在人体内庞大而复杂的微生物世界中，肠道菌群不仅参与营养代谢与免疫调节，更担当着抵御“内部入侵者”的重要角色。发布于《Nature Microbiology》的研究在全球尺度上解析了肠杆菌科与肠道菌群间的动态关系，揭示了潜在益菌群通过生态竞争和代谢机制抑制有害细菌扩张的奥秘。这项成果不仅推动了肠道生态学的理论深化，也为开发无抗生素的感染预防手段奠定了科学基础。

1.    全球视野下的“隐形威胁”

肠杆菌科，包括熟知的大肠杆菌（E. coli）和肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae），虽常见于健康人群肠道中，却也是引发多种感染的“机会型病原”。文章中分析了来自45个国家、超过12,000份人类肠道宏基因组样本，发现这类细菌在全球范围内普遍存在，其中非洲和亚洲样本的共栖率尤其显著，部分菌株甚至在健康人群中表现出高度遗传多样性和未被描述的亚型。

2.    益菌群的“生态防线”：谁能共存，谁会排斥？

利用机器学习及多层次统计模型，识别出172种共栖菌与135种共排斥菌。其中，产短链脂肪酸的类菌如Faecalibacterium属表现出强烈的排斥能力，能够通过降低局部pH值、竞争铁资源和干扰群体感应机制来抑制肠杆菌科的扩张。反之，一些与肠杆菌在代谢上高度相似、功能多样性更强的菌群更易共存，展现出生态“同盟”的特征。

3.    从基因到代谢：菌群协同机制揭秘

功能分析显示，共栖菌具有更高的代谢独立性和更强的药物耐受潜力，而共排斥菌则富含铁代谢基因与未知信号传导功能元件。例如，一种未被充分研究的Faecalimonas phoceensis菌株在功能和进化层面显示出与肠杆菌紧密关联的协同信号，可能是未来微生态干预的关键靶点。

4.      菌群互作的：功能相似性决定共栖可能

通过代谢模型模拟，研究表明功能相似的菌种更容易在同一肠道环境中共存，这一生态现象被称为“栖息地筛选”。共栖菌往往能模拟或共享肠杆菌的代谢产物，提高在肠道复杂生态中的生存机会，而非通过直接竞争实现主导地位。

这项研究为肠道微生态学提供了前所未有的全球视角，揭示了非抗生素干预肠道感染的潜力路径。特别是通过调节共排斥菌的丰度、补充功能协同的益生菌或调整饮食结构，有望提升肠道对抗耐药菌株的能力。未来，结合代谢组学与干预实验的长期研究将进一步揭示这些“微生态士兵”在健康防御中的真实战力。

广东省科学院微生物研究所吴清平院士团队对益生菌与多种疾病中发现存在关联性，目前该团队已经成功筛选出多株专利菌株，如抗幽门螺杆菌的LP1Z、缓解高血压植物乳杆菌SR37-3、抗皮肤老化功能的发酵乳杆菌XJC60、促进睡眠的植物乳杆菌L5等。该团队研究成果均有力证明了通过调节肠道微生物平衡，特定益生菌菌株在多种疾病方面具有巨大的开发潜力和广阔的应用前景。

参考资料： Yin, Q., da Silva, A.C., Zorrilla, F. et al. Ecological dynamics of Enterobacteriaceae in the human gut microbiome across global populations. Nat Microbiol 10, 541–553 (2025). https://doi.org/10.1038/s41564-024-01912-6