与许多肠道微生物不同，大多数人通过名字就知道大肠杆菌。它出现在新闻中，主要是因为因受污染的水和工人不洗手而导致的食物中毒事件。但许多菌株是我们消化系统的正常组成部分。事实上，大肠杆菌疫情如此普遍，至少部分原因在于它在我们以及其他动物的肠道中非常普遍。
直到最近，研究人员才认为它只是另一个肠道寄居者，靠我们的消化来吸收铁等微量营养素——并且与宿主争夺资源控制权，处于持续的紧张状态。但来自科罗拉多大学博尔德分校一项具有里程碑意义的新研究表明，这种微小的细菌实际上帮助我们吸收更多的铁。研究人员希望这最终能导致治疗缺铁性贫血的新型、更有效的疗法。
这一发现令人惊讶，因为它与当前关于细菌与我们宿主之间关系的科学观点相矛盾。直到现在，研究人员认为大肠杆菌只是从我们消化道中的物质中获取铁，利用一种叫做肠杆菌素的化学物质来捕获铁并将其运输到细胞。但生物学家韩敏（Min Han）和齐斌（Bin Qi）发现，肠杆菌素也能帮助动物消化细胞聚集铁。对于他们实验中的线虫来说，这个过程为它们提供了所需的大部分铁。
肠杆菌素是已知铁载体中最强的，但它只是其中之一。韩敏表示，直到现在，研究人员都认为铁载体对细菌宿主有害，并且会夺走它们原本可以消耗的铁。这幅图景描绘了宿主身体和细菌之间的一场“铁拉锯战”，双方都试图从食物中争夺铁。
“这项发现告诉我们，不，恰恰相反，”韩敏说。将铁运输到细菌细胞的肠杆菌素，通过与产生ATP的化学物质结合，也将铁运输到宿主细胞。ATP是我们所有人生活和功能所必需的能量分子。ATP的产生发生在细胞线粒体（通常被称为细胞的动力工厂）内，线粒体需要大量铁来持续产生能量。
换句话说，生命需要铁来存在——特别是细胞可以吸收的可溶性铁。这有助于解释为什么细菌会产生一整类专门用于从宿主身上提取铁的化合物——铁载体，因为宿主的消化系统使其可溶。然而，随着时间的推移，这项新发现表明，我们已经进化到从这个过程中受益，使这种关系看起来更具共生性。当然，没有人知道哪一个先出现。
韩敏和齐斌在研究线虫秀丽隐杆线虫时做出了他们的发现。这种线虫自然寄生着大量的大肠杆菌，但科学家们喂养了他们实验对象一种基因改造的、不产生肠杆菌素的菌株。没有了之前被认为只会窃取铁的肠杆菌素，线虫的生长状况不佳。然后，研究人员检查了人类细胞和线虫细胞内的ATP化学物质，发现这些细胞具有相同的构成，并且它们通过肠杆菌素收集铁的能力是相同的。
韩敏表示，这意味着线虫体内发生的相互作用也很可能发生在哺乳动物身上。唯一的问题是，它在我们吸收铁方面是否像在线虫中那样起着重要作用。韩敏的团队目前正在进行小鼠实验（这些啮齿动物虽然不是人类，但至少比简单的线虫更接近我们），以证明这一点。
最终，他们希望这项发现能带来新的、更有效的缺铁性贫血疗法。目前的治疗方法对身体伤害大且效果有限，但贫血是一个巨大的健康问题，在儿童和经期妇女等弱势群体中很常见。“高剂量补铁有很多副作用，效率很低，”韩敏说。这意味着许多饱受贫血困扰的人无法有效治疗。
“这是一个非常令人兴奋的结果，”来自赖斯大学的分子生物学家娜塔莎·基里延科（Natasha Kirienko）说，她没有参与这项新研究。她表示，体内相互作用的证据提出了许多问题，需要未来的研究来解决。“铁是最重要的微量营养素，”她说，“没有它我们就无法产生ATP。”但我们整个微生物组，作为生物，也需要铁来生存。我们微生物组中的并非所有东西对我们都有益——病原体也生活在那里。这意味着科学家需要对哪些微生物群落能够像我们和大肠杆菌一样通过肠杆菌素获取铁进行更多的研究。我们需要确保我们不会无意中喂养那些可能使我们生病的生物。
“看到细菌的铁载体为宿主提供铁，而不是仅仅夺走它，真是令人兴奋，”基里延科在一封后续邮件中写道。她表示，对铁载体的进一步研究应该探索其他铁载体是否也能将铁输送到宿主细胞，或者只有肠杆菌素才能做到这一点。如果更多的铁载体能够做到这一点，可能会改变我们治疗贫血的方式。如果只有肠杆菌素能做到，那么设计治疗方案的过程就会更直接。
最终，尽管这是一个令人兴奋的发现，但还需要更多工作来充分理解这个过程是如何运作的以及它可能影响什么。“了解各种细菌铁载体如何影响哺乳动物细胞——也许一些会捐赠铁，也许一些会螯合掉铁——这将非常重要，”微生物学家珍妮尔·C·阿瑟（Janelle C. Arthur）在一封电子邮件采访中写道。
她还说，我们身体里的细胞并非都相同或执行相同的功能。也许我们消化道内壁的细胞可以使用肠杆菌素来获取铁，但其他细胞则不能。还有很多未知的东西，但这项发现提供了一个看待我们体内生命的新视角。
