本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
微生物群再次成為新聞熱點。上週，奧巴馬政府宣佈一項旨在刺激微生物生態系統研究的重大新資助計劃，引發了大量媒體報道。為研究提供更多資金固然很好，但我對定向支出可能扭曲科學進步的方式有些擔憂（例如，通常用於科學的 5 億美元也可能得到非常好的利用）。
但要掌握腸道微生物群很困難。基本上所有事物都會影響它或受其影響。有些事情是顯而易見的，例如飲食或抗生素的使用，或者你上次排便的時間，但另一些則不太明顯，例如一天中的時間、背景遺傳學、大腦中的自身免疫性疾病和傳染病。許多研究報告了不同患者群體之間的差異，但要梳理出哪些差異實際上是有意義的，或者因果箭頭指向哪個方向則更加困難（例如，多發性硬化症是否會導致微生物群的變化，或者不同的微生物群是否會導致多發性硬化症，或者是否存在某些未知因素既改變了微生物群又改變了多發性硬化症的患病率？）
這種不確定性很大程度上源於基本資料的缺乏。兩個健康人之間微生物群的差異可能非常大，以至於健康人和不健康人之間潛在的差異可能會在噪音中丟失。幾年前 - 有充分的證據表明，一種特定的微生物與健康的腸道菌群密切相關，直到發現一個完全缺乏該微生物（且沒有明顯的副作用）的人群。該人群是坦尚尼亞的哈扎人，他們是狩獵採集者，他們的腸道與之前研究的（主要是）美國人和西歐人的腸道截然不同。
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但知道它們不同並不能真正幫助我們理解它們為什麼不同。是因為他們的飲食不同，是他們的生活方式，還是僅僅因為他們位於不同的洲？今年早些時候發表的一項研究試圖讓我們更接近答案
共存的俾格米巴卡人和班圖人的腸道微生物群反映了傳統生存模式的梯度
這項研究分析了兩個不同人群的腸道微生物群——這兩個人群都是非洲中部同一地區的土著居民，但其中一個群體（班圖人）是農業社會，飲食習慣被作者稱為“類西方”飲食（儘管我隱約覺得我不會認出太多美食），而巴卡人是雨林狩獵採集者。
我認為最重要的（或至少最容易獲得的）分析位在圖 3 中，作者在其中查看了這兩組土著居民和美國佇列之間的“UniFrac 距離”。這種度量是將數千種微生物物種的複雜資料分解為單一度量的一種方法。未加權的 UniFrac 僅關注存在哪些物種，而加權度量還會考慮每種細菌有多少。
來自doi:10.1016/j.celrep.2016.02.013 CC-BY
當然，所有人群之間都存在差異，但令人震驚的是人群內部也存在多少變異（虛線以下的條形圖是組內比較）。檢視相同資料的另一種方法是執行主成分分析，這再次是一種對複雜性進行數學排序的方法 - 您可以觀看該影片以瞭解它是如何完成的，但簡短的版本是我們可以剝離出解釋大部分變異的變數。
來自doi:10.1016/j.celrep.2016.02.013 CC-BY
在這裡，每個點都是一個人的微生物群樣本，軸代表那些主成分。您可以看到，當我們不考慮每種物種的數量時，這兩個土著人群幾乎相同，儘管一些班圖人看起來更像美國人。這可能是由於地理位置，或者是因為土著居民的飲食比我們想象的更相似，或者可能是因為他們感染瘧疾的比率相似。誰知道呢？當他們確實考慮丰度時，人群會稍微分裂得更厲害，但在這裡似乎是巴卡人看起來更像美國人（至少沿著 PC1，據推測它解釋了他們測量的大部分變異）。
與美國人群相比，這兩個土著人群都具有明顯更多樣化的微生物組成，之前的一些研究表明，較低的微生物多樣性與不良的健康結果有關，但我不確定我們能從中讀出多少資訊。這些群體在佇列內部和佇列之間都如此多樣化，我懷疑這裡看到的變異能否告訴我們太多資訊。我希望看到與非洲更西化或城市化的人口進行比較，而不是與美國人進行比較，但我不確定即使那樣是否有啟發意義。
研究人員可能會耗盡奧巴馬政府分配的 5 億美元，只是為了在不同的地點、不同的時間和不同的健康狀況下對不同的人群進行抽樣調查，我們可能仍然無法掌握我們腸道生態系統的驚人複雜性。但我們將繼續朝著更細緻的方向努力，並希望有一天我們能夠好好利用這種理解。