分节丝状细菌是全球人类肠道共生菌

我们肠道中的隐秘帮手

在人体肠道深处生活着一类鲜为人知的微生物，称为分节丝状细菌（SFB）。这种奇特的丝状细菌长期在小鼠中被研究，已知它们对免疫系统具有强大的塑造作用。直到现在，人们还不清楚它们在人类中有多常见，甚至是否存在真正的人类专有版本。本研究结合显微镜观察、基因组测序和大规模全球DNA调查，表明SFB是真正的人类肠道居民，分布于每一个有人居住的大陆，尤其在儿童早期更为常见。

认识这种钩状丝体

SFB不同于常见的球形或杆状细菌。在显微镜下它们呈现为由节段组成的长丝，末端变细并形成钩状尖端，用以紧密附着在小肠粘膜上。研究者检查了来自马里、肯尼亚和冈比亚儿童的粪便，发现了具有这一典型形态的丝状体：光滑的细长节段以一处尖端结束，另有较粗的球状区域为新细胞出芽处，以及可帮助细菌在恶劣环境中存活的孢子。高分辨率电子显微图像证实，这些人类丝状体在分节体型和钩状结构上与实验室小鼠中经典的SFB一致。

一种以特殊“饮食”为生的新型人类物种

为了超越形态学描述，团队从粪便样本中重建了这些非洲SFB的基因组。DNA显示它们构成一个新物种，作者将其命名为Anisomitus miae，并且它明确属于在多种动物中见到的更广泛SFB家族。像其动物近亲一样，这些细菌拥有精简的小基因组，似乎高度适应于肠道表面生活。然而它们也具有独特特征：具备完整的淀粉和糖原降解工具箱并能摄取由此产生的糖链，以及额外的抗氧化和其他环境胁迫防御机制。这些性状表明，人类SFB可能利用特定的膳食和宿主来源的能量，并且具备在肠道不断变化的环境中生存的能力。

六大谱系遍布全球

随后，作者挖掘了数千个公开可得的DNA数据集，重点分析细菌常用的条形码——16S rRNA基因。通过严格界定序列相似度以判定是否为SFB，他们在来自四十多个国家的人群样本中发现了SFB样的特征信号。数据聚为至少四个主要和两个次要的人类谱系。其中一个谱系对应新定义的非洲物种，在撒哈拉以南非洲占主导地位，并且也出现在南美的原住民群体中。其他谱系则与在小鼠、鼠或鸡中见到的SFB更为接近，在亚洲和欧洲的部分地区更为常见。在某些个体中，多种谱系可同时共存，这意味着人可能携带少量混合的SFB类型。

短暂但强烈的儿童期造访

纵观年龄分布，出现了一个引人注目的模式。在非洲、南美、欧洲和亚洲的多个长期儿童队列中，婴儿期很少见到SFB，约在一到两岁之间（通常刚断奶后）出现激增，然后迅速降回非常低的水平。这一高峰持续时间很短，大约以月为单位，但在此期间SFB的丰度可比平时高出数百到数千倍。在成人中，SFB通常如果存在，其水平极低，只有通过超深度测序才能检测到，尽管与粪便相比，它们在肠道组织上相对富集。家庭分析显示，如果母亲携带SFB，儿童更可能携带，提示存在母婴传播。将富含SFB的人类粪便移入无菌小鼠的实验未能在小鼠中建立SFB定植，表明人类SFB对宿主有较强的选择性。

这些稀有细菌为何重要

尽管SFB在肠道微生物群中仅占极小比例，小鼠研究表明它们能强烈刺激免疫细胞，包括巡逻黏膜表面的细胞并帮助抵御感染。新研究确立了人类携带多种SFB物种的事实：这些微生物分布广泛但总体稀少，并在婴幼儿断奶的敏感窗口期出现短暂而明显的定植爆发。由于这同一窗口期对免疫系统的训练至关重要，人类SFB可能在塑造终生免疫和影响从感染到炎症性疾病的易感性方面发挥超出其数量比例的重要作用。理解何时、何地以及哪种SFB谱系在人体肠道中占据一席之地，将为探索这一不寻常伙伴如何影响全球健康打开大门。

引用: Kiran, S., Cruz, A.R., Daniau, A. et al. Segmented filamentous bacteria are worldwide human gut commensals. Nat Commun 17, 4174 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70010-4

关键词: 肠道微生物组, 分节丝状细菌, 儿童期免疫, 肠道微生物, 全球微生物多样性