近日，上海交通大学生命科学技术学院赵立平教授团队联合国际科研力量，在国际顶级学术期刊《细胞》上发表了突破性研究成果。该研究首次精准鉴定出对人体健康至关重要的两组核心菌群成员，并将其命名为“基石功能群”与“病生功能群”。这两组菌群构成了一个动态平衡的“跷跷板”模型，其相对丰度的波动直接影响人体健康状态。当基石功能群占据主导时，肠道微生态呈现健康、稳定的特征；反之，当病生功能群占据上风时，则预示着健康风险的增加。
这一里程碑式的发现，为评估人体肠道健康状况提供了全新的科学标准，并将有力推动个性化菌群检测技术的革新，为临床疾病防治与大众健康管理提供精准、有力的工具。
长期以来，科学界已认识到肠道菌群在人体消化、代谢及整体健康维护中扮演着“虚拟器官”般的核心角色。然而，对于构成健康基石所必需的“核心菌群”具体成员，学界一直未有定论。
赵立平教授团队通过对110名2型糖尿病患者的对照研究，创新性地开发了高分辨率菌群大数据分析技术。该技术依据细菌间的协作或竞争关系，将其划分为不同的“功能群”。研究团队从中筛选出141株在不同时间点均保持稳定互动关系的细菌，并最终锁定了一个关键的、呈“跷跷板”式竞争关系的网络结构。这一结构的动态变化，即“此消彼长”，是影响宿主健康的关键机制。
为了验证“跷跷板”模型的普适性，研究团队进一步整合分析了来自全球5个国家、涵盖糖尿病、心血管疾病、强直性脊柱炎、结直肠癌、炎症性肠病、肝硬化及精神分裂症等7类疾病的11项病例-对照数据。分析结果证实，这一“跷跷板”模型广泛存在于几乎所有患者及健康人群的肠道样本中，完全符合“核心菌群”的定义特征。
研究表明，核心菌群的“跷跷板”模型由两部分构成：与疾病缓解相关的有益菌群（基石功能群）和与疾病恶化相关的菌群（病生功能群）。为形象阐述其作用，赵立平教授将基石功能群比喻为“大树菌”。他指出，只有当“大树菌”在肠道生态中占据优势，形成如同茂密森林般稳定、多样的环境时，才能有效抑制病生功能群及其他有害病菌的过度繁殖，从而维护机体整体健康。
尤为重要的是，研究发现通过精准的营养干预，可以有效调节这两组功能群在肠道中的比例，促使“大树菌”（基石功能群）占据优势，从而改善患者的临床指标。“更令人振奋的是，这种菌群比例的失调往往比疾病临床症状出现得更早，这为疾病的个性化预防、早期干预和健康管理开辟了全新的路径。”赵立平教授强调。
研究团队还将该模型应用于11项针对晚期黑色素瘤、B细胞淋巴瘤、炎症性肠病和类风湿性关节炎的免疫治疗临床试验数据分析。结果显示，利用“跷跷板”模型能够有效预测患者对免疫疗法的个性化反应，其预测准确率已达到临床应用水平。这一通用模型有望在未来帮助临床医生在治疗前预判疗效，从而优化治疗方案，实现更精准、高效的治疗。
该重磅研究成果由上海交通大学与美国罗格斯大学共建的“微生物组与人体健康联合实验室”主导完成。实验室负责人、上海交通大学生命科学技术学院赵立平教授，上海交通大学医学院附属第一人民医院彭永德教授，上海交通大学生命科学技术学院张晨虹研究员，以及江苏省启东市人民医院施羽主任医师为共同通讯作者。
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