综述：血液中循环微生物DNA的起源：它从何而来？

　　本综述系统探讨了血液中循环微生物DNA（cmDNA）的四大潜在来源：外源性微生物入侵、感染后残留、黏膜微生物易位及细胞外囊泡（EVs）递送系统。文章深入分析了cmDNA在疾病诊断（如糖尿病、心血管疾病和癌症）中的生物标志物潜力，并强调了其相较于传统细胞因子的检测优势（如高灵敏度、实时动态监测）。同时，指出了当前研究在污染控制、方法学差异和动态监测方面的局限性，为未来精准医疗和个性化治疗策略提供了重要方向。

　　

摘要

背景

循环微生物DNA（cmDNA）是一种重要的生物标志物，参与正常生理、免疫、疾病诊断和发病机制。其在外周血中的起源引发了广泛讨论并产生了多种假说。

目的

本综述探讨了血液中cmDNA的四种潜在来源，并分析了研究局限性和未来前景。

结果

四种潜在来源被整理和分析：屏障损伤后外源性微生物或DNA进入外周血；感染性疾病后残留的病原体DNA；微生物从口腔和肠道黏膜等部位易位进入血流；以及细胞外囊泡递送系统，即微生物释放囊泡来转移DNA。

结论

血液中cmDNA的潜在来源并非相互排斥，可能是多方面的，取决于个体的健康状况、采样时间和污染控制。深入研究这些来源将为疾病早期检测、精准诊断和预后评估开辟新途径，并鼓励在这一前景广阔的领域进行进一步探索。

关键词：循环微生物DNA、起源、膜囊泡、血液、微生物

1. 引言

循环微生物DNA（cmDNA）代表了最近在循环系统中检测到的一种微生物核酸成分。在健康个体中，细菌DNA构成了血液cmDNA的大部分（超过95%），其中假单胞菌门（Pseudomonadota）、放线菌门（Actinobacteriota）、厚壁菌门（Bacillota）和拟杆菌门（Bacteroidota）是核心微生物群。一小部分血液cmDNA来源于真核生物和病毒。仅3%来源于真核来源，主要来自真菌门担子菌门（Basidiomycota）和子囊菌门（Ascomycota），而病毒来源贡献约0.4%，其中非致病性病毒如人类指环病毒（anelloviruses）占主导。在一定程度上，cmDNA的组成反映了宿主与身体各部位微生物群落之间的相互作用，共同构成了人体循环系统中一个独特且动态的微生物遗传信息库。值得注意的是，cmDNA的浓度和组成在健康个体和患者之间存在显著差异，其变化可能与特定疾病的进展有关。例如，在糖尿病和心血管疾病患者的cmDNA中观察到了独特的模式，为早期诊断和治疗提供了潜在的生物标志物机会。此外，监测血液cmDNA的变化在癌症检测、预后和治疗评估中非常重要。

对于上述疾病的诊断和治疗，cmDNA与细胞因子或其他传统临床生物标志物相比具有显著优势。例如，cmDNA检测更方便，可以使用高通量测序技术快速分析。同时，其来源具有特异性，可提供更直接的病理信息。值得注意的是，cmDNA的半衰期明显短于传统的基于蛋白质的生物标志物，使其检测结果能更灵敏地反映实时疾病动态，这使其特别适合于即时评估治疗效果。此外，作为cmDNA来源之一的细胞外囊泡，作为天然载体具有成本低、稳定性高、易于生产等优点，通过充当天然载体，逐渐成为直接检测细胞因子的传统方法的替代品。更重要的是，这些囊泡的双层膜结构有效保护cmDNA免受血液中核酸酶的降解，将样品稳定期延长至72小时以上，显著超过了PCR等游离DNA样品的保存要求。

