「霸道」的本地菌：我有一萬種方法讓外來菌混不下去！
想必大家還記得在兩年之前網路紅人葉良辰同學的雷人發言：我是本地人，我有一萬種方法讓你混不下去。而後，網路上迅速形成各種不同的搞笑版本，「本地人」言論也是紅極一時。然而，最近發表的一篇文章的觀點竟然與良辰同學的觀點不謀而合，但是，不同的是，文章的主角不是人，而是人體內的腸道菌。
在今年1月24日，斯坦福大學醫學院微生物與免疫學院的教授David A. Relma的團隊一篇名為「Role of priority effects in the early-life assembly of the gut microbiota」的文章發表在Nature子刊Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 雜誌上。這篇綜述主要講的是新生嬰兒腸道菌的優先效應，即一類優先出現在新生嬰兒的腸道中以後，它們形成定居，我們把這類優先定居的菌群稱為」本地菌「，這些本地菌對於後來的菌群有很多方面的優勢。
為了便於闡述早期腸道菌群從無到有，從有到穩定平衡，作者提出了四個階段性的概念：擴散、選擇、漂移、多樣化。
擴散：嬰兒的第一批微生物主要來源於母親，包括母乳餵養，皮膚接觸等。除了來源於母親，還有父親，爺爺，奶奶等親屬，家庭環境，醫院環境，土壤植物，未知微生物等。
選擇：最初進入腸道的一類菌群想要定居，主要受體內免疫系統和飲食的影響，只有可以逃避人體免疫系統的清除和可以得到生長和繁殖所需要的營養的菌群才可以成為本地菌。
漂移:微生物的漂移會影響腸道菌群的丰度。在人體發生腹瀉或者食用抗生素時，一些菌群為了生存會發生漂移，這種漂移會導致腸道「菌群失衡」。
多樣化：面對腸道內錯綜複雜的小「生態系統」，微生物不會坐以待斃，而是保持很高的突變率和重組率來適應環境。
當某一類微生物經過長途跋涉來到新生嬰兒的腸道，又經過層層選拔成為「合法」的本地菌後，相對於後來菌群，它們具有優先效應。
在嬰兒斷乳或者更多的接觸外界環境後，腸道微生物群的競爭會加劇，更有競爭優勢的本地菌會對後來的菌群產生優勢效應，後遷入地菌群能否定居還要看更具有競爭優勢的本地菌的臉色。比如母乳中的雙歧桿菌屬會消耗大量的碳源，後來的需要大量碳源的菌群就很難維持生存；大腸桿菌消耗大量的氧氣，後來的可以在腸道定居的菌群僅限於專性厭氧菌和兼性厭氧菌。因此，這種具有優先效應的本地菌對於未來腸道菌群的組成形成又一道選擇性的壓力。
優先效應對嬰兒的健康非常重要，引入益生菌對疾病的治療和防禦都非常有幫助。有研究表明，在新生命的第一周使用植物乳桿菌和益生元果糖低聚糖可以使新生兒膿毒症的發病率減少40%。
文章主要是提出了優先效應這樣一種理論，可以通過生態學和間接證據有力地表明優先效應對嬰兒健康是重要的，但作者直言到目前為止還缺乏確切的直接證據。
作者在總結部分還提到在群落生態學和分子計算方面已經很好的研究了腸道微生物的優先效應，他認為這種優先效應應用於臨床已經時機成熟。
研究提要：
了解微生物群落如何發展對於預測和指導它們的未來狀態是至關重要的。生態學理論認為，群落的發展往往受到優先效應的影響，物種到達的順序和時間決定了物種如何相互影響。優先效應會產生持久的後果，特別是如果物種到達歷史在社區發展的早期階段有所不同，但是它們對人類腸道微生物群和宿主健康的重要性在很大程度上仍然是未知的。在此，我們將探討優先效應如何影響兒童早期胃腸道中的微生物群落，以及如何從微生物物種池的組成中估算優先效應的強度。我們還討論了改變微生物傳播的因素，如分娩方式、飲食和母乳餵養等育兒行為，這可能會影響優先效果的可能性。一種改進的優先順序效應知識有可能通知微生物的治療方法，如益生菌和益生菌，它們的目的是引導微生物群走向健康的狀態。
參考文獻：
Daniel Sprockett, Tadashi Fukami and David A. Relman. Role of priority effects in the early-life assembly of the gut microbiota. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2018 Jan 24.
本文作者簡介：余永駿，男，上海生化所細胞所&上海科技大學2017級聯合培養研究生，目前在朱學良老師課題組（研究方向：細胞周期與運動）
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