长期以来，医生们一直对两种常见消化系统疾病——IBS和IBD——的病因和治疗方法感到困惑。但今天发表在《科学转化医学》上的研究，通过对近2000人的肠道微生物组进行大规模测序，在解释这些疾病方面迈出了一大步。
IBS和IBD的区别
肠易激综合征（IBS）据估计影响了全球多达20%的人口，而其近亲炎症性肠病（IBD）则相对不那么常见（人口中不到1%），但更为严重。两者有相似的症状，但由于其中一种以其名称所指的炎症为特征（IBD），而另一种则不是（IBS），因此它们的治疗方法大相径庭。
当患者报告腹痛、便秘或腹泻时，医生会进行侵入性检查，如抽血和结肠镜检查，以寻找炎症迹象。如果发现炎症，患者就被诊断为IBD，治疗旨在减轻炎症。克罗恩病和溃疡性结肠炎都属于IBD。
但如果医生什么也没发现呢？那就是IBS。IBS有点像一个包罗万象的诊断，当没有炎症，也没有其他异常可以解释患者症状时，就会做出这个诊断。目前的IBS治疗主要围绕缓解症状，并寄希望于最好的结果。
尽管科学家最近在小鼠身上发现了IBD可能的遗传诱因，但两种疾病的根本原因目前仍不清楚。
粪便微生物反映结肠微生物
越来越多的证据表明，微生物在肠道健康中发挥作用，之前的研究表明，IBS和IBD患者的微生物群与健康人不同。这就是为什么荷兰的一个研究团队想知道两者之间会如何比较，以及是否可以用于诊断。
荷兰格罗宁根大学医学中心计算生物学家阿瑙·维奇·维拉（Arnau Vich Vila）说：“我们认为，让我们看看微生物组或肠道构成是否能成为一种生物标志物，这样我们就可以设计新的测试来区分这两种诊断。”
维奇·维拉说：“我们将减少结肠镜检查的次数；节省时间，节省金钱，也改善了诊断，这样患者就不必经历这种手术。”
该团队着手对近1800人的微生物组进行测序：350名IBD患者，410名IBS患者，以及1000名健康人作为对照。但要做到这一点，他们需要收集1800个微生物组。那可是大量的粪便。
他们通过三个不同的、已建立的志愿者库找到了参与者，这些志愿者库拥有完善的医疗信息，可用于人口研究。如果你曾经在医生办公室用杯子排尿，你可以想象粪便样本是如何收集的。但作为一个额外的挑战，粪便样本不能在室温下保存，因为那样会让某些细菌生长，干扰研究结果。
维奇·维拉说：“所以我们要求所有人在家收集样本，放入冰箱，然后我们开车在荷兰各地收集这些样本。”
他们使用一种名为鸟枪法宏基因组测序的基因工具对每个样本中细菌的DNA进行测序，这是一种用于在大样本中鉴定细菌物种的常用技术。但他们不仅仅识别物种，他们还研究了每种物种的丰度、生长速度以及在肠道中执行的功能。
（图片来源：Emily Frost/Shutterstock）
Emily Frost/Shutterstock
IBD细菌，不同于IBS细菌
他们发现，IBD和IBS患者的肠道微生物存在大量重叠，而且两者都与健康人不同。维奇·维拉说，该小组惊讶地发现IBS和IBD微生物存在如此大的重叠，因为这两种疾病从根本上是不同的。
但研究人员也发现IBS和IBD患者之间存在一致的微生物差异，这表明微生物组分析可能很快被用于诊断IBS和IBD，并可能开始解释这两种疾病之间的差异。
例如，IBS和IBD患者的某些已知有益肠道细菌数量减少，而只有克罗恩病患者的大肠杆菌等细菌数量增加，已知这种细菌会侵入肠道粘液内层并引起问题（你从E. coli中的“E”就知道这种细菌）。同样，也有某些细菌仅在IBS患者中数量增加。
微生物组在其他方面也不同。个体细菌物种内的遗传多样性有时不同，生长速度也不同。IBS和IBD患者的细菌毒性也比肠道健康的个体高得多——这些细菌会做一些事情，比如逃避或抑制宿主的免疫系统。特别是克罗恩病患者，其携带抗生素抗性基因的细菌比其他任何组都多。
他们还将新的微生物组数据的诊断能力与目前用于诊断IBD的一种诊断测试进行了比较：即患者粪便中是否含有称为钙卫蛋白的炎症生物标志物。他们的微生物组测试在预测患者是否患有IBS或IBD方面比旧测试做得更好。
细菌在肠道中做什么
细菌做什么，就像任何其他生物一样，都写在它的DNA中。因此，研究人员还想知道，他们庞大的基因组数据集是否不仅能告诉我们哪些细菌存在于哪个人的肠道中，还能告诉我们它们在做什么——特别是如果它们正在使人生病的话。弄清楚这一点将真正开启理解这两种相当神秘的疾病的可能性。
他们发现IBS、IBD和健康患者之间存在许多功能变化。例如，在克罗恩病患者中，分解糖的细菌更多，而启动发酵的细菌更少。这导致了炎症。同时，在IBS患者中，专注于发酵和分解碳水化合物的细菌比正常人更多。
后一点引起了密歇根大学教授、执业IBS专家威廉·切伊的注意，他没有参与这项研究。切伊说：“这是我很久以来一直想知道的事情。”他解释说，IBS患者经常抱怨腹胀，而腹胀通常是由发酵引起的。“一个问题一直以来都是，微生物组能否为此提供解释？”
切伊说：“所以他们发现的——微生物组的改变可以解释IBS患者发酵水平的增加或发酵的改变——真的很有趣。”
未来的肠道解决方案？
瓦莱丽·科利吉（Valerie Collij）是这项研究的共同负责人，她在格罗宁根大学医学中心从事研究和医疗实践。她说：“作为一名临床医生，我会说这是未来治疗的基础。我们可以利用这些信息进行饮食干预，或使用益生菌和益生元，甚至进行基于肠道微生物组组成的粪便移植。那将非常棒。但我认为我们离那一步还很远。”
“但我们现在非常接近的是将微生物群作为诊断工具使用，”维奇·维拉补充道。
切伊对这些发现未来可能引领IBS和IBD研究的方向感到兴奋。他说：“一直在寻找可能与我们在临床上看到的病理学相关的微生物组特征，这真的是圣杯。”
