我们的肠道菌群能够影响的不仅仅只有消化，还会影响大脑活动，甚至会影响罹患精神疾病的可能性。几十年来的研究表明，肠道菌群失衡会破坏人体的诸多系统，导致肥胖、营养不良甚至癌症。

当前，大部分关于肠道菌群的研究都是基于粪便，然而，我们的粪便能在多大程度上反映出肠道微生物组呢？粪便微生物组与肠道微生物组之间的差异有多大呢？近期发表于《自然》杂志上的一项研究告诉了我们答案。

在该研究中，斯坦福大学医学院的研究人员利用一种可摄入设备，捕获了小肠中的微生物、蛋白质和胆汁。

这一概念验证研究的结果为其他科研人员提供了前期证据，表明这一可摄入设备或要优于目前的粪便采集方法，其可以更全面地揭示消化系统中的微生物，并为常驻肠道微生物如何促进人类生理和疾病提供了新的线索。

“这篇论文可谓是微生物检测领域的一个巨大飞跃，简而言之，它捕获了活的肠道菌群。利用以往的采样方法采集到的样本，并不能完全代表我们体内发生的事情，但我们之前只能获取这些样本。不过，现在情况发生了变化，我们有了新的采样方法。”该研究的共同通讯作者KC Huang博士如是说。

许多疾病都会导致小肠出现症状，但想要研究小肠菌群一直存在挑战性，尤其是与粪便样本采集的便捷性相比，更显困难。因此，采集并检测粪便样本是目前研究人员研究人类肠道菌群的主要手段之一。

虽然医生可以通过上消化道内窥镜检查（患者吞下一根长而柔软的管子）或尸体解剖，来对小肠中的液体进行取样，但是警告的声音不断涌现。一些学者认为以这种方式采集的体液样本可能会受到附近器官的污染，比如胃，因此可能会导致这类样本无法代表和反映肠道中的活菌群。

根据Huang博士的说法，利用这种可摄入胶囊，科学家们第一次检测到人类小肠真实的微环境，并捕捉到了小肠更微观层面的“景象”，显示出该器官的不同部位栖息着不同的细菌。

当然，此前也有其他一些非侵入性、可食用手段被设计用于肠道采样，但这些手段主要应用于猪和灵长类动物。而这项研究中所采用的这款可摄入设备可用于人体，并且其只有药丸大小，但采样量却是之前设备的四倍多，可以捕获小肠不同部位的菌群。

传统装载电子设备的胶囊由于制造的复杂性和高成本，应用范围有限。而这款可摄入胶囊与这些电子胶囊不同，其内里中空，可视作一个简单的收集装置，并会在特定环境中打开，对目标环境进行样本采集。

这款设备的设计旨在于设定的pH值下对小肠进行采样（小肠的不同部位有着不同的pH值）。受试者每次吞下四个设备，每个设备都设定了不同的pH值，因此会在小肠的不同部位打开并收集该部位的微环境样本。具体地，当设备在肠道中工作时，设备表面的涂层会溶解，收集囊会打开，通过阀门将液体吸入。

在研究期间，科学家们以每天2次的频率在两天内从15个人身上收集了总共240个菌群样本。这些设备对长达30英尺的小肠的大部分部位都进行了收集。不过其中有些样本没有被用于后续的分析，因为设备中没有收集到足够的液体。

最终，该团队分析了210个样本，以及同时期采集的29个唾液样本和58个粪便样本。在研究期间，受试者正常饮食，并记录饮食情况。

根据Huang博士的说法，最引人注目的发现之一是潜伏在胆汁酸中的奥秘。胆汁酸是肝脏分泌的一种绿色液体，可帮助人体消化。

Huang博士说，胆汁酸几乎影响我们健康的方方面面。它们影响我们如何消化食物、如何吸收脂肪、如何分泌激素，它们还能杀死微生物。医生甚至可以用胆汁酸来诊断肠易激综合征，尽管肠易激综合征通常是通过粪便样本来诊断的。

研究人员发现，粪便中胆汁酸的化学多样性与在小肠中发现的截然不同。这一显著差异表明，粪便样本根本无法全面反映活体的消化情况。他说：“厕所里的东西并不能代表上游的情况，我们真正关心的部位是微生物相互作用的部位，揭开谜底真是太神奇了。”

利用这一方法，研究人员建立了一个由超过51个菌种、461个菌株组成的文库，他们希望科研人员可以利用这个文库来更多地了解小肠生物学。总体而言，肠道样本中微生物物种的多样性远比粪便或唾液样本更大。

此外，Huang博士还发现，每个人的小肠菌群都有其独特的指纹图谱，并且在单个个体中，不同采样部位的菌群也有所不同。

利用这款胶囊设备进行微生物的活体取样，Huang博士希望能够帮助改善病态的肠道生态系统。他希望将这一研究成果用于开发更为有效的粪菌移植，以重建肠道微环境。

在这种胶囊设备帮助我们更加深入了解疾病之前，研究人员需要更广泛地使用它来捕捉健康人群中存在的菌群差异。Huang博士对研究饮食、药物和疾病如何改变小肠菌群非常感兴趣。

“我认为这款胶囊设备的神奇之处在于，它将改变人们对肠道菌群与疾病关系的看法，”他说，“因为现在有了一个我们以前从未有过的用来观察肠道生态系统的方法。”