养，从而为病原体留下大量养分。而多样化的群落则会形成“营养真空”，使入侵者因缺乏养分而消亡。研究还表明，这一原理可用于预测哪些群落能抵御新型病原体，说明它是一条普遍规律，而非偶然效应[3]。

实际感染证据说明了什么？

多项针对不同感染的研究证实，低肠道微生物多样性与较差的感染结局始终相关。在HIV-1患者中，一项2016年针对28名病毒血症患者的研究发现，较低的细菌多样性（以物种数量和香农指数衡量）与CD4 T细胞计数（免疫功能的关键指标）降低，以及微生物易位和免疫激活标志物升高密切相关[5]。肠道中每增加一种细菌物种，CD4计数便增加0.88个细胞/微升（具有统计学显著性的关联），这意味着更多样化的微生物组预示着更好的免疫状态[5]。

这一模式同样适用于寄生虫感染。2022年一项针对感染致病性芽囊原虫ST7亚型的腹泻患者的研究发现，与未感染者相比，感染者的细菌多样性显著降低，同时肠杆菌科（包含多种机会性病原体的菌科）比例上升，而有益菌拟杆菌属减少[7]。类似地，在感染巨型艾美耳球虫（一种引起鸡球虫病的寄生虫）的鸡中，感染导致了明显的微生物失衡（菌群失调），原本占主导地位的厚壁菌门细菌在群落中的比例降至60%以下，并被弯曲菌门和变形菌门取代[1]。这些多样性与组成的变化与感染直接相关，并非偶然现象[1]。

然而，这种关系并非总是如此简单。一项2024年针对感染钩虫并接受阿苯达唑治疗的患者的研究发现，基线肠道微生物群多样性并不能预测药物能否治愈感染——被治愈的患者与未被治愈的患者在多样性水平上相似[4]。这表明，虽然微生物多样性有助于抵御初次感染，但可能不会影响现有感染对治疗的反应。

是否存在多样性无法保护、甚至让情况更糟的情况？

是的。多样性并非万能盾牌，只有当群落中包含正确的物种时才能发挥作用。2023年的营养阻断研究明确指出了这一点：一些高多样性的群落之所以无法起到保护作用，是因为它们缺乏消耗病原体偏好营养所需的具体细菌[3]。换言之，一个由错误细菌组成的高多样性群落，并不比低多样性群落更好。

此外，某些感染实际上会以可能有害的方式增加多样性。2022年一项针对糖尿病视网膜病变患者的研究发现，患者肠道微生物的丰富度高于健康对照组，但与此同时，潜在有害菌如拟杆菌属和扭链瘤胃球菌的比例上升，而有益菌属如布劳特氏菌和柯林斯氏菌则有所下降[6]。因此，多样性更高并不总是好事——这取决于哪些菌种推动了这种增长。

背景因素同样重要。一项2021年的研究发现，在患有艰难梭菌感染的烧伤患者中，感染者的有益菌如普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）水平显著降低，而阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila）以及肠球菌（Enterococcus）和大肠杆菌（E. coli）等机会致病菌的水平则有所升高[2]。在此情况下，关键保护菌种的缺失比整体多样性数值更为关键。

关于这些来源

该回答基于7篇经同行评审的研究——发表于2016年至2024年间，其中1篇为2024年及之后发表，4篇发表于Q1期刊，累计被引用468次——这些研究是从15篇通过质量筛选的文献中选出的最具相关性的成果，而该15篇文献又源自从超过5亿篇论文数据库中检索到的84篇论文。

本文引用的文献

相关研究问题