Peer Bork

尽管真菌群落仅占整个人类肠道菌群的不到1%，但已有相关研究证明他们参与了许多人类疾病的发病过程。复旦大学类脑智能科学与技术研究院赵兴明教授、人类表型组研究院郑琰研究员，以及华中科技大学的陈卫华教授在Microbiome上发表了题为Enterotypes of the human gut mycobiome的研究论文。此研究揭示了肠道真菌组成高度结构化的性质，并发现其与宿主表型之间的紧密相关性。

肠道真菌肠型有氧呼吸衰老多样性

肠道噬菌体

陈卫华+赵兴明+刘智：大规模解析人类肠道噬菌体的DNA甲基化

DNA甲基化在噬菌体的生存中起着至关重要的作用，但对其基因组甲基化的理解仍然有限。近日，华中科技大学陈卫华和刘智、复旦大学赵兴明、欧洲分子生物学实验室Peer Bork及团队在Advanced Science发表最新研究，使用单分子实时测序分析了来自104个粪便样本的近9000个宏基因组组装的高质量噬菌体的DNA甲基化模式，发现肠道噬菌体普遍存在甲基化，进一步分析揭示广泛的DNA甲基化与其编码的甲基转移酶有关，值得关注。

肠道噬菌体甲基化研究论文基础研究单分子实时测序

粪菌移植

Nature子刊：受体而非供体决定粪菌移植后的菌群混居共存？

粪菌移植供体菌群研究论文基础研究超级供体

胰腺癌

粪便菌群或能用于胰腺癌早筛

胰腺导管腺癌（PDAC）是一种非常凶险的癌症，死亡率极高，目前仍缺乏有效的治疗和早期诊断手段。近期研究表明，微生物组与PDAC的发生发展有密切关系，或能为PDAC的无创诊断提供新选项。Gut最新发表的这项研究，在欧洲的2个PDAC队列中探索了粪便和唾液微生物组用于PDAC诊断的潜力，表明粪便微生物组特征或能用于PDAC的早期无创筛查，当与现有的低特异性标志物（血清CA19-9）联用时能使准确性达到0.94 AUROC。

胰腺癌诊断标志物粪便菌群胰腺导管腺癌

微流控

液滴微流控实现菌群中靶向菌株的免培养基因组测序

这是发表在Cell Reports Methods上的一份工作。作者通过结合液体微流控技术和Taqman特异性探针实现目标菌的靶向标记识别及分选，结合磁性亲和素链霉亲和素磁珠去除扩增子，获得高纯度无偏差的测序数据。该方法可避免难培养微生物的培养过程，从而从复杂背景中直接获得目标菌的基因组测序数据，为微生物组原位分析和功能挖掘提供了技术基础。

微流控

全球微生物基因目录

Nature：复旦大学与多国合作构建全球微生物基因集并揭示其生物地理分布模式

复旦大学人类脑智能科学与技术研究院青年研究员路易斯·佩德罗·科埃略（Luis Pedro Coelho）、教授赵兴明、名誉教授皮尔·伯克（Peer Bork）与来自德国、西班牙、美国、英国等多国科学家合作研究，基于全球菌群的概念，将地球上不同栖息地的微生物作为统一系统，运用人工智能技术对1.3万个公开宏基因组样本进行挖掘，构建了迄今为止最全面的全球微生物基因集，为全球菌群研究迈出了重要一步。该研究同时发现，大多数基因具有栖息地特异性，跨越多栖息地的基因主要富集在抗生素耐药性基因和移动遗传元件。该研究对于理解抗生素抗性的产生，以及未来抗菌药物的研发具有重要的意义，对于理解微生物与人类健康的关系具有重要的作用，该研究将为地球生态研究和人类健康研究做出重要贡献。

全球微生物基因目录抗生素抗性基因可移动遗传元件栖息地特异性罕见基因

药物-菌群-宿主互作

Nature：药物对肠道菌群的影响比想象的要大

许多常用药物都会对我们的肠道菌群造成影响。Nature最新发表的一项研究提出了一个研究框架，能够分解药物和疾病对宿主和肠道菌群特征的影响，并将其应用于欧洲MetaCardis队列的2173名个体的多组学研究，量化分析了心脏代谢疾病中单个药物、药物组合、药物累加效应和药物剂量与宿主表型、代谢组和肠道菌群的关联，为药物-宿主-微生物组的相互作用提供了新的假设。

