最新的研究挑战了关于微生物与炎症性肠病和结直肠癌等疾病关联的传统观点。研究表明，微生物负荷（即细菌密度的综合测量）的变化与微生物组的改变和肠道疾病的关系更为密切，而不是微生物组成（不同微生物种类的比例）。
由欧洲分子生物学实验室（EMBL）的Peer Bork和Michael Kuhn领导的研究团队开发了一种机器学习模型，该模型能够从肠道微生物组的组成中预测微生物负荷。他们分析了来自大规模欧盟资助项目GALAXY/MicrobLiver和MetaCardis的34,539个宏基因组样本，这些样本涵盖了不同的人群。
令人惊讶的是，超过50%的先前确定的与疾病相关的细菌物种在调整微生物负荷后失去了统计显著性，这表明密度而非特定细菌类型可能是这些关联的主要驱动因素。年龄、饮食、性别、地理来源和先前抗生素使用等因素显著影响了微生物负荷。女性平均微生物负荷高于男性，而年轻人的微生物负荷低于老年人。
常见的疾病状态下的生理变化，如水分含量、氧气水平和肠道pH值的变化，以及物理变化如传输时间，都被证明会影响微生物负荷。通常与胃肠道症状相关的细菌似乎更直接地与微生物负荷的波动有关，而不是特定的疾病状态。例如，腹泻减少了肠道中的微生物数量，而便秘则增加了它们的数量。
已知影响肠道运动的疾病，如帕金森病和阿尔茨海默病，通常会导致便秘，这些疾病也与特定的细菌变化有关，这些变化可能是由微生物负荷引起的，而不是疾病特异性相互作用的结果。此外，影响肠道运动的药物治疗，如阿片类药物和非甾体抗炎药，也被发现以类似的方式影响微生物负荷。
为了促进进一步的研究，EMBL团队发布了微生物负荷预测器（MLP）工具，该工具可免费用于从相对物种丰度中预测微生物负荷。这一工具使研究人员能够重新评估现有的微生物组数据集，考虑微生物负荷的影响，从而可能发现更精确的疾病生物标志物。
研究人员建议，未来的研究需要将微生物负荷的影响与疾病特异性微生物特征区分开来，以改进基于微生物组的诊断方法。将该模型适应到其他微生物组，如海洋或土壤中的微生物组，可能会加深对微生物生态学的理解，超越人类健康领域。
参考文献
Nishijima S等. 粪便微生物负荷是肠道微生物组变异的主要决定因素和疾病关联的混杂因素. Cell. 2024; DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.022.
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