近年来，血液中cmDNA的来源引起了该领域研究人员的浓厚兴趣，促成了关于其起源的众多假说的形成。最初的理论假设，cmDNA在因创伤、采血程序或手术干预引起的皮肤损伤后进入血流，作为免疫清除后残留的核酸。另一种观点认为，cmDNA可能来源于引起感染性疾病的病原体，通过直接侵入血流或破坏人体的内皮和上皮屏障。同时，越来越多的研究人员支持来自其他解剖部位微生物易位的假说，表明cmDNA来源于居住在口腔或肠道等区域的微生物群。此外，最新的研究引入了一个新的假说，即细胞外囊泡递送假说，该假说假定定植于身体各部位的微生物可能释放膜结合囊泡，通过循环系统将其DNA运输到血液或其他器官。这些不同的观点为血液中cmDNA的起源提供了多方面的见解，进一步增强了我们对这一有趣现象的理解和认识。

总体而言，关于血液中cmDNA起源的争论仍未解决，结论性的理解仍然难以捉摸。因此，本综述致力于评估与血液中cmDNA潜在来源相关的各种假说和观点，从而为未来研究cmDNA的起源及其临床意义提供宝贵的见解和方向。

2. 血液cmDNA研究的发展

血液微生物学并不是一个新颖的研究领域。事实上，它的研究经历了一个漫长的演变过程。它始于1674年列文虎克最初观察到红细胞和细菌的共存，随后在二十世纪中后期有报道在患者血液中检测到细菌，并逐渐获得科学认可。1969年，Tedeschi开创性地报道了健康人血液中存在支原体样或L型细菌。这一发现在1977年得到进一步验证，当时研究人员在健康和患病的人体血液中均鉴定出了新的细菌结构，证实了血液微生物群的存在。2001年，Nikkari通过指出健康血液中存在细菌DNA，为这一问题提供了新的线索。不久之后，McLaughlin通过采用多种检测方法，包括16S rRNA和gyrB基因的PCR扩增、透射电子显微镜（TEM）、暗场显微镜（DFM）和荧光原位杂交（FISH），强化了这些发现，所有这些方法都证实了健康血液中多形性细菌的存在。

继这些初步发现之后，研究人员对这些在血液中发现的“神秘访客”的起源和功能进行了广泛的调查，导致了各种假说的激增。2007年，人类微生物组计划的启动为血液微生物群的研究带来了新的动力。科学家们的焦点从分析单个微生物转向对整个微生物群进行系统研究，旨在更全面地揭示血液微生物群的奥秘。在此过程中，Amar, J.于2011年提出血液中存在一个核心微生物群，主要由假单胞菌门（Pseudomonadota）组成。直到最近几年，研究人员就健康人血液中是否存在核心微生物组进行了广泛的辩论和讨论。2022年，Goraya观察到不同血液成分中细菌多样性的差异，并注意到跨血液微生物群研究的相似趋势，表明可能存在一个独立于研究环境或分析方法的核心血液微生物群谱。然而，在2023年，Tan等人进行了一项研究，旨在识别8,892名健康成年人外周血中的微生物。在实施了一系列严格的污染排除程序后，他们鉴定出了117种微生物。这些微生物主要与肠道、口腔和泌尿生殖道中的共生微生物有关。该研究的最终结论挑战了先前的结论，提出在健康个体的外周血中不存在“核心血液微生物组”，而是存在零星的cmDNA。Tan的发现似乎为关于血液是否含有微生物群或cmDNA的辩论划上了一个暂时的句号，但也引入了新的问题。我们在健康血液中检测到的是微生物群还是cmDNA？这些微生物是来源于内源性血液途径还是身体损伤后的外源性入侵？

此外，在比较Goraya和Tan的研究时，似乎还有另一个问题值得关注：检测方法的差异。Goraya的研究利用了16S rDNA，而Tan等人则采用了宏基因组测序。目前尚不确定这种差异是否归因于检测方法。这是因为16S rDNA测序依赖于特定引物对（如V3-V4区）的扩增，而不同的引物组合可能对某些微生物群体表现出偏好性，导致无法检测到未被扩增的物种。因此，当前cmDNA的检测方法也是一个值得关注的问题。

