肠道菌群移植（FMT）已成为治疗复发性艰难梭菌感染（CDI）的有效手段，但其在肠道其他区域（如小肠）的适用性及潜在副作用尚不明确。芝加哥大学Eugene B. Chang团队在《Cell》发表的最新研究首次系统揭示了小肠与大肠菌群的区域特异性差异，并发现FMT可能导致菌群与宿主生态位错配，进而引发持久的代谢紊乱和免疫异常。这一发现对优化菌群疗法具有重要指导意义。

研究背景

肠道微生物组研究近年来取得了显著进展，但大多数研究都聚焦于大肠菌群，而忽视了小肠微生物组的重要性。事实上，小肠和大肠在解剖结构、生理功能和微生物组成上存在显著差异。小肠是营养物质消化吸收的主要场所，其微生物组成以需氧和兼性厌氧菌为主；而大肠则以严格厌氧菌为主，主要负责发酵未消化的膳食纤维。这种生态位的差异使得传统的FMT（主要来源于粪便，代表大肠菌群）可能不适合用于小肠微生物组的重建。因此，本研究通过创新的实验设计，首次系统比较了小肠菌群移植（JMT）、盲肠菌群移植（CMT）和传统FMT在不同肠道区域的定植效果。

菌群移植的区域特异性错配

研究观察到人类受试者接受FMT后，十二指肠中厌氧菌比例显著增加。这一现象在小鼠模型中得到进一步验证：小肠菌群移植（JMT）在空肠的定植率最高，而FMT更易定植于盲肠和结肠。这种区域特异性的定植差异提示，传统FMT可能无法有效重建小肠菌群平衡。

图1 小肠和大肠的微生物群落定植于肠道，并改变原生的区域微生物群落^[1]

代谢与免疫的长期影响

代谢组学分析揭示了菌群移植对宿主代谢的深远影响。JMT小鼠表现出总胆汁酸水平升高、脂肪吸收增强的特征，这与肝脏转录组中脂代谢相关通路（如PPAR信号通路）的上调一致。相比之下，FMT小鼠则表现出免疫相关通路（如TLR信号、细胞因子-细胞因子受体相互作用）的显著激活。这些变化在小鼠模型中持续至少3个月，表明菌群移植的影响具有长期性。

图2 小肠和大肠的微生物群落改变代谢^[1]

宿主-菌群互作机制

菌群移植能够重塑宿主肠道的转录特征，FMT处理使空肠组织表达结肠特征基因（如SATB2），而JMT则增强空肠特异性标志物（如GATA4）的表达。这种“生态位重塑”现象在人类肠道类器官实验中得到验证，提示菌群可能通过改变宿主基因表达来创造更适合自身生存的微环境，Western blot和免疫组化结果进一步证实了这些转录水平的变化。

图3 小肠和大肠微生物群将其区域生态系统调节为更原生的环境^[1]

结论：

这项研究通过系统分析小肠和大肠菌群移植（JMT和FMT）的差异效应，揭示了菌群定植的区域特异性：JMT主要增强宿主代谢功能（如胆汁酸合成和脂肪吸收），而FMT则显著激活免疫通路，且两种移植方式均能持久重塑肠道微环境（持续至少3个月）。该研究为开发精准化微生物干预策略提供了重要理论依据。

参考文献：

[1] DeLeon et al., Microbiome mismatches from microbiota transplants lead to persistent off-target metabolic and immunomodulatory effects. Cell, 2025, 188: 1-15. DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.014.