药物-菌群-宿主互作心脏代谢疾病

肠道病毒组

研究肠道病毒组的新资源+一种普遍存在的新噬菌体

mSystems近期发表一项来自丹麦的研究，报道了基于当地人群的肠道病毒组数据库，并从中发现了一种在全球人群中存在较为普遍的新的噬菌体。

肠道病毒组噬菌体

功能注释工具

eggNOG-mapper v2：宏基因组功能注释的最新软件和配套最新数据库

本文作者描述了 eggNOG-mapper 的重大升级版本eggNOG-mapper v2，其提供了比其前身更高效、通用且可扩展的自动化功能注释工作流程。GitHub 上提供了独立版本（https://github.com/eggnogdb/eggnog-mapper），以及大量文档和使用示例（https://github.com/eggnogdb/eggnog-mapper/wiki）。

功能注释工具宏基因组数据集基因预测重叠群

菌群-药物互作

Nature重磅：肠道细菌“吃”药，影响药物效果

药物与肠道菌群的相互作用是目前研究的一大热点。肠道菌群调节药物治疗效果的一个目前公认的主要机制，是菌群对药物的生物转化，而Nature最新发表的一项研究揭示了一种新的机制，即肠道细菌将药物积累在自身内。这种生物积累作用一方面直接减少了药物在人体内的生物利用度，另一方面也可通过改变细菌代谢来间接影响菌群组成。这一新机制的发现，扩展了人们对细菌-药物相互作用的认知，为进一步阐明菌群如何影响药物的个体化疗效和副作用带来新启示。

菌群-药物互作

结直肠癌

或能抑制林奇综合征肠癌发展的新疫苗

DNA错配修复缺陷（MMRD）导致微卫星不稳定性（MSI），而MSI细胞中积累大量移码突变。影响癌症相关基因的移码突变可能促进肿瘤的发生，有些移码突变在独立发生的MSI肿瘤中是共有的。因此，这种复发性移码突变可以产生共享的免疫原性移码肽（FSPs）。错配修复基因的致病性遗传突变导致Lynch综合征（LS），LS患者发展成MSI肿瘤的风险较高。Gastroenterology近期发表的文章，鉴定出4种共享的FSP新抗原，联用构成疫苗，可显著增加FSP特异性适应性免疫反应，减少LS小鼠的肠道肿瘤负荷，延长总体生存期。研究提示复发性移码新抗原疫苗或可用于预防LS发展成肿瘤。

结直肠癌新抗原疫苗

传播策略

Cell 子刊：细菌传播策略如何影响人肠道菌的维持和进化？

人肠菌群之间不断地相互作用，并与我们的身体相互作用，进而影响我们的健康、免疫系统等，但人体肠道菌群是如何维持的呢？Cell Host and Microbe近期发表的文章，利用粪便样本宏基因组数据，研究了细菌持久性策略。结果发现人类肠道细菌有三种主要的传播策略：遗传持续性、空间持续性和顽强性传播策略（heredipersistent，spatiopersistent，and tenacious）。本研究结果有助于增加对不同的传播策略如何影响人类肠道微生物的长期持续，并对肠道菌群调节产生影响的认识。

传播策略肠道菌群

代谢健康

一种宿主+菌群的共代谢产物，或对代谢健康有关键影响

肠道菌群产物参与调控宿主代谢，马尿酸是一种菌群和宿主的共代谢产物，此前研究表明马尿酸与健康的代谢表型相关。Gut近期发表的一项研究，通过人体研究揭示了尿液马尿酸、肠道菌群、饮食和代谢健康之间的关联，并在动物实验中检验了马尿酸与糖稳态调节的因果关系，表明马尿酸不仅可作为代谢健康的标志物，还在宿主代谢健康中起到重要的介导作用。

代谢健康肠道菌群-宿主共代谢物马尿酸

肝硬化

Nature Reviews：一文读懂肠道菌群在肝硬化中的作用（综述）

肝病的终末期阶段常表现为失代偿期肝硬化，并可能进展为慢加急性肝衰竭（ACLF），导致较高的死亡率。Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上发表的一篇综述文章，详细介绍了肠道菌群在失代偿期肝硬化及ACLF进展中的潜在致病机制，并讨论了肠道菌群作为诊断标志物及治疗靶点的可能。