在我们之前的研究中，基于对同一队列血液cmDNA和粪便微生物群信息的16S rDNA比较，我们提出了一个猜想，即健康个体外周血中的cmDNA可能在经过潜在的筛选机制后进入血流。然而，需要注意的是，这仅仅是在预测cmDNA起源后得出的推论。为了证明这一猜想，仍然需要进一步广泛的研究，例如分析肠道微生物群移植后cmDNA的变化。由此可见，尽管目前关于cmDNA的研究激增并取得了令人兴奋的进展，但仍有许多问题有待解决。

3. 血液中cmDNA起源的主要假说

3.1. 外源性微生物或DNA进入外周血

关于血液中cmDNA的起源，最初的观点认为，在健康个体血液中观察到的cmDNA的存在可能归因于侵入性医疗程序或组织损伤后外源性引入的微生物或DNA。许多侵入性医疗程序可能导致外源性微生物或DNA进入外周血。例如，非手术干预（如导管插入、静脉输液和血液透析）和常见医疗程序（如穿刺和手术）可以提高血液中细菌及其代谢产物的水平，随后激活全身免疫系统，并可能增加血液中cmDNA的水平。此外，在基因治疗过程中，腺病毒和慢病毒作为常用的病毒载体，可以将外源DNA带入宿主细胞。在这些载体的设计和应用中，外源DNA通常在基因递送和整合阶段引入，以修复或替换缺陷基因。然而，在此过程中，病毒载体也可能携带非目标DNA片段，其中可能包括潜在的微生物DNA。

此外，外源性微生物或DNA也可能通过创伤进入血流。当身体遭受昆虫叮咬、动物咬伤或抓伤以及外力机械损伤等伤害时，皮肤屏障被破坏，允许外部微生物侵入血液，导致人体血液中出现微生物DNA。另外，当肝脏和肾脏等器官出现功能障碍或损伤时，它们可能会影响人体微生物群的稳态，从而影响血液cmDNA中微生物群落的物种多样性和相对丰度。

对皮肤和血液微生物群落物种组成的分析，通过比较皮肤和血液微生物群，发现痤疮皮肤杆菌（Cutibacterium acnes）是易受损的干燥皮肤（前臂掌侧）微生物群和血液中的主要微生物。这表明血液中的cmDNA可能是组织损伤后外源性微生物入侵的结果。通常，进入血流的活微生物可以引发身体的免疫反应并导致感染，例如手术伤口感染或输血导致的HIV感染。然而，最近的研究越来越多地证明，即使经过严格的去污染分析，也可以在健康个体的血液中检测到低生物量的cmDNA，并且它是持续存在的。此外，有证据表明，一些微生物以休眠状态进入血液，不会引起宿主的免疫反应。这些发现表明，cmDNA可以稳定存在于血液中，并不仅仅归因于外源性污染。因此，尽管cmDNA的潜在内源性起源值得进一步研究，但皮肤或组织黏膜屏障受损和免疫清除后外源性微生物DNA侵入血流是血液cmDNA的潜在来源之一。

3.2. 感染性疾病后的残留

感染性疾病也被认为是血液中cmDNA的重要来源。例如，巨细胞病毒（CMV）是输血和器官移植过程中一个公认的潜在风险。作为一种常见的潜伏感染源，CMV可以通过血液或移植器官传播给接受者。研究表明，CMV DNA可以通过输血传播，特别是在免疫功能低下的接受者中，导致潜伏感染。在器官移植的背景下，携带潜伏CMV感染的供体器官可能将病毒DNA传播给接受者，导致CMV再激活。因此，移植后可能在接受者的血液中检测到CMV DNA。

