在患有使人衰弱的腸道疾病的患者中，特定細菌的存在與否的識別可能產生更好的診斷和治療方法。
有史以來規模最大的研究首次揭示了與克羅恩病相關的特定腸道細菌，據估計，克羅恩病困擾著70萬美國人，他們患有慢性、痛苦的腹瀉和出血以及其他令人不快的症狀。透過更好地瞭解患有該疾病的兒童的微生物生態系統如何變化，研究人員獲得了可能在未來帶來更好診斷和治療的線索。
人類微生物組計劃表明，人體腸道中存在數百種細菌。確切的物種及其相對丰度因人而異，研究人員越來越發現，除了克羅恩病之外，異常的細菌種群——稱為菌群失調——還與從類風溼性關節炎到糖尿病，甚至可能是自閉症等疾病有關。
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在過去的幾項研究中，微生物與克羅恩病有關，這些研究通常涉及少數患病數月或數年且已接受治療的患者。但是，由於患者通常在兒童期或成年早期被診斷出，因此發表在3月12日《細胞宿主與微生物》雜誌上的這項新研究重點關注了668名兒童作為研究物件。其目的是開發新的工具來預測哪些患者會發展成輕度或重度疾病，並確定哪些治療方法可能最有效。研究人員從全國28箇中心的初診青少年身上採集了腸道活檢和糞便樣本。與健康對照組相比，這些樣本顯示，某些細菌科在克羅恩病患者中更常見或更少見。
這些發現將先前的幾項觀察結果聯絡起來並加以澄清。一些微生物先前已與炎症性腸病相關聯，炎症性腸病是克羅恩病和潰瘍性結腸炎的總稱。一個細菌科也與結直腸癌有關，結直腸癌是長期炎症性腸病的一種併發症。在最新研究的健康對照組中發現的一種微生物，已知具有抗炎作用，並且在手術後病情復發的患者中往往會減少或缺失。
馬薩諸塞州總醫院以及麻省理工學院和哈佛大學博德研究所的拉姆尼克·澤維爾領導了這項研究，他說，這些關鍵微生物還不能被判定為引起或預防該疾病。它們可能只是在患病腸道（或健康系統）中茁壯成長的微生物。無論哪種方式，它們都具有作為診斷標誌物的預測價值：該團隊開發了一種公式，用於根據疾病發作時存在的所有物種計算“微生物菌群失調指數”。該指數可靠地表明哪些人患有克羅恩病，並且得分最高的患者病情最嚴重。澤維爾說，該指數是對其他診斷技術的有力補充，他設想將其與基因和血液生物標誌物測試一起使用，以預測這種複雜疾病的病程和最佳治療方法。
該研究還有助於解釋為什麼抗生素通常對克羅恩病無效。澤維爾的團隊發現，服用抗生素的患者比患病但未使用抗生素的同齡人擁有更少的有益細菌。換句話說，澤維爾說，“給他們服用抗生素會使微生物失衡更加明顯。”
鑑於微生物參與其中但抗生素無效，給患者服用有益細菌（基本上是益生菌），並使這些細菌更容易成為腸道的永久居民似乎是合乎邏輯的。儘管一種稱為糞便微生物移植的治療方法——患者透過灌腸或結腸鏡檢查接受來自健康捐贈者的微生物劑量——對於患有另一種消化系統疾病——艱難梭菌感染的患者效果極佳，但該方法對於更復雜的疾病（如克羅恩病）並不可靠。澤維爾說，治療後，他們腸道生態系統的健康外觀被證明是暫時的。基因研究提供了一條線索：許多與克羅恩病出現相關的基因負責免疫系統對微生物的識別，這表明患者的免疫系統缺少培育有益細菌或抑制有害細菌型別所需的必要工具。
除了更多地瞭解免疫反應的影響外，“我們需要更多地瞭解這些微生物”，澤維爾說。它們產生的化合物有可能被開發成藥物，從而控制腸道中的種群。但是，在實驗室中培養人類腸道微生物具有挑戰性：許多微生物無法在氧氣存在下存活，因此研究它們需要謹慎的技術和特殊裝置。另一個挑戰是，本研究中發現的某些細菌與其他物種以緊密的群體相關聯，這表明它們不能被分離出來進行研究，因為它們彼此依賴才能茁壯成長。
澤維爾仍然渴望揭開圍繞微生物組生態系統複雜性的神秘面紗。他的團隊正在開始一項針對克羅恩病患者的縱向研究，每兩週對他們的微生物組進行取樣，以瞭解他們治療的進展以及他們經歷的疾病週期性發作。他說，將此與對微生物產生的化合物的理解相結合，應該有可能破解它們在該疾病中的確切作用之謎。