肝硬化综述失代偿期肝硬化慢加急性肝衰竭肠-肝轴

糖尿病

Nature子刊：不健康饮食相关的一种菌群代谢产物，与糖尿病存在关联

丙酸咪唑（ImP）是新发现的肠道细菌代谢组氨酸的产物。小鼠的研究发现ImP可以通过MAPK通路破坏葡萄糖代谢。但ImP在患者中与疾病的相关性并没有研究。近期一篇发表在Nature Communications的多中心队列分析发现，血清中丙酸咪唑上升与前驱糖尿病和2型糖尿病显著相关，与肠道菌丰度下降，和拟杆菌2肠型显著相关，与系统性炎症显著相关。丙酸咪唑的上升与不良的饮食习惯相关，但与组氨酸摄入量无关。因此对于前驱糖尿病和2型糖尿病患者的治疗应当考虑个性化膳食以抑制细菌组氨酸代谢的途径。

糖尿病肠道菌群代谢产物丙酸咪唑肠道菌群前驱糖尿病

种内多样性

Nature Reviews：定义微生物组的种内多样性-菌株（综述）

传统意义上，研究种内变异仅限于可培养的细菌分离株和低分辨率微生物群落指纹图谱。宏基因组测序技术的进步使不依赖于培养的、高分辨率菌株和亚种的分析在高通量和复杂环境下成为可能。这具有巨大的科学前景，但也导致了描述亚种间变异的大量方法和术语。来自EMBL引用超20万的超级大牛Peer Bork撰写了本综述，旨在通过关注微生物学背景下细菌和古细菌物种内的多样性来阐明这些进展。本研究涵盖了与种群遗传学相关的基本微进化概念，并总结了如着重利用宏基因组学在微生物群落中直接研究和分类物种内的变异。文章还描述了如何使用宏基因组学数据实现种内变异的常见应用。本文为指导研究人员选择合适的术语和分析方法，以方便从日益增多可用的、高分辨率微生物组基因测序数据中获益提供便利。

种内多样性宏基因组种内变异菌株亚种

海洋宏基因组

Cell：全球海洋微生物群落的宏转录组

Tara Oceans 项目组在之前介绍海洋微生物群落的分类学和基因组组成方面结果的基础上（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1074539881），近日又推出了海洋宏转录组在全球范围内如何变化的研究成果。这项发表在 Cell 杂志上的论文向我们展示了来自全球分布的 126 个采样站的 187 个转录组和 370 个基因组的数据集，包括 4,700 万个基因的资源。研究主要基于维度（极地到非极地）和深度差异，发现了海洋微生物群落的演替和微生物转录组变化的多样性差异。总的来说，全球气候变暖能够驱动海洋微生物群落转录组的变化，直至出现群落更替的现象。

海洋宏基因组宏转录组海洋菌群宏基因组测序气候变暖

粪便菌群

Nature子刊：全球数据揭示结直肠癌特征菌群

《Nature Medicine》近期发表一项涵盖全球多个地区结直肠癌研究的荟萃分析，发现了29个具有全球代表性的特征肠道菌群，以及与结直肠癌相关的菌群代谢特点，这些宏基因组信息有望用于全球范围内的结直肠癌诊断。

粪便菌群结直肠癌荟萃分析结直肠癌诊断特征菌群

微生物分类

Nature子刊：用单拷贝基因系统发育方法分析OTU

16S rRNA基因用于系统分类学研究的地位已经不稳了。之前就有研究人员通过单拷贝基因构建了新的生命之树（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1087194889），发现有明显优势。《Nature Communications》近期发表研究，又进一步基于新的生命之树开发了mOTUs2菌群分析工具。随着宏基因组测序的不断发展，这种分析方法或许将成为菌群结构分析的标准动作之一，非常值得关注！

微生物分类菌群结构生物信息学工具宏基因组学生物信息学数据库

抗生素干预

Gut：抗生素诱导产生的肠道单优势菌

抗生素的使用会导致肠道菌群剧烈的变化，但也为发现一些低丰度细菌提供了可能。本研究发现了使用头孢霉素后显著增殖、获得定殖优势的新菌种，阐释了抗生素使用后对肠道菌群的负面影响，以及停药后菌群恢复特征，对于研究肠道菌群变化、抗生素副作用等具有参考价值。

抗生素干预 antibiotics bacterial overgrowth INTESTINAL MICROBIOLOGY molecular genetics

数据库

eggNOG 5—蛋白功能层级注释数据库重大更新

eggNOG是一个公共数据库，包含了直接同源关系、基因进化史和功能注释。本次仅从4.5更新到5.0版，数据量就增加了一倍，共计算了分布在379个分类水平上的4.4百万个直系同源群（OGs），以及它们的相关序列比对、系统发育、HMM模型和功能描述，同时改进了在线使用的易用性。