在其他一些涉及活微生物的感染性疾病中，病原体可能通过血流传播到全身，可能导致菌血症或败血症。此外，感染引起的炎症状态触发体内免疫细胞的激活和细胞损伤，进一步导致血液中cmDNA水平的变化。研究证明，患者和健康个体之间cmDNA的浓度和组成存在显著差异。例如，在健康个体中，放线菌门（Actinobacteriota）的丰度在败血症患者中降低。在重症急性胰腺炎（SAP）患者中，拟杆菌门（Bacteroidota）和厚壁菌门（Bacillota）的丰度增加，而放线菌门（Actinobacteriota）的丰度降低。此外，cmDNA的水平在败血症、重症肺炎、炎症性肠病（IBD）和人类免疫缺陷病毒（HIV）患者中显著升高。然而，IBD和HIV患者的生物多样性显著降低。在这些疾病状态下，cmDNA可能作为病原体相关分子模式（PAMPs）发挥作用，激活免疫细胞上的模式识别受体（PRRs），如Toll样受体9（TLR9）。这种激活触发了炎性细胞因子的释放，随后导致上皮细胞和内皮细胞之间的紧密连接蛋白降解，从而增加细胞通透性。最近一项关于HIV的研究通过强调上皮和内皮细胞介导的细胞旁通透性增加在使细菌易位进入血流方面的潜在意义，为这一假说提供了支持。

然而，Marnie Potgieter等人提出了一个开创性的理论，即健康个体血液中的微生物可能以休眠或非立即可培养的状态存在。这一理论挑战了传统观点，即血液cmDNA或微生物仅仅与感染性疾病有关，从而为血液微生物学研究开辟了一条新道路。这一线索间接证明血液cmDNA不一定完全来源于感染性疾病残留。其起源需要结合其他因素来考虑。此外，我们还需要考虑其他因素，例如血液cmDNA与疾病之间真正的因果关系，这将为未来的实验研究和临床验证提供坚实的理论基础。

3.3. 微生物易位

随着研究的进展，越来越明显的是，血液中微生物的存在很大程度上归因于从富含微生物群的身体部位发生的微生物易位。这种易位涉及微生物或其组成部分，如脂多糖（LPS）、肽聚糖和DNA，从人类微生物群通过与外环境接触的器官中的上皮黏膜迁移到血流中。在某些病理状态下，如肠道屏障功能障碍或免疫系统受损，微生物可以迁移到血液并释放DNA。

关于微生物易位，许多研究为我们提供了各种视角。例如，2005年，Esther Jiménez检测到新生儿脐带血中微生物的存在。随后，在2013年，Lisa J. Funkhouser提出了一个有趣的观点，即微生物可能在出生前通过母胎传播进入婴儿血流。2025年，Wenjia Wang的研究表明，与婴儿微生物组相关的代谢物由母亲提供并垂直传播给婴儿。这些研究为解释婴儿血液中微生物的起源提供了新的线索。然而，微生物母胎传播的概念目前受到科学界的高度怀疑，原因是用于研究“低生物量”微生物群体的分子方法检测限不足、缺乏适当的污染对照，以及通过剖腹产可靠地获得无菌动物的能力 strongly supports the sterility of the fetal environment in mammals。尽管围绕母婴之间微生物信息传递机制存在重大争议，但我们很难简单地忽视或排除微生物在母婴之间传播的可能性。

以下证据可能为我们上述推断提供间接支持。2008年，A.L. Cogen等人提出皮肤微生物群可以逃逸到血流中。次年，Iwai T等人假设血液微生物可能来源于口腔。最近，在2019年，Emma Whittle等人对来自人类微生物组计划和健康人血液微生物群的数据进行了比较分析，进一步证实血液微生物与皮肤和口腔中发现的微生物表现出最密切的相似性。这些研究不仅验证了先前提出的假说，还揭示了人体内微生物群落之间复杂而紧密的联系。身体不同部位的微生物群体并非孤立存在；相反，它们构成了一个相互关联且动态变化的系统。微生物迁移和通讯的机制为我们理解人类微生物组的整体功能提供了新的视角。

当然，尽管微生物易位假说已获得研究人员的广泛接受，但它仍然是一个争论的主题。以前，人们普遍认为，只有在上皮黏膜屏障受损的情况下，细菌才能侵入血流。然而，随着研究的深入，我们发现细菌可以通过各种机制进入循环系统，即使肠道黏膜保持完整。

