肠道菌群变化的“安娜·卡列尼娜效应”：健康的肠道菌群都是相似的，不健康的肠道菌群却各有各的不同

俄国伟大的文学家列夫·托尔斯泰在他的经典小说《安娜·卡列尼娜》的开篇就写到“所有幸福的家庭都是相似的，不幸的家庭却各有各的不幸”。当时他可能从来没有想过它同样也会适用于医学，适用于肠道微生物。

医学界也有安娜·卡列尼娜原则，即“健康的状态都是相似的，而不健康的状态却各有各的不同”。也就是说，不同的疾病，可能有不一样的发病机制；即便有相同的发病机制，那也可能有不同的严重程度。

2017年8月发表在《Nature Microbiology》杂志上的一篇文章中，来自美国华盛顿大学和俄勒冈州立大学的研究人员最近提出“安娜·卡列尼娜原则”来解释许多不同环境下的微生物群落受到扰动时可能会发生什么：菌群组成可能发生随机变化，与基础水平相比，菌群可能变得更加多样和不稳定。

当宿主面对一个应激源时，宿主调节菌群组成的能力会降低，菌群就会出现这种“安娜·卡列尼娜效应”，而这些影响通常与宿主健康水平下降有关。因此，虽然健康宿主的菌群看起来很相似，但是不健康的宿主的菌群可能会看起来互不相同。

研究人员引用了不同系统中“安娜·卡列尼娜效应”的证据，从珊瑚到人类。研究人员本身做珊瑚的研究，他们发现过度捕捞和营养物污染等应激可能会使珊瑚表面的微生物群落发生随机变化，从而使与珊瑚共生的藻类的竞争对手得以蓬勃发展，并最终减少珊瑚的生长或者完全杀死它们。

“安娜·卡列尼娜原则”同样适用于肠道菌群：健康的肠道菌群都是相似的，不健康的肠道菌群却各有各的不同。这可能为以前的研究提供一些独特的间接，也为未来的研究提供一个新的框架。

大量的研究已经将溃疡性结肠炎与肠道菌群组成联系在一起，例如，在疾病状态下发现一些细菌物种的丰度升高或降低；然而，到目前为止仍没有鉴定出具体的微生物标记物。如果“安娜·卡列尼娜原则”确实适用于这种疾病状态，我们可能永远也找不到一种与溃疡性结肠炎相关的稳定的菌群紊乱状态。疾病相关因素引起的肠道菌群的随机变化可能意味着存在许多不同的与疾病状态相关的菌群构成，因此，要鉴定一种高度敏感且高度特异性的疾病相关的肠道微生物标记物可能非常困难。此外，以某一种特定的方式调节肠道菌群以治疗溃疡性结肠炎也可能会得到不同的结果。

免疫对于肠道菌群组成也至关重要，证据表明宿主正常免疫功能的破坏也会影响肠道菌群的稳定性，并且可能诱发随机变化。人类免疫缺陷病毒（HIV）阳性的个体，免疫系统受到严重的破坏，研究也发现他们的肠道菌群组成表现出较大的个体差异性。

微生物生态学许多重要问题的核心是了解正常肠道菌群的调节被破坏是何时发生的以及是如何发生的。更确切的说，了解这些对于通过调节肠道菌群来维持身体健康是至关重要的。在通往个性化医疗的道路上，“安娜·卡列尼娜原则”将给科学家们指明新的方向。