Peter J Turnbaugh

药物代谢抗癌药物氟嘧啶宿主细胞肠道菌群

菌群的精准编辑是一个重要的研究方向，Cell Reports近期发表的一项研究表明，丝状噬菌体M13可作为向肠道定植的细菌进行基因递送的媒介。使用M13递送CRISPR-Cas9系统，可在肠道中靶向携带特定靶基因的菌株，并能诱导靶细菌的基因组缺失。

菌群编辑噬菌体

种族差异

肠道菌群的种族差异：东亚人PK白人

东亚人与白人有不同的体质特征，比如东亚人BMI较低，白人BMI较高。eLife近期发表的一项研究，分析了IDEO队列中生活在美国旧金山湾区的46名东亚人和白人受试者，揭示了不同种族间的菌群差异，及其与代谢健康的潜在关系。

种族差异肠道菌群代谢

肠-脑轴

Cell：宿主基因和肠道菌群如何合力造成自闭症行为？

过去，我们通常认为，影响大脑发育和功能的基因发生突变是造成行为异常的主要原因。然而，近期的微生物组研究揭示了肠-脑轴的存在，表明微生物组也可能会调控影响宿主行为。但是我们尚不清楚宿主基因和微生物组是如何共同调控复杂行为的。Mauro Costa-Mattioli团队发表的这篇研究通过共同饲养、菌群移植等多种手段证明了在自闭症小鼠模型中，社会行为由肠道菌群调控，而宿主基因影响小鼠多动表现。此外，基于前期的研究（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1082755989），作者发现罗伊氏乳杆菌可以改善小鼠的社会行为缺陷，并揭示了其背后的新机制，即罗伊氏乳杆菌-四氢生物蝶呤（BH4）-宿主社交行为轴。该文提示我们未来针对自闭症等神经疾病的治疗方案应综合靶向大脑和菌群，推荐仔细阅读原文。

肠-脑轴共生总基因组 hologenome Neurological disorders Social behavior

菌群-免疫互作

Cell子刊：甲氨蝶呤通过影响菌群抑制宿主免疫活化

甲氨蝶呤是类风湿关节炎（RA）治疗的一线药物，可抑制哺乳动物的二氢叶酸还原酶（DHFR），但其是否直接影响肠道细菌尚未明确。Cell Host and Microbe上发表的一项最新研究，发现甲氨蝶呤可通过抑制细菌的DHFR，并影响多种细胞生长所必需的保守代谢通路，从而抑制多种人体肠道细菌的生长。另外，甲氨蝶呤诱导的肠道菌群变化可抑制宿主的免疫活化，并与RA患者对甲氨蝶呤治疗的临床应答相关。

菌群-免疫互作甲氨蝶呤药物作用机制研究论文基础研究

菌群-药物互作

肠道菌群影响甲氨蝶呤对RA患者的疗效

约50%的类风湿关节炎（RA）患者对甲氨蝶呤治疗不产生充分的应答，但缺乏可预测患者应答的预后标志物。Arthritis and Rheumatology上发表的一项最新研究，对比分析了对甲氨蝶呤治疗应答及不应答的RA患者在治疗前的肠道菌群差异，发现基于菌群建立的模型可较准确地预测患者对甲氨蝶呤治疗的应答。另外，体外共培养肠道菌群与甲氨蝶呤的结果表明，肠道菌群对甲氨蝶呤的代谢或清除可能抑制甲氨蝶呤的治疗效果。

菌群-药物互作研究论文基础研究队列研究类风湿关节炎

肠道疾病

热平衡有助于小鼠对肠道疾病的耐受性

疾病耐受性是指组织在不降低宿主适应性的情况下，抵抗刺激所造成损伤的能力，与组织、环境条件和生理状态有关。疾病耐受性是一种已知的宿主防御策略，保护组织免受病原体或免疫系统导致的损伤，但其在非感染性疾病中的作用尚不清楚。PNAS近期发表的文章，发现处于热平衡的小鼠具有对肠道疾病的耐受性。肠损伤中，产热脂肪的肾上腺素信号调控结肠细胞基因表达，从而预防菌群失调和组织损伤，产生肠道疾病的耐受性。同时表明疾病的耐受性对代谢的要求较高，依赖于宿主的能量状态。