例如，抗原呈递细胞（APCs）在黏膜表面的采样作用就是这一过程的例证。这些细胞，如树突状细胞和巨噬细胞，能够捕获黏膜表面的细菌DNA抗原，并将其运输到血流中以引发免疫反应。分泌肠黏液的杯状细胞和位于派尔集合淋巴结上方的黏膜淋巴细胞（黏膜相关淋巴组织的特殊上皮细胞）也作为微生物载体，促进微生物从肠道到血循环的运输。这一发现开启了我们对细菌如何进入血流的新认识。基于这一发现，2017年，Kowarsky等人提出了一个有趣的建议：血液中发现的循环游离DNA可能来源于人类肠道微生物群中新颖的、未被充分研究的细菌和病毒。这为血液微生物群的来源提供了一个新颖的视角。随后，在2019年，Diego J. Castillo提出了一个假设，表明血液中存在的微生物群可能来源于肠道微生物易位。虽然这一理论具有一定的逻辑价值，但我们的研究表明，健康肠道微生物群和健康血液微生物群之间的细菌多样性存在显著差异。具体来说，肠道微生物群通常以厚壁菌门（Bacillota）和拟杆菌门（Bacteroidota）为主，而血液微生物群主要由假单胞菌门（Pseudomonadota）组成。这些发现促使我们重新评估微生物易位假说的普遍性和适用性。

我们的团队最近对来自同一研究队列的血液和粪便样本中的微生物组成进行了深入的比较分析。基于Nejman等人研究中采用的排除常规污染物信息的方法。我们还收集了志愿者皮肤、尿道口和肛门表面的棉签样本。从这些样本中检测到的微生物信息被进一步排除，作为潜在的污染信息。我们的研究结果表明，血液样本中厌氧菌的丰度显著较低，而需氧菌和兼性厌氧菌的流行率相对较高。这与通常在粪便样本中观察到的以厌氧菌为主的菌群结构形成鲜明对比。此外，我们发现血液样本中的细菌主要是革兰氏阴性菌，与粪便样本中主要发现的革兰氏阳性菌形成鲜明对比。值得注意的是，血液样本中的cmDNA表现出独特的特征，包括与移动遗传元件、生物膜形成、潜在病理状况和应激耐受性相关的标记，这些在粪便样本中很少检测到。

借鉴Tan等人的观点和我们团队的最新研究，我们进一步假设，虽然血流中的cmDNA可能来源于肠道或口腔等微生物定植部位，但其易位到血液中并非一个随机过程。相反，它似乎是一种潜在的特定过滤机制的结果。然而，值得注意的是，目前的研究尚未阐明肠道或口腔黏膜屏障究竟如何促成这种cmDNA的潜在过滤机制，导致血液cmDNA和粪便中的微生物信息存在显著差异。宿主生活方式的改变（包括生活环境、生活习惯和饮食摄入习惯）可能是导致cmDNA改变潜在因素。缺乏运动或不良饮食习惯可能导致肠道屏障功能障碍或免疫系统功能受损，从而增加微生物或其DNA从肠道、口腔或其他部位易位或迁移到血流中的可能性，随后引起cmDNA的变化。因此，虽然易位理论为cmDNA的起源提供了一个合理的解释，但它显然受到许多其他因素或潜在机制的影响。

3.4. 细胞外囊泡递送系统

最近的研究揭示，除了先前提到的机制之外，微生物产生的多种多样的细胞外囊泡似乎为我们特定的实验结果提供了一个全新的视角。这些囊泡，统称为膜囊泡（MVs），直径范围在20到400纳米之间。这些微小的囊泡在人体内的各种生物过程中发挥着关键作用，包括DNA转移、毒力因子的运输、拦截噬菌体、抗生素和真核宿主防御因子、细胞裂解、细胞代谢物的输出以及细胞间通讯。

