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人類腸道內充滿了細菌。人體內微生物的數量是人體細胞數量的 10 倍，這主要歸功於腸道內大量菌群。然而，嬰兒出生時沒有任何此類細菌種群；相反，它們隨著時間的推移逐漸發展起來。現在，研究人員首次繪製了這種發育過程的圖譜，物件是 14 名加利福尼亞州的嬰兒，其中包括一對異卵雙胞胎。
研究人員平均從每個嬰兒身上收集了 26 個糞便樣本，從他們的第一次排便到隨後的排便，包括在旅行、疾病或抗生素治療等重大事件之後的排便。遺傳學家查娜·帕爾默（Chana Palmer）現在是位於加利福尼亞州聖何塞市的 Canary 基金會的專案主管，該基金會專注於癌症早期檢測，她與斯坦福大學的同事一起測試了每個樣本，以瞭解其中潛伏著哪些微生物。帕爾默使用了一種新工具——一種旨在檢測不同微生物核糖體 RNA 差異的微陣列——來評估嬰兒腸道中所有微觀生物群落。
帕爾默說：“嬰兒的腸道是一個令人興奮且快速進化的場所。” “在最初幾個月，菌群非常不穩定，但到一歲時，它們彼此相似，也與成人的腸道相似。” 最終占主導地位的微生物包括：擬桿菌屬、真細菌目、梭菌屬、瘤胃球菌屬和糞桿菌屬，以及少量的真菌和古菌。
但是，這些微生物最初並非處於優勢地位。事實上，嬰兒出生時根本沒有細菌菌落，但隨後他們的腸道中會發展出各種各樣的細菌——以及這個過程需要多長時間。“有些在 24 小時內就出現了，”帕爾默指出。“雙胞胎是最晚的，”花了整整一週才發展出相當數量的細菌。
她推測，研究中唯一一對異卵雙胞胎可能發展菌落的速度較慢，因為他們是唯一透過計劃剖腹產分娩的受試者，這意味著沒有與母親的微生物群落接觸。但這對雙胞胎也表明，遺傳學在決定腸道微生物構成中起著作用；他們的腸道菌群彼此之間比與其他任何嬰兒的腸道菌群更相似，甚至比與父母或兄弟姐妹以及相關嬰兒的腸道菌群更相似，帕爾默說。
本週發表在《PLoS 生物學》上的研究結果表明，所有嬰兒似乎都會隨著時間的推移獲得相同的細菌群，儘管他們的起點截然不同，並且在第一年中菌群的變化也大相徑庭。未來使用核糖體 RNA 微陣列進行的實驗將比較健康和患病嬰兒，以及抗生素對成人腸道菌群的影響。人類腸道微生物組計劃正在尋求對所有這些遺傳物質進行測序。然而，目前尚不清楚哪種微生物最適合您——或您的寶寶——的腸道。“我們真的不知道，”帕爾默承認，“什麼是理想的。”