在第二部分中，克莱姆森大学（Clemson University）的Anna Seekatz博士和博士候选人Sophie Millard重点探讨了为何粪便微生物移植（FMT）有时会失败，即使供体微生物看似成功定植于宿主肠道。
他们发表在《mBio》上的新研究揭示了一个关键见解：移植微生物与受体肠道环境之间的功能性不兼容可能限制FMT对复发性难辨梭状芽孢杆菌感染（rCDI）的治疗效果。
“从我们的研究中发现，仅仅让FMT中的微生物定植于肠道并不总能清除难辨梭状芽孢杆菌，”Millard表示，“为了让FMT起作用，这些微生物必须执行关键功能——例如产生特定代谢物或与肠道环境正确互动。”
研究团队通过一个受控的小鼠模型比较了使用健康小鼠和健康人类供体粪便进行FMT的结果。尽管人类微生物成功植入，但只有小鼠来源的微生物能够解决感染。进一步的分子分析显示，人类微生物携带有益代谢功能的基因，但在新宿主体内未能有效表达这些基因。
“当这些微生物未适应宿主的肠道时，它们的行为可能会非常不同，”Seekatz解释道，“传统上我们认为移植正确的微生物是最重要的。但我们的小鼠模型表明这并非全部。”
这些研究结果表明，成功的FMT不仅需要微生物定植，还需要微生物间的协作以及环境兼容性。“我们观察到，移植的人类微生物确实存在，并且甚至拥有帮助所需的基因，”Millard说，“但它们的实际代谢输出不足。这表明宿主环境正在影响它们的活动。”
研究人员强调，患者的免疫状态、现有微生物组，甚至是先前抗生素暴露都可能影响新引入微生物的行为。
“在肠道中，微生物分解营养物质并产生代谢物，这些代谢物会影响其他微生物和宿主组织，”Seekatz表示，“这种相互作用网络至关重要。如果输入的微生物无法融入这个网络，它们就无法执行对抗难辨梭状芽孢杆菌所需的功能。”
虽然FMT在治疗rCDI方面取得了重大进展，但约10%的患者仍然未能响应，而在更复杂的病症如炎症性肠病（IBD）、肠易激综合征（IBS）甚至非胃肠道疾病中，失败率显著上升至40%-60%，其中微生物组疗法正被探索。
“每个人的肠道微生物组都是独特的，”Millard解释说，“因此，如果受体环境影响微生物如何协作，那么‘一刀切’的方法可能行不通。我们可能需要基于受体肠道定制更合适的微生物群落。”
“在难辨梭状芽孢杆菌患者中，特别是那些反复感染的患者，肠道通常因抗生素而耗竭，可能更容易接受新的微生物，”Seekatz补充道，“但在患有更复杂或炎症性疾病的情况下，通常会有更多的微生物竞争和免疫活动，这可能会干扰微生物功能。”
这一研究方向指向了精准微生物组疗法的需求——这种方法不仅重新引入‘有益’细菌，还考虑这些微生物在宿主体内的行为。
“Sophie的研究表明，仅靠定植或植入并不能预测治疗成功，”Seekatz说，“了解控制微生物在新宿主中功能的机制对于改善更广泛条件下的微生物疗法至关重要。”
展望未来，克莱姆森团队正专注于定义功能活跃的微生物群落，这些群落不仅与受体肠道兼容，还能执行恢复健康的必要生化角色。
“这项研究推动我们迈向一个未来，在这个未来中，微生物组疗法不仅仅是引入正确的细菌，还要确保它们在体内发挥作用，”Seekatz总结道。
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