值得注意的是，微生物MVs表现出免疫调节活性，表明它们作为疫苗候选物的潜力，并在抗癌药物递送和纳米技术应用中展现出显著前景。这些囊泡的存在使得定植于肠道或口腔的微生物群能够以非细胞依赖的方式将其遗传物质递送到血流中，而不会引起宿主的免疫反应。最近的研究进一步揭示，这些囊泡实际上是细菌在正常条件下向宿主递送各种疏水性化合物的主要机制。这一发现为我们理解微生物与其宿主之间的相互作用提供了独特的认识。

值得注意的是，不同微生物产生的MVs在其摄取机制、表面组成和货物方面表现出显著差异，使它们在遗传物质传输中具有独特的特性和靶向功能。研究表明，肠道微生物群来源的MVs通过内吞作用被肠上皮细胞内化，随后穿过内皮屏障进入血流并传播到全身各个器官。我们的研究揭示，血液中的cmDNA主要反映了革兰氏阴性菌的存在，而粪便cmDNA主要反映了革兰氏阳性菌。这种差异可能源于革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌MVs在表面组成、货物和摄取机制上的 distinct differences。

内吞作用是哺乳动物细胞摄取革兰氏阴性细菌MVs的主要机制，但摄取过程受到各种MVs表面特性和载体的影响。大量研究揭示了多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）来源的细菌MVs的内化机制和远距离通讯能力。相反，关于革兰氏阳性细菌MVs内化途径的研究很少。目前的研究表明，革兰氏阳性细菌的MVs主要通过网格蛋白介导的途径进入细胞，尽管其摄取动力学相对较慢。

此外，革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌MVs的表面组成存在显著差异。例如，革兰氏阴性细菌的MVs表面富含LPS，而革兰氏阳性细菌的MVs则缺乏LPS。这种差异可能影响MVs与肠上皮细胞之间的相互作用，从而影响这些囊泡的内化和运输。因为LPS可以增强肠道通透性，它有助于含有LPS的革兰氏阴性细菌MVs穿过肠道屏障进入血循环。这些表面差异可能在肠上皮细胞调节囊泡的选择性和运输中起着关键作用。

尽管这一观点目前基于现有证据，但它作为关于血液cmDNA起源的一个合理假说。然而，为了阐明血液cmDNA的确切来源和功能机制，进一步的研究势在必行。

4. 当前研究的局限性

在cmDNA研究领域，污染控制是阻碍进展的主要障碍之一。污染可能发生在实验的各个阶段，包括采样、实验室环境、操作员操作、试剂和消耗品的使用，以及样品间或测序过程中的交叉污染。这些污染物会严重影响实验结果的准确性和可靠性。为了应对这些挑战，研究人员实施了一系列措施来降低污染风险。物理保护措施，如采样前清洁皮肤、使用紫外线灯消毒生物安全柜、要求实验室人员佩戴一次性手套和手术服，旨在最大限度地减少实验过程中因物理接触而产生的污染。此外，将最初收集的样品转移到单独的试管中进行独立分析，可以有效降低样品间交叉污染的风险。近年来，生物信息学方法也在污染排除中发挥了重要作用，例如Tan等人开发的各种过滤方法，帮助研究人员在数据分析过程中识别和排除污染。尽管这些方法在一定程度上改善了cmDNA研究中的污染问题，但仍需要持续的努力和创新。结合物理保护、生物信息学和实验室操作改进的多层策略是解决这一问题的有效策略。此外，建立详细的标准操作程序（SOPs）和污染控制指南将有助于研究人员在不同的实验室条件下应用最佳实践，从而提高研究结果的可重复性和可靠性。

在cmDNA的研究中，比较不同检测方法获得的结果经常会遇到各种局限性。这些局限性不仅损害了结果的可比性，还可能引起误解和错误的结论。例如，测序方法的差异会导致测序深度和微生物信息可检测范围的 variation。基于现有检测方法的局限性，最近的研究揭示了宿主生物钟与微生物群落节律之间的双向调节关系。这一观点表明，不同的采样时间会影响cmDNA来源的确定。由于微生物群落的组成和活性随宿主的昼夜节律而变化，在一天中不同时间收集的样本可能表现出不同的微生物群落特征，从而影响cmDNA分析。因此，在类似背景下进行横向比较和得出结论时，必须谨慎对待此类技术差异。为了提高结果的可靠性，研究人员应在实验设计中仔细考虑各种变量，包括采样时间、样品处理、测序平台选择和数据分析方法。此外，建立标准化的实验和分析方案，以及不同研究之间数据和方法共享，有助于减轻这些局限性的影响。从而促进在相同条件下得出更可靠和一致的结论。

