肠道微生物群，即生活在结肠中的微生物群落，可能会影响一个人患慢性疾病的风险，如2型糖尿病和心脏病。现在，科学家们已经开发出一种计算工具，他们说，通过使用单个粪便样本的数据，可以揭示一个人的肠道微生物群有多“健康”。

尽管这个概念很有趣，但专家们告诉《生活科学》杂志，他们对这种新工具对病人到底有多大用处持保留意见。

该工具被称为肠道微生物组健康指数2 (GMWI2)，给用户的分数在-6到+6之间。据报道，得分越高，他们的肠道微生物群就越“健康”，反之亦然。在8月28日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项最新研究中，研究人员发现，GMWI2在区分“健康”肠道微生物群(处于阳性一端)和“不健康”肠道微生物群(处于相反一端)方面的准确率为80%。该工具对来自8000人的粪便样本进行了训练，然后对来自1140人的样本进行了测试。

任何人都可以免费下载和使用GMWI2，但他们需要“基本的计算机科学或生物信息学背景”来解释结果，研究报告的合著者、明尼苏达州梅奥诊所的外科助理教授Jaeyun Sung告诉Live science。

Sung说，研究小组希望最终任何人都能通过提供粪便样本从当地诊所获得肠道健康评分。然而，其他专家对这种工具的潜在效用表示担忧。他们想知道在这种情况下拥有“健康”的肠道微生物群意味着什么，以及谁可能会从了解他们的肠道健康评分中受益。

定义“健康”

GMWI2是建立在一种机器学习的基础上的，这是一种人工智能(AI)工具，可以根据一套训练它遵循的规则对一段数据进行预测。通常情况下，科学家通过提供来自特定人群的大量数据来“训练”人工智能，然后一旦它在这些数据中找到了共同的模式，该工具就可以对来自不同人群的新数据做出预测。

在这种情况下，研究人员训练GMWI2来识别患有疾病(比如糖尿病)的人的肠道微生物群的特定特征，并将它们与没有这种疾病的人的肠道微生物群进行比较。他们给它提供了来自六大洲26个国家的约8000人粪便样本中发现的微生物混合物的数据。

其中约5500人之前被诊断患有11种疾病中的一种，包括结肠直肠癌和炎症性肠病克罗恩病。剩下的2500人没有被诊断出这11种疾病中的任何一种。在用这些数据训练该工具之后，研究人员测试了它在另外1140个粪便样本上的工作效果，这些样本来自被诊断患有疾病(如胰腺癌和帕金森病)或未被诊断患有疾病的患者。

研究人员发现，一个人的GMWI2得分越高，他们的肠道微生物群就越像那些没有这些疾病的人。得分越低，则表明情况正好相反——他们的肠道微生物群看起来与患有上述任何一种疾病的人不同。

该研究的作者强调，与结肠直肠癌的结肠镜检查等成熟的诊断工具不同，GMWI2不是为诊断特定疾病而设计的。他们写道，相反，它是为了标记一个人肠道健康的细微变化，这些变化可能暗示他们可能患上某种疾病。

宋说，除了提供诊断之外，该工具还可能被那些在其他方面健康但希望优化肠道健康以预防疾病的人使用。他说，这对那些因为家族遗传而更容易患上某种疾病的人也有帮助。

他补充说，GMWI2也可以用来评估接受化疗或抗生素治疗后肠道的恢复情况，因为这两种治疗都会损害微生物群。这些治疗引起的变化会削弱免疫系统，使患者更容易受到未来感染。

没有“一刀切”的解决方案

尽管GMWI2这样的工具具有潜在的吸引力，但专家告诉《生活科学》杂志，他们对如何在现实生活中使用它持保留意见。

没有参与这项研究的赫尔辛基大学(University of Helsinki)人类微生物学名誉教授威廉·德沃斯(Willem De Vos)说，这项研究是将特定肠道微生物组特征与健康或疾病联系起来的“英勇尝试”。然而，“这种方法的一个问题是，健康很难定义——健康不仅仅是没有疾病，”德沃斯在一封电子邮件中告诉《生活科学》。

一些科学家认为，没有一个普遍接受的健康定义，因为健康是一种相对状况。一个人的健康对另一个人来说并不一定意味着同样的事情——例如，两个人的GMWI2得分可能是+6，但他们的微生物群组成可能完全不同。这使得很难定义什么是“健康的微生物群”。

爱尔兰科克大学(University College Cork)医学院教授兼系主任费格斯·沙纳汉(Fergus Shanahan)博士说，一个人的健康状况在一生中也会发生变化，所以从GMWI2这样的工具中获得的任何健康评分都将变得“毫无意义”，除非随着时间的推移不断重复。沙纳汉没有参与这项研究，但他是肠道微生物组方面的专家。肠道中某些微生物的丰度每天也会波动，并可能受到一个人的饮食、压力水平或情绪的影响。

Sung说，这意味着，如果一个人在服用了一轮抗生素后，想要监测肠道微生物群的健康状况，就需要定期使用这种工具，比如每周或每月。

此外，可能需要开发几个版本的GMWI2，以便为不同的人群量身定制工具，Shanahan在一封电子邮件中告诉Live Science。他说:“几项研究表明，微生物组的组成在不同的种族群体中差异很大，有时甚至非常明显。”这可能是由不同的社会和环境因素引起的，包括饮食和生活方式。

“因此，任何衡量个人健康的工具都必须适应个人生活的群体，”沙纳汉说。

目前还不清楚人们会做些什么来改变“次优”的GMWI2分数。在论文中，Sung和他的同事提到，这可能会促使人们进行更多的诊断测试，或者改变他们饮食或生活方式的某些方面。然而，如果不知道患者患有什么疾病(如果有的话)，可能很难实施任何有针对性的干预措施。

该团队目前正在开发该工具的下一个版本，将被称为肠道微生物组健康指数3。(GMWI2是对更基本的原型——肠道微生物组健康指数(Gut Microbiome Wellness Index)——的更新，后者于2020年推出，使用的粪便样本数量要少得多。)

他们的目标是使用来自更多样化人群的至少12,000个粪便样本来训练该工具的下一次迭代。宋说，他们还计划使用更复杂的机器学习算法来解释数据。他预测，如果他们获得监管部门的批准，该工具有可能在未来两年左右投放市场。