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腸道微生物可算是我們人體内第一“萬事通”，不管什麼生理病理問題，它好像都能摻一腳。不過可别因為這些旁門左道忽略了菌菌們的本職工作，比如抵抗外敵入侵。
腸菌帶來的一個主要健康益處就是防止病原體定植和随後發生的感染，這種作用被稱作定植抵抗。定植抵抗的能力在菌之間也不同，有研究證據發現，腸菌中還存在抗敵能力勝他菌一籌的英雄機關。
這些抗敵英雄的超能力大多有這麼幾個方向，在營養和生存空間上和病原體競争，直接拮抗毒素或其他有害化合物，以及促進宿主對病原體的免疫。
今日，牛津大學科學團隊在《科學》雜志上發文，研究者們發現，在抵禦外敵這件事上，“菌多力量大”也是很重要的一點！
原來，定植抗性其實是一種複雜的生态特性。實驗結果顯示，單個菌種對病原體防禦力是很有限的，但當菌群多樣性上升到50種菌之後，病原體的生長就會受到大幅限制。當然，“英雄菌種”還是存在的，但它們要在高多樣性的群體中才能發揮作用。
英雄菌種也很好預判，研究者發現，與病原體代謝重疊越高的菌種，越有可能成為定植抵抗的核心，我們甚至可以利用這一點來推斷出能夠保護人體免遭耐藥菌侵襲的菌群組成！
論文題圖
為了測試腸菌的對敵能力，研究者篩選出了100種不同的人類腸道共生菌，假想敵設定為肺炎克雷伯菌和傷寒沙門氏菌。
由于腸菌和病原體的競争具有兩種模式，一是在病原體剛進入腸道的生态入侵模式，一是在同等條件下共同生長的競争模式，是以研究者也設計了相應的兩個實驗，綜合評分選出了10個“抗敵先鋒”。
這十位選手再次進行更嚴格的定制抵抗測試，一次性參與兩個競争模式，并在24小時後檢測病原體豐度。
實驗流程
盡管十位選手已經是優選中的優選了，但是測試結果還是不太行……每個菌種單打獨鬥都很弱，大多數根本沒有表現出定植抗性。
表現相對好一點的是大腸杆菌，它是已知的傷寒沙門氏菌競争菌，但能夠提供的保護效果也非常有效，病原體豐度最終分别達到了108和109細胞/ml。
但是如果10位選手一起出擊，結果就大不相同了，兩種菌的豐度被壓下了2-3個數量級！
十個就是比一個能打啊（。
研究者又繼續增加菌種數量，從圖中可以看到，菌種越多、菌群多樣性越高，對病原體的定植抵抗越強。
同時，大腸杆菌的存在也是很有必要的，有大腸杆菌才有定植抵抗能力，但反過來說，大腸杆菌的定植抵抗也隻有在高多樣性的群體中才能發揮。
除了大腸杆菌，研究者也發現了一些其他的定植抵抗關鍵菌，例如短雙歧杆菌、Phocaeicola vulgatus和Lacrimispora saccharolyticum。
英雄機關+人民群衆=高戰鬥力
這樣一說，其實定植抗性是一個複雜的生态問題，但有趣的是，複雜問題可以用簡單的原理來解決。
研究者分别分析了這些菌種中，表達蛋白和對碳源的利用與病原體重疊的程度，發現重疊程度越高的菌種定植抗性越強。
利用這個規律，研究者還嘗試尋找了能夠對抗抗菌劑耐藥（AMR）大腸杆菌的菌群組成。AMR大腸杆菌是近年耐藥菌研究的主要對象，它已經是造成抗生素耐藥相關死亡的頭号殺手了。
預測針對特定病原體的專屬防衛菌
研究人員表示，這些發現可以推動新的治療方法，比如通過優化腸菌組成來對抗有害的腸道病原體。這還可以解釋為什麼有些個體會在抗生素治療後更容易感染肺炎克雷伯菌等病原體，因為抗生素降低了腸菌的多樣性。
參考資料：
[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj3502
[2]https://www.eurekalert.org/news-releases/1010603
本文作者丨代絲雨