此外，必须关注cmDNA从疾病前阶段到疾病阶段的动态变化。例如，一项研究收集了胃癌进展不同阶段患者的样本，并将其分为对照组、不典型增生组、慢性胃炎组和胃癌组。结果显示，各组间的细菌群落结构存在差异，α多样性（即操作分类单元OTU的数量）从对照组到胃癌组逐渐降低。这表明，有必要从微生物与疾病之间的简单关联转向因果机制和动态过程的分析。进一步整合多组学数据分析可以系统地揭示微生物如何通过释放特定的DNA片段来影响宿主免疫或代谢功能。

当前cmDNA研究的局限性是多方面的。首先，污染控制仍然是一个重大挑战，因为污染可能发生在多个实验阶段，尽管已采取措施，但仍需要进一步努力。其次，在比较使用不同检测方法获得的结果时，测序方法的差异以及宿主生物钟对微生物群落节律的影响等局限性损害了结果的可比性。最后，理解cmDNA从疾病前阶段到疾病阶段的动态变化也至关重要。通过采用SOPs、标准化方案和多组学数据分析来解决这些局限性，对于推进cmDNA研究并确保结果的准确性和可比性至关重要。

5. 结论与未来展望

血液中cmDNA的来源复杂，主要包括直接微生物入侵、感染后残留DNA、来自其他定植部位的微生物迁移，或通过细胞外囊泡（EVs）等途径的运输。其中，EVs因其能高效携带DNA、RNA和蛋白质，从而影响宿主细胞功能，已成为研究热点。这些来源并非相互排斥；相反，它们可能协同作用，共同决定cmDNA的组成和特征。

阐明cmDNA的起源和作用机制面临着重大挑战，主要源于研究中固有的技术困难，例如样本量的限制和潜在污染物的干扰。未来的研究应集中在两个关键方向：第一，精确区分cmDNA的外源性（微生物来源）和内源性（宿主来源）起源；第二，进行大规模纵向研究，通过对不同人群进行长期、定时采样进行动态分析。长期采样有助于识别影响cmDNA水平波动的关键因素，而定时采样可以防止因时间变化导致的物种组成检测偏差。更为关键的是，研究需要深入调查特定的微生物是否是cmDNA的主要贡献者，以及这些微生物是否采用肠道选择性机制将cmDNA运输到血流中。这些探索不仅将增强我们对cmDNA在健康和疾病中作用的理解，还可能揭示其作为疾病生物标志物的巨大潜力，为开发新型诊断工具提供基础。

cmDNA研究在临床应用方面具有广阔潜力。通过监测血液中特定微生物DNA的存在和波动，可以实现疾病早期预警。在个性化医疗领域，长期追踪cmDNA动态可以发现新的治疗靶点。以粪便微生物移植（FMT）为例，高灵敏度的检测技术能够实时监测接受者cmDNA的变化，便于评估移植微生物的定植效果和肠道屏障的修复状况。这进而将传统的“一刀切”方法升级为伴随式的个性化管理模式。此外，通过整合人工智能分析个体化cmDNA数据，可以实时预测健康风险，检测抗生素耐药性基因和益生菌表达水平，并动态优化药物组合或微生物干预策略，最终实现从疾病预警到预后的全周期精准管理。

为了确保cmDNA在临床应用中的有效性和可靠性，标准化的研究方案和严格的污染控制措施将是必不可少的。这些努力将显著提高研究结果的可重复性和可信度，为临床应用铺平道路。随着上述研究方向在未来取得进展，我们将能更好地阐明cmDNA的复杂来源及其在人类健康中的关键作用，最终为疾病诊断、预防和治疗提供创新策略。