健康的腸道菌群都是相似的，不健康的腸道菌群卻各有各的不同

俄國偉大的文學家列夫·托爾斯泰在他的經典小說《安娜·卡列尼娜》的開篇就寫到「所有幸福的家庭都是相似的，不幸的家庭卻各有各的不幸」。當時他可能從來沒有想過它同樣也會適用於醫學，適用於腸道微生物。

醫學界也有安娜·卡列尼娜原則，即「健康的狀態都是相似的，而不健康的狀態卻各有各的不同」。也就是說，不同的疾病，可能有不一樣的發病機制；即便有相同的發病機制，那也可能有不同的嚴重程度。

2017年8月發表在《NatureMicrobiology》雜誌上的一篇文章中，來自美國華盛頓大學和俄勒岡州立大學的研究人員最近提出「安娜·卡列尼娜原則」來解釋許多不同環境下的微生物群落受到擾動時可能會發生什麼：菌群組成可能發生隨機變化，與基礎水平相比，菌群可能變得更加多樣和不穩定。

當宿主面對一個應激源時，宿主調節菌群組成的能力會降低，菌群就會出現這種「安娜·卡列尼娜效應」，而這些影響通常與宿主健康水平下降有關。因此，雖然健康宿主的菌群看起來很相似，但是不健康的宿主的菌群可能會看起來互不相同。

研究人員引用了不同系統中「安娜·卡列尼娜效應」的證據，從珊瑚到人類。研究人員本身做珊瑚的研究，他們發現過度捕撈和營養物污染等應激可能會使珊瑚表面的微生物群落髮生隨機變化，從而使與珊瑚共生的藻類的競爭對手得以蓬勃發展，並最終減少珊瑚的生長或者完全殺死它們。

「安娜·卡列尼娜原則」同樣適用於腸道菌群：健康的腸道菌群都是相似的，不健康的腸道菌群卻各有各的不同。這可能為以前的研究提供一些獨特的間接，也為未來的研究提供一個新的框架。

大量的研究已經將潰瘍性結腸炎與腸道菌群組成聯繫在一起，例如，在疾病狀態下發現一些細菌物種的丰度升高或降低；然而，到目前為止仍沒有鑒定出具體的微生物標記物。如果「安娜·卡列尼娜原則」確實適用於這種疾病狀態，我們可能永遠也找不到一種與潰瘍性結腸炎相關的穩定的菌群紊亂狀態。疾病相關因素引起的腸道菌群的隨機變化可能意味著存在許多不同的與疾病狀態相關的菌群構成，因此，要鑒定一種高度敏感且高度特異性的疾病相關的腸道微生物標記物可能非常困難。此外，以某一種特定的方式調節腸道菌群以治療潰瘍性結腸炎也可能會得到不同的結果。

免疫對於腸道菌群組成也至關重要，證據表明宿主正常免疫功能的破壞也會影響腸道菌群的穩定性，並且可能誘發隨機變化。人類免疫缺陷病毒（HIV）陽性的個體，免疫系統受到嚴重的破壞，研究也發現他們的腸道菌群組成表現出較大的個體差異性。

微生物生態學許多重要問題的核心是了解正常腸道菌群的調節被破壞是何時發生的以及是如何發生的。更確切的說，了解這些對於通過調節腸道菌群來維持身體健康是至關重要的。在通往個性化醫療的道路上，「安娜·卡列尼娜原則」將給科學家們指明新的方向。

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參考文獻：

Zaneveld, J. R., et al. (2017). "Stress and stability: applyingthe Anna Karenina principle to animal microbiomes." Nat Microbiol2: 17121.