不同年龄组健康人群肠道微生物群的特征及其纵向稳定性

《Current Research in Microbial Sciences》：Characteristics and Longitudinal Stability of Gut Microbiota in Healthy Individuals Across Different Age Groups

粪便微生物群移植（FMT）的疗效受捐赠者菌群组成和稳定性影响，但年龄对稳定性的影响尚未明确。本研究对81名3-30岁健康人群进行12个月月度粪便样本追踪，发现青少年（13-17岁）菌群稳定性最高，α/β多样性波动最小，核心菌群Faecalibacterium和Bifidobacterium的ICC值超过0.90，且菌群网络结构成熟稳定。该研究首次将ICC用于评估菌群时间稳定性，提出基于ICC的捐赠者筛选框架，为FMT精准化提供新指标。

　　在当前医学研究领域，粪菌移植（FMT）作为一种治疗手段，因其在治疗复发性艰难梭菌感染（rCDI）中的显著效果而受到广泛关注。FMT的临床缓解率可高达92%，这使得它成为一种极具潜力的疗法。然而，尽管FMT在某些疾病中展现出良好的疗效，其在治疗更复杂的慢性疾病如炎症性肠病（IBD）、代谢综合征和自闭症谱系障碍（ASD）等方面的应用效果却存在较大差异。这种差异主要源于供体微生物组的多样性以及其在时间上的稳定性，但目前关于供体年龄对微生物组稳定性影响的研究仍然有限。本研究通过一项纵向分析，探讨了供体年龄与肠道微生物组稳定性之间的关系，以期为FMT供体筛选提供新的视角。

研究选取了81名年龄在3至30岁之间的健康个体，他们提供了为期12个月的每月粪便样本，总计972份样本。通过对这些样本进行16S rDNA测序，研究者能够对肠道微生物组的组成和稳定性进行系统分析。研究中采用的评估方法包括Bray–Curtis相似度、组内相关系数（ICC）以及属级共现网络分析，这些方法共同揭示了微生物组随时间变化的动态特征。研究结果表明，供体年龄与微生物组稳定性之间存在显著的正相关关系。特别是在青少年群体（13至17岁）中，微生物组表现出最高的稳定性，其α-和β-多样性波动较小，且网络中心性显著增强。此外，一些特定的属，如Faecalibacterium和Bifidobacterium，表现出极高的ICC值（>0.90），这些属被识别为与时间一致性密切相关的“核心菌群”。

这些发现强调了供体年龄在微生物稳定性中的关键作用，并指出青少年可能是最适合作为FMT供体的群体。这是因为青少年的肠道微生物组在功能上趋于稳定，表现出较强的生态适应能力，从而能够更好地维持其核心功能的持续性。此外，研究还提出了基于ICC的供体评估框架，这将有助于改进现有的供体筛选流程，提高FMT的临床效果。目前，大多数FMT供体筛选策略主要关注微生物组的静态特征，如α/β多样性分析、潜在病原体筛查以及基于基本健康问卷的排除标准。然而，这些方法忽略了微生物组随时间变化的动态特性，而微生物组的稳定性被认为是FMT成功和长期疗效的重要决定因素。

研究还指出，肠道微生物组的稳定性在个体层面和群体层面均具有重要意义。通过纵向研究，研究者能够更全面地理解微生物组的动态变化，从而识别出那些在时间上表现出高稳定性的属。这种稳定性不仅体现在微生物组的组成上，还体现在其功能特性上，如短链脂肪酸（SCFA）的产生能力和肠道屏障功能的维持。此外，研究还揭示了不同年龄段的微生物组在结构和功能上的差异，例如婴儿期的微生物组主要由双歧杆菌和肠杆菌科等菌群构成，而青少年和成年期的微生物组则更多样化，且在某些方面表现出更高的复杂性。

研究的发现对于FMT的临床应用具有重要的指导意义。首先，它表明供体年龄是影响FMT效果的重要因素，因此未来的供体筛选应更加注重年龄相关的微生物组稳定性。其次，基于ICC的评估框架为供体选择提供了一个量化工具，使得供体筛选更加科学和系统化。这种框架不仅考虑了微生物组的静态特征，还关注了其动态变化，从而能够更准确地预测供体微生物组在移植后的表现。此外，研究还强调了核心菌群在维持微生物组稳定性中的作用，这些菌群在不同年龄段的供体中均表现出较高的时间一致性，这可能与它们在调节宿主免疫反应、维持代谢平衡以及增强肠道屏障功能方面的关键作用有关。

研究的局限性也值得进一步探讨。首先，研究样本主要来自一个特定的地区，这可能导致研究结果的普遍性受到一定限制。因此，未来的研究应扩展至多中心和多民族的样本，以验证研究结果的广泛适用性。其次，研究主要依赖于16S rDNA测序技术，这种技术在物种分辨率方面存在一定的局限性，无法有效区分菌株水平的变化。因此，未来的研究可以考虑结合宏基因组测序和转录组测序，以获得更全面的微生物组信息和功能动态。最后，尽管基于稳定性指标的筛选框架在理论上具有可行性，但其对临床结果的预测能力仍需通过前瞻性临床试验进行验证。这种验证对于将该框架转化为实际的临床应用至关重要。

综上所述，本研究为FMT供体筛选提供了新的思路和方法，特别是在供体年龄和微生物组稳定性之间的关系上。通过系统的纵向分析，研究揭示了青少年群体在微生物组稳定性方面的优势，并提出了基于ICC的供体评估框架，这将有助于提高FMT的临床效果和标准化程度。研究还强调了核心菌群在维持微生物组稳定性中的作用，这为未来的微生物组干预和治疗提供了重要的理论依据。未来的研究应进一步扩展样本范围，提高技术分辨率，并通过临床试验验证该框架的实际应用价值。