数据库功能基因注释 eggNOG 宏基因组参考基因集

抗生素影响

Nature子刊：健康成人的肠道菌群对抗生素扰动有较强的恢复力

Nature Microbiology本周上线的一项重要研究表明，健康成年人的肠道菌群经短期广谱抗生素扰动后，整体上有较强的恢复能力，但也有少数潜在的有益菌种和菌株在半年后仍无法恢复，抗生素耐药基因的携带情况可影响细菌在恢复过程中的定植和生存。这些发现提示，健康成年人偶尔短期服用抗生素，应该不会对菌群造成明显的长期不良影响，但长期和经常性服用抗生素的后果，以及抗生素对儿童和老年人菌群的影响，仍需更多研究。

抗生素影响人体肠道菌群抗生素耐药基因

生物信息学工具

Nature子刊：带你玩转人微生物组和代谢组数据

本文介绍了一个曾被用于揭示肠道菌群在宿主胰岛素抵抗的背景下如何影响循环系统代谢物的数据挖掘方法。对应研究可参考此前日报中的报道：两种肠道细菌改变血清代谢组，增加糖尿病风险（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1095814020）。

生物信息学工具微生物组代谢组血液代谢组学 Ⅱ型糖尿病

寄生虫

IBD患者的芽囊原虫携带率较低

在人体肠道菌群的研究中，常常忽略了对单细胞真核生物（例如芽囊原虫）的关注。来自Gut上发表的一项最新研究发现，IBD患者中芽囊原虫的携带率较低，而芽囊原虫亚型与肠道菌群的组成有着显著关联。研究结果提示，芽囊原虫的携带及其亚型可能与人体健康相关，在粪菌移植时或应关注其影响。

寄生虫炎症性肠病寄生虫芽囊原虫 Gustavo Mostoslavsky

土壤菌群

Nature：土壤菌群特点或影响全球物质循环

土壤菌群的高度多样性在全球物质循环中具有重要作用。本研究通过分析全球189个位点、7560余份土壤样本中的物种和功能基因多样性，发现环境因子和细菌-真菌的相互作用影响全球土壤菌群的丰度、结构和功能，或可为全球物质循环的区域性特点提供解释，值得专业人士关注。

土壤菌群菌群分布模式细菌-真菌拮抗作用 Pilar Guallar-Castillón Ruth Blanco-Rojo

肠道菌群

中亚人群独特的肠道菌群特征

影响肠道菌群的因素众多，比如种族、饮食、生活方式、地理环境等等。BMJ Open近期发表一项研究，首次用宏基因组学方法分析了中亚人群的肠道菌群，揭示出与其它地区人群的差异，有意思的是该队列中，代谢综合征患者的菌群特点都与此前报导的其他地区人群不同，这些差异对健康和疾病的意义，有待进一步研究。

肠道菌群 gut microbiome metagenomics Probiotic 肠道菌群

婴儿菌群

Cell子刊：婴儿的菌群发育，母亲的直接贡献很大

Cell Host and Microbe刚刚上线一项母婴菌群纵向传递的研究，结合宏基因组学和菌株水平的计算方法，表明母亲身体多个部位的菌群参与了婴儿口腔和肠道菌群的发育，其中母亲的肠道菌群贡献最大，婴儿自身的生理环境选择也对菌群塑造有重要作用。

婴儿菌群母婴传播菌株水平分析 Infant microbiome Shotgun metagenomics

抗生素耐药性

Nature：药物联合制剂有望抵御抗生素耐药性

药物联合制剂可用于抗击抗生素耐药性细菌感染，但是联合制剂的抗菌功效缺乏研究，也很少用于临床。本研究通过检测79种有抗菌作用的化合物的近3000种组合和计量，发现抗菌药物/物质的相互作用中拮抗作用比协同作用更为普遍，而且药物/物质的抗菌机制、细胞靶点影响药物间相互作用模式。本研究对于开发窄谱抗菌药物、恢复抗生素有效性和控制抗生素耐药性均有参考价值，值得专业人士关注。

抗生素耐药性药物间相互作用联合用药 Christopher E Lawson Katherine D McMahon

模式生物

狗也可作为研究肠道菌群的模式生物？

模式生物狗 Diet Dog microbiome human microbiome

肠道菌群体外培养

Nature子刊：96株肠道菌的体外培养和代谢分析

目前大部分可培养的肠道细菌只能生长在成分复杂、化学组成不明确的培养基中，大大限制了对菌群代谢的研究。本周Nature Microbiology上线的一项研究，分析了96株肠道菌在19种培养基中的生长代谢特性，为用体外实验和计算机建模研究菌群代谢，拓宽了道路。

肠道菌群体外培养细菌代谢细菌生理学 Bacterial physiology Bacterial techniques and applications