肠道疾病热平衡代谢肠道菌群

神经免疫

Science子刊：靶向肠菌的B细胞在多发性硬化发病时入脑，或起保护作用

多发性硬化（MS）是一种中枢神经系统（CNS）的自身免疫性疾病，肠道菌群和B细胞可能影响MS的发生发展。Science Immunology近期发表研究，通过分析MS患者的样本表明，在MS发病期间，源于肠道的IgA+ B细胞会跨越血脑屏障，迁移至大脑病灶处释放IgA抗体，这些抗体主要与包括MS相关细菌在内的多样化细菌发生反应，而不会攻击自身脑组织，可能起到减轻神经炎症的保护性作用。这些发现为MS等神经炎症疾病的诊治，提供了潜在的生物标志物和干预策略。

神经免疫肠-脑轴 IgA B细胞肠道菌群

饮食-菌群-免疫互作

Cell子刊：一文读懂饮食-菌群-免疫的互作机制（综述）

饮食-菌群-免疫互作 Microbiome Nutrition IMMUNOLOGY metabolites

药物吸收

菌群可恢复肠道对药物的吸收

食品及药品中含有大量小分子添加剂（赋形剂），对人体生理、药物安全及药物应答的影响尚未明确。来自《PNAS》上发表的一项最新研究，通过对136种赋形剂进行筛选，鉴定出24种对OATP2B1（一种肠道转运蛋白）有抑制作用，其中FD&C Red 40号可抑制小鼠的OATP2B1对非索非那定（一种抗组胺药物）的吸收。在体外实验中，肠道菌群可通过代谢FD&C Red 40号等OATP2B1抑制剂并使其失活，导致其代谢产物无法抑制OATP2B1。该研究提示，一些食品添加剂及药用辅料可能抑制肠道的药物吸收，肠道菌群可通过代谢这些添加剂，以恢复肠道的药物吸收。

药物吸收 excipients drug absorption human gut microbiome azoreductases

生酮饮食

Cell：生酮饮食改变肠道菌群，减少肠道Th17

极低碳水高脂的生酮饮食（KD）是比高脂饮食（HFD）更极端的饮食模式，可用于干预特定疾病。KD可引起酮体生成，从而改变身体的能源类型，但人们并不清楚酮体如何影响宿主-菌群互作。《Cell》最新发表了来自美国加州大学旧金山分校的Peter J. Turnbaugh团队的研究，通过人体干预试验+小鼠模型试验，揭示了KD对肠道菌群的影响和机制，以及相关的免疫调节作用。他们发现，KD与HFD对肠道菌群的改变是有明显差异的。KD的独特性在于，其诱导生成的酮体能选择性的抑制肠道内的双歧杆菌，从而减少肠道固有层中有促炎作用的Th17细胞。这些发现强调了宿主与微生物间的化学对话，在介导饮食干预功效中的重要性。

生酮饮食宿主-菌群互作 ketogenic diet ketone bodies β-hydroxybutyrate

营养吸收

Nature子刊：人肠道菌群可影响约2.5%的饮食热量吸收

动物研究表明，肠道菌群可以影响宿主对饮食热量的吸收，但这些发现在人体中尚未证实。Nature Medicine发表的一项最新临床研究，发现热量限制和口服万古霉素对肠道菌群的影响，均使受试者减少了约2.5%的热量吸收，为肠道菌群影响人体吸收饮食热量提供了因果性证据。

营养吸收 Microbiome Obesity randomized controlled trials 人体肠道菌群

炎症性关节炎

Nature Reviews：炎症性关节炎中的药物微生物组学（综述）

药物微生物组学是一门新兴学科，关注药物与菌群之间的复杂互作。Nature Reviews Rheumatology上发表的一篇综述文章，详细介绍了在炎症性关节炎（包括类风湿关节炎、银屑病关节炎及强直性脊柱炎）中，肠道菌群如何通过调节药物的生物利用度、活性及毒性，以影响药物的治疗效果，并讨论了如何将药物微生物组学应用于炎症性关节炎的精准医疗之中。

炎症性关节炎 Drug Therapy microbiota Prognostic markers rheumatoid arthritis

膳食与疾病

Nature Outlook：靶向菌群的饮食干预，没那么简单

很多研究结果表明，膳食可以显著改变肠道菌群，也有研究利用膳食诱导特定菌群治愈某些疾病。因此，膳食可以通过介导菌群变化影响身体健康。但是，加州大学的Peter J. Turnbaugh在本文中指出，膳食介导的菌群及代谢物变化，以及其与宿主的相互作用机制并不清楚，尚不能将膳食看做一种疾病治疗手段。Peter指出，菌群数据的使用可以参照传统药物的发现过程：生物标志物的发现和靶向菌群筛选。其认为，膳食可以作为一种研究手段，用于发现疾病相关菌群、基因或者酶；而疾病治疗手段应该是传统的小分子药物、生物制品或细胞导向疗法。

