肠菌移植为何只能“借用”，无法“创造”？

当我们尝试为失调的肠道菌群“重置系统”时，科学发现，最有效的方法并非在实验室中“创造”一个新世界，而是从健康的生态系统中进行“整体搬迁”。

想象一下，你的肠道是一个居住着数万亿微生物居民的繁华大都市。当这座城市因疾病而陷入混乱时，最直接的解决方案是什么？是试图在实验室中逐一“招聘”所有类型的居民来重建秩序，还是直接从一座健康、繁荣的城市进行“整体移民搬迁”？

现代医学在治疗复发性艰难梭菌感染等严重肠道菌群失调疾病时，给出了明确的答案：肠菌菌群移植（Fecal Microbiota Transplantation， FMT）是目前最有效的治疗手段之一。然而，一个根本性问题随之而来：为什么我们必须依赖健康供体的菌群，而不能在体外培养出功能完整的替代品？

01 无法复制的“超复杂社会”：肠道菌群的内在特性

肠道微生物组不是简单的细菌集合，而是一个高度复杂、动态平衡的生态系统。这个系统包含了细菌、古菌、病毒（主要是噬菌体）、真菌等多种生物，它们之间存在着竞争、共生、拮抗等错综复杂的相互作用。

“不可培养”的沉默大多数：尽管测序技术能让我们“看到”肠道中存在的成千上万个物种，但迄今为止，超过70%的肠道微生物无法在标准的实验室条件下被培养出来。它们可能依赖于目前未知的特殊营养，或必须生活在由其他微生物创造的特定微环境中。我们无法培养我们尚不了解的“居民”。

精密的“社会网络”与功能：肠道菌群的功能远不止于细菌本身的代谢。许多关键的健康功能，依赖于不同菌种之间通过代谢物交换构成的 “交叉喂养”网络。例如，一种细菌的代谢废物是另一种细菌的必需营养。这种精密的协作关系在体外几乎无法被完整模拟和重建。

超越细菌的“整体生态”：越来越多的研究表明，FMT的疗效不仅来自细菌。噬菌体（细菌病毒）、真菌、代谢产物（如短链脂肪酸、胆汁酸）以及细菌孢子，都是移植物质中不可或缺的功能成分。它们共同构成了一个完整的生态功能单元，单独移植细菌就像只搬迁了城市里的居民，却丢掉了维持城市运转的基础设施和法律体系。

02 体外培养的“三重天堑”：技术瓶颈的现实困境

即使我们理论上知晓复杂性，但在实践中，体外培养完整的、有治疗功能的菌群组合，面临着几乎无法逾越的技术挑战。

第一重：厌氧环境的极致要求。肠道核心区域是一个严格的厌氧环境。许多关键的“基石菌种”（如一些产丁酸的梭菌）对氧气极度敏感，在接触空气的瞬间便会死亡或进入休眠。实验室中维持大规模、长时间、绝对无氧的培养条件，在技术和成本上都是巨大挑战。研究表明，在非严格厌氧条件下处理粪便样本，会导致大量严格厌氧菌的失活。

第二重：生态位与相互作用的模拟之难。肠道为微生物提供了从粘膜层到肠腔的多种不同“生态位”，其pH值、氧气浓度、营养来源各不相同。在平面的培养皿或均匀的发酵罐中，无法复制这种空间异质性，也就无法支持需要特定位置才能生存和发挥功能的菌种。

第三重：定植抗力的“入场券”问题。一个健康的肠道菌群具有强大的 “定植抗力” ，即抵抗外来病原菌定居的能力。这种能力部分源于土著菌群已经占据了所有可用的生态位和营养。一项2025年发表在《自然·通讯》的研究精准指出，即使在成功的FMT后，区分哪些是真正成功定植的供体菌，哪些是背景“噪声”或原有菌群的反弹，也极具挑战。体外合成的菌群组合缺乏这种作为一个整体在陌生肠道中“攻城略地”、成功定植并建立新秩序的内在能力。

03 为什么供体菌群是目前的最优解？

面对体外培养的困境，使用来自经过严格筛查的健康供体的完整菌群，是目前已知最有效的“生态重置”方案。其核心优势在于：

提供“即插即用”的完整功能单元。健康供体的粪便样本，是一个天然的、协同进化了数十年的功能微生物社会。它包含了所有已知和未知的必要成员，以及维持其社会结构的“基础设施”（代谢物、噬菌体等）。移植它，相当于一次性导入一个成熟、稳定、自带“操作手册”的生态系统。

动态适应与定植的潜力。尽管移植后并非所有供体菌都能长期定植，但研究表明，移植的菌群作为一个整体，具有在受体肠道中适应、竞争并最终部分重建稳态的潜力。成功的定植与临床疗效密切相关，尤其是当供体与受体在“菌型”上更为匹配时。上海第十人民医院的研究团队发现，供体与受体肠道菌群亚种的匹配度，是决定移植菌株能否成功“定居”并发挥疗效的关键因素之一。

应对复杂疾病的广泛潜力。基于供体的FMT，其应用已远远超越艰难梭菌感染。2024年的研究综述显示，它在溃疡性结肠炎、肠易激综合征、代谢性疾病、自身免疫性疾病，甚至精神神经疾病（如自闭症谱系障碍、抑郁症） 等领域都展现出令人鼓舞的治疗潜力。这种广泛的疗效，恰恰证明了完整菌群生态系统在调节全身免疫、代谢和神经功能方面的整体性力量，这是任何单一或几种培养菌株难以实现的。

04 未来的方向：从“整体搬迁”到“精准设计”

当然，依赖供体也存在挑战，如供体筛选严格、个体疗效差异、标准化困难以及潜在的安全风险等。正因如此，科学界并未放弃对体外培养方案的探索，但思路正在转变。

未来的方向，或许不是追求培养出100%复刻的完整菌群，而是走向 “合成微生物群落” 。即根据对疾病机制的深入理解，在体外培养和组合一批已被证实具有核心治疗功能的“关键菌株”（例如，某些能产生抗炎代谢物或增强肠道屏障的菌种），将其作为靶向性更强的“活体生物药”。

与此同时，基于宏基因组学等技术的进步，我们正在进入精准菌群移植时代。通过分析供体与受体的菌群特征，进行更科学的“配型”，可以显著提高移植菌群的定植成功率和临床疗效。

结语

肠道菌群移植之所以必须取自供体，归根结底是因为我们面对的是一个超越简单加和的复杂生命系统。它提醒我们，在追求健康的过程中，有时最尊重自然规律的方式，就是巧妙地“借用”自然已经锤炼完美的方案。

当前，基于健康供体的菌群移植，是我们帮助严重菌群失调患者重建内在生态平衡最有力、最成熟的工具。而随着科学的进步，更精准、更安全的下一代微生物疗法，正在从梦想照进现实。