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【编辑推荐】为明确粪便菌群移植（FMT）不同给药途径对肠道微生物群组成的影响，研究人员利用磁导航技术（MAT）建立大鼠近端结肠灌肠模型，对比灌胃与灌肠途径在抗生素处理大鼠中的差异。发现两者菌群 α 多样性相近，但家族水平组成不同，灌肠对肠屏障完整性维护更优，为优化 FMT 临床应用提供实验依据。
肠道微生态干预新视角：磁导航技术助力粪便菌群移植途径优化研究
一、研究背景：迷雾中的菌群移植路径选择
肠道微生物群作为人体 “第二基因组”，其紊乱与多种疾病密切相关。粪便菌群移植（Fecal Microbiota Transplantation, FMT）通过将健康供体粪便微生物移植至受体肠道，成为重塑微生态的重要手段。然而，临床实践中不同给药途径（如灌胃、结肠镜灌肠等）对微生物定植效果及肠屏障功能的影响尚不明确。传统啮齿类动物模型中，灌胃是 FMT 的主要方式，但难以精准靶向近端结肠或盲肠，导致对不同输注位点的研究受限。如何突破技术瓶颈、解析给药途径与微生物定植的内在关联，成为制约 FMT 临床应用优化的关键科学问题。
西安交通大学第一附属医院的研究团队针对这一挑战，开发了磁导航技术（Magnetic Navigation Technology, MAT）辅助的近端结肠 / 盲肠灌肠方法，并在抗生素处理（Antibiotic Knock-down）的大鼠模型中，对比了灌胃与灌肠途径对肠道微生物群组成及肠屏障功能的影响。该研究成果发表于《BMC Microbiology》，为阐明 FMT 给药途径的作用机制提供了新视角。
二、关键技术方法：磁控靶向与多维度检测
研究采用以下核心技术：
- 磁导航插管技术：构建由外部磁铁与带磁头的 6 Fr 导管组成的 MAT 系统，通过外部磁场引导实现导管在大鼠盲肠 / 近端结肠的精准定位，对照组则采用无引导插管。
- 抗生素处理大鼠模型：通过连续 7 天灌胃抗生素混合液（头孢曲松钠、庆大霉素、甲硝唑）构建肠道微生态紊乱模型。
- 微生物组学分析：提取粪便样本进行 16S rRNA 基因测序，运用 Chao1、ACE、Shannon 指数评估 α 多样性，通过主坐标分析（PCoA）和 Anosim 检验分析 β 多样性，并基于线性判别分析效应量（LEfSe）筛选差异菌群。
- 肠屏障功能评估：采用 H&E 染色观察结肠组织病理变化，通过免疫荧光染色检测紧密连接蛋白 ZO-1 和粘蛋白 MUC2 的表达水平，结合杯状细胞密度分析评估屏障完整性。
三、研究结果：途径差异塑造菌群格局与屏障功能
1. 磁导航技术的安全性与有效性
- 精准定位优势：MAT 组中 5 只大鼠导管末端到达盲肠，1 只位于近端结肠；对照组仅 2 只到达近端结肠，4 只滞留远端结肠，两组插管深度差异显著（14.6 cm vs. 7.7 cm, p<0.05）。
- 安全性验证：两组均未出现结肠穿孔或出血，组织学检查显示结肠各层结构完整，无明显黏膜损伤。
2. 给药途径对微生物群多样性的影响
- α 多样性恢复：灌胃组与灌肠组的 Chao1、ACE、Shannon 指数均显著高于未移植的抗生素处理组（p<0.05），表明两种途径均能有效恢复菌群丰富度，但两组间无显著差异。
- β 多样性分野：PCoA 显示，灌胃组与灌肠组的菌群结构均与抗生素处理组明显分离，但两组间亦存在差异，提示输注位点影响菌群组成格局。
3. 菌群组成的家族水平差异
- 特征性菌群分布：灌胃组中 Muribaculaceae、Oscillospiraceae、Erysipelotrichaceae 相对丰度更高，而灌肠组 Lactobacillaceae、Saccharimonadaceae 占比显著增加（均p<0.05）。LEfSe 分析进一步显示，灌胃组富集 Muribaculaceae 等，灌肠组富集 Lactobacillaceae 等。
- 表型预测差异：灌肠组中含移动元件的需氧菌、革兰氏阳性菌及耐应激菌丰度更高，而灌胃组革兰氏阴性菌及潜在病原菌比例上升，可能与定植环境的酸碱差异相关。
4. 肠屏障功能的途径依赖性
- 灌肠组屏障优势：灌肠组杯状细胞密度及 MUC2 荧光强度显著高于灌胃组与抗生素处理组，ZO-1 表达水平亦更高，表明灌肠途径对肠黏膜屏障完整性的维护效果更优。
- 临床症状关联：灌胃组 66.67% 大鼠出现腹泻，而灌肠组仅 25%，与菌群中 Muribaculaceae（与腹泻相关）的丰度趋势一致。
四、结论与讨论：从机制到临床的转化启示
本研究首次在大鼠模型中证实，FMT 给药途径通过影响微生物定植位点，导致肠道菌群组成及肠屏障功能的显著差异。磁导航技术辅助的近端结肠灌肠可精准递送菌群至盲肠 / 近端结肠，避免了灌胃途径中消化液对有益菌（如 Lactobacillaceae）的损耗，同时通过上调黏蛋白表达增强屏障功能。这些发现为临床 FMT 途径选择提供了实验依据 —— 针对需要快速重建肠屏障或特定菌群定植的疾病（如艰难梭菌感染、炎症性肠病），靶向近端结肠的灌肠途径可能更具优势。
尽管研究存在磁体生物相容性未深入探究、未涵盖胶囊等其他途径等局限，但其建立的 MAT 技术模型为后续机制研究提供了新工具。未来需结合临床队列，进一步验证给药途径与 FMT 疗效的相关性，推动个性化微生态干预策略的发展。