膳食与疾病饮食干预肠道菌群 NC Zachos NC Zachos

木脂素

Nature子刊：解析4种肠道菌如何协同将木脂素转化为肠道木脂素

木脂素存在于一些植物性食物（亚麻籽、芝麻、谷物、大豆、十字花科植物和一些水果等）中，是一种植物雌激素，有抗氧化作用，被认为有潜在的抗癌和防治其它疾病的功效。但木脂素在体内要发挥作用，需要先由肠道细菌将其转化为有生物活性的肠道木脂素。Nature Microbiology近期发表的一项研究，详细解析了含4种肠道菌的菌群，如何通过5步反应将木脂素转化为肠道木脂素，并鉴定出每个步骤中编码潜在关键酶的基因。该研究为进一步解析木脂素的潜在药用功效以及肠道菌群在其中的作用，打下基础；也提示进行相关研究时，需考虑菌株水平的基因差异，以及不同细菌的共现和协作情况。

木脂素肠道菌群代谢细菌酶肠内酯

DNA元编码

利用DNA元编码评估人类饮食

文章提出基于人体粪便样本，利用DNA元编码评估人类饮食中的植物成分的可行性。这或许也意味着，类似的方案也可以用于评估人类膳食中的动物和菌类成分。

DNA元编码膳食成分 Prasenjit Dey Aftab Alam

烹饪

Nature子刊：烹饪塑造肠道菌群

饮食是肠道菌群结构和功能的关键性决定因素，很多研究都着重分析不同饮食成分对菌群的影响，Nature Microbiology近期发表的一项研究则着重阐释了食物烹饪对菌群的塑造作用。该研究发现，植物性食物的生吃和熟吃，对小鼠和人类的肠道菌群均有不同的塑造作用，与食物中的淀粉是否易于消化以及植物自身的抗菌物质有关。这说明在饮食对菌群的塑造作用尚，除了食物的种类，食物的形式（生vs熟）也是重要的影响因素。人类是自然界中唯一吃熟食的物种，因此，在人与菌群的共进化过程中，烹饪可能是一种重要的进化选择压力。

烹饪 metabolomics Microbiome 食物加工生食

噬菌体-细菌相互作用

Cell子刊：揭秘人肠道细菌的CRISPR-Cas系统

噬菌体大量存在于人类肠道，但其与肠道细菌的相互作用有待探究，尤其是在细菌的“免疫系统”CRISPR-Cas系统层面。Cell Host and Microbe近期发表一项研究，对一种常见人肠道细菌——迟缓埃格特菌的CRISPR-Cas系统进行了深入分析，并构建了一个人类病毒组数据库，可用于搜索CRISPR的靶标噬菌体，有助于深入分析肠道细菌与噬菌体的互作机制。

噬菌体-细菌相互作用 CRISPR-Cas系统人体微生物组肠道细菌噬菌体

饮食-菌群互作

Cell子刊：高脂饮食如何影响肠道菌群结构

饮食可影响肠道菌群，但由于不同研究之间在实验设计和分析方面存在差异，很难从不同研究中提取共性信息评估某种饮食对菌群的影响。《Cell Host and Microbe》发表的一项最新研究，对此前发表的关于高脂饮食对肠道菌群影响的研究进行荟萃分析，鉴定出不同研究间的可重复性结果，揭示出高脂饮食导致的乳球菌属富集，其实是源于饲料中的细菌DNA污染。这些发现对于研究饮食-菌群互作，以及微生物组研究的荟萃分析，都具有参考意义。

饮食-菌群互作 Microbiome META-ANALYSIS high-fat diet Murine

药物-菌群互作

Cell子刊：精准医疗中的菌群-药物互作（综述）

菌群与药物的互作可影响药物治疗效果，Cell Host and Microbe今年7月刊发的“微生物与药物”专刊中的这篇综述，详细探讨了菌群-药物互作研究领域的进展，以及用于改善药物疗效的菌群干预策略，值得专业人士参考。

药物-菌群互作药物微生物组学精准医疗

药物代谢

Science：肠道菌群如何代谢帕金森病药物

前不久《Nature》刚发表了关于肠道菌群对药物的代谢作用的系统性研究，《Science》上线的一项最新研究再次聚焦肠道菌群如何代谢药物从而影响疗效这一问题。左旋多巴是治疗帕金森病的主要药物，这项最新研究揭示了肠道菌群代谢左旋多巴的分子机制，鉴定出参与其代谢途径的肠道细菌和细菌基因，并研发了一种可抑制菌群代谢左旋多巴的潜在药物，有望改善左旋多巴治疗帕金森的效果。

