个性化预测艰难梭菌肠道定植风险及益生菌疗法的代谢模型研究

来自Carr团队的研究人员通过微生物群落尺度代谢模型(MCMMs)，揭示了艰难梭菌(C. difficile)在人体肠道的个性化定植规律。该研究创新性地预测了15,204人队列中C. difficile利用琥珀酸/海藻糖/鸟氨酸形成的三种代谢生态位，并验证了靶向益生菌通过代谢竞争抑制病原体的机制，为替代粪菌移植(FMT)的精准干预提供了新范式。

　　

这项突破性研究构建了微生物群落尺度代谢模型(MCMMs)，可精准预测艰难梭菌(C. difficile)在肠道的个性化定植风险。这种病原体虽在40%健康成人肠道无症状定植，却是难辨梭菌感染(CDI)的潜在元凶。

研究团队发现C. difficile通过三种狡猾的代谢策略攻城略地：两个与生长相关的生态位利用琥珀酸(succinate)和鸟氨酸(ornithine)，另一个非生长生态位则依赖海藻糖(trehalose)。这些发现源自对15,204人跨队列数据的深度挖掘。

更令人振奋的是，MCMMs成功预测了靶向益生菌组合的抑菌效果——这些益生菌通过抢占关键代谢通路，有效遏制C. difficile扩张。该模型不仅揭示了现有FMT替代疗法的代谢机制，更为设计下一代精准益生菌提供了"代谢路线图"。这项研究开创了用计算模型指导微生态干预的新范式，让预防性清除病原体从经验医学迈向精准医学时代。