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过去二十年，微生物组研究取得显著进展，从代谢性疾病、免疫调节到神经退行性疾病，微生物组是宿主生理与病理状态的重要调控者。然而，将研究结果转化为临床应用方面仍然面临挑战。微生物组的动态异质性、宿主-微生物互作的因果性争议，以及动物模型与人类生理的系统性差异，共同构成了从基础研究到临床应用的转化鸿沟。

当前微生物组研究面临的核心挑战在于：相关性研究难以区分因果。例如，结直肠癌患者的肠道菌群中特定共生菌的减少可能是疾病进展的“乘客”而非“驱动者”；而动物模型（如小鼠）的肠道解剖结构、免疫细胞分布和代谢速率与人类存在显著差异，导致机制外推受限。

因此，需要系统性策略，能够整合大数据驱动的假设生成与多层次实验验证，贯通关联到因果、实验室到临床的转化研究。

近日发表于《Cell》的文章“从大数据和实验模型到临床试验：微生物组研究中的迭代策略”，正是针对这一需求提出的解决方案，创新性地提出“迭代研究框架”——通过计算模型（如多组学方法）、实验模型（如体外、体内和离体模型）和临床验证的循环反馈，逐步解析宿主-微生物互作机制，并优化干预策略。

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多组学整合与因果验证

通过宏基因组、代谢组和单细胞转录组数据的交叉分析，识别关键菌群-宿主互作通路（如丁酸代谢与免疫调控），并利用器官芯片（如模拟肠脑轴的neuroHuMiX）和“野生化”小鼠模型验证机制，减少对传统动物模型的依赖。

人工微生物疗法的理性设计

基于机制研究筛选功能互补菌株（如治疗IBD的VE202菌群联盟），或通过基因编辑构建产丁酸工程菌，结合结肠靶向递送技术（如丁酸微胶囊）突破代谢物应用的局限。

临床试验的适应性优化

利用机器学习筛选患者分层标志物（如双歧杆菌丰度预测免疫治疗响应），结合实时菌群监测动态调整干预方案，提升个性化治疗精准性。

这为微生物组研究提供了一个系统的框架，有助于推动从基础研究到临床应用的转化。

具体内容如下：

转化微生物组研究的迭代实验方法

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小鼠模型和人类之间的生理、环境和生物学差异

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本文转自：谷禾健康