药物代谢肠道菌群帕金森病左旋多巴

噬菌体

Nature子刊：被忽视的巨大噬菌体

噬菌体对肠道细菌结构、营养分配、细菌进化等具有重要影响。本研究在哺乳动物肠道中发现了一种巨大噬菌体，该噬菌体的基因结构较特殊，可能拥有尚未被阐释的特殊生物特征，值得参考。

噬菌体肠道宏基因组巨大噬菌体肠道噬菌体 Xiaoyu Gao

宿主-寄生虫互作

Cell：真核寄生虫与肠道间的“双赢”互作

肠道中的共生微生物不仅有细菌，还有原生生物和肠道蠕虫等真核生物寄生虫。近年研究表明，这些致病共生微生物与肠道间存在复杂互作，也有其有益的一面。Cell本周发表的一项研究表明，共生原生生物三毛滴虫可利用膳食纤维产生琥珀酸，后者激活小肠的簇细胞-ILC2回路，驱动小肠发生适应性重构，促进宿主与这些微生物的共生，并使宿主产生伴随免疫，抵抗后续寄生虫感染，为微生物与宿主带来双赢局面。

宿主-寄生虫互作簇细胞 2型天然淋巴细胞（ILC2）琥珀酸三毛滴虫

地高辛

人体肠道菌群中的一种还原酶可使地高辛失活

地高辛是一种植物中存在的天然毒素。eLife上发表的最新研究发现，在人体肠道菌群中普遍存在一种强心苷还原酶，可使地高辛失活。

地高辛强心苷还原酶

药物毒理学

Nature子刊：药物毒理学需要考虑肠道菌群

本文回顾了Maier等人近期发表在Nature上的研究成果（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1066456444），显示非抗生素药物的“脱靶效应”会产生类似抗生素的抑菌作用，这一药物副作用一直未被重视，但对研究药效和副作用的个体差异、抗生素耐药性积累等具有重要意义。这一研究成果强调药物毒理学研究需要综合考虑药物对宿主和肠道菌群的影响，对药物研发、耐药性管控都具有参考价值，值得专业人士关注。

药物毒理学抑菌副作用 Daniel Segrè David B Bernstein

短多重区域框架（SMURF）

Microbiome：大幅提高16S菌群分析分辨率的新方法

这是近期发表在Microbiome[IF：8.496]的关于菌群组成分析的方法学文章，介绍的SMURF方法可获得比现有16S法更高的分辨率，且此方法简单、成本低，或可在菌群研究中推广使用，推荐专业人士阅读。

短多重区域框架（SMURF） 16S rRNA基因 16S rRNA gene High resolution Microbial profiling

肠道菌群

NRM重要综述：“细菌药剂师”，每个人自己的药剂师

最新Nature Reviews Microbiology综述，值得必读。

肠道菌群异生物质代谢宏基因组 Aleksandar D Kostic

岩藻糖基化

Nature：肠道上皮产生的岩藻糖，是抗病菌利器

这是2014年发表在Nature，明确在疾病状态下，肠道上皮细胞通过岩藻糖基化的蛋白，促进肠道有益细菌的生长以抑制病原菌。这充分说明了宿主（小鼠）与肠道菌群之间互动的巧妙机制，为应对肠道病原体感染打开了一扇窗，蕴藏很大的转化价值。

岩藻糖基化

微生物组学

Microbiome：人体微生物组学的未来在哪里？

① 2013年7月24日至26日在美国马里兰州的贝塞斯达召开了题为“人类微生物组学:憧憬未来”的学术会议；② 会议汇集了人类微生物组研究领域的专家，旨在全面介绍微生物组研究的现行状态，但更重要的是确定并讨论这个新兴领域研究的不足，挑战和机遇；③ 本报告将总结一下专家演讲报告，并阐述了在继续推动并提供医学转化应用方面，人类微生物组该做什么样的研究。

微生物组学 Jing Sun Jiaming Liu

饮食

Nature：饮食可快速改变肠道菌群

这是Peter J Turnbaugh和团队在2013年发表在Nature的重要研究，明确不同的饮食可以快速且重复改变人类肠道菌群，菌群的特征也很明确地指征饮食的类型。经典研究，我们首次分享，推荐关注。

饮食