人肠道菌群

宿主与其肠道菌群的共生关系在漫长的演化过程中不断磨合，宿主遗传学因素对肠道菌群多样性和特定类群丰度的影响已得到公认，但对于人类基因组与肠道微生物组间的遗传学互作，目前仍所知甚少。荷兰格罗宁根大学傅静远教授团队与合作者在Nature发表的一项最新研究，对荷兰9000多人的人类遗传变异SNP与肠道微生物基因组结构变异（SV）之间的关联进行了荟萃分析，发现了特定肠菌SV与人类ABO血型和分泌型状态间的密切关系，揭示了该关联背后的肠菌代谢途径（利用宿主分泌的特定糖分子作为碳源），探索了肠菌的这一代谢功能在宿主ABO基因型与特定肠菌丰度关联中的介导作用，以及对宿主健康的潜在影响。总之，该研究揭示了人体“第一基因组”与共生菌群“第二基因组”之间交互作用的冰山一角，表明人类基因组和肠道微生物组中的基因关联可以为宿主与菌群间的相互关系提供功能性见解，把研究深度从分析微生物种类进一步推向菌群的功能通路和基因水平。

宿主-菌群互作人肠道菌群微生物结构变异遗传学遗传-菌群互作

人肠道菌群

Nature子刊：模拟肠道菌群的空间组织的体外培养方法

人肠道菌群不仅种类复杂，且菌群在肠道中呈现特异的组织结构。这些组织结构对肠道菌群的功能和宿主的健康具有重要的作用。尽快目前对于肠道菌群的菌群的组成有了较深入的了解，但是菌群的空间组织结构研究尚浅。近期一篇发表在Nature子刊，Nature Communications的最新研究通过构建体外粘蛋白水凝胶的方式，成功实现了对肠道菌群空间组织结构的模拟。这种方法培养的肠道菌群与传统的液体培养等方法相比有显著的不同，可能更有效模拟体内菌群的空间组织结构。进一步作者通过宏基因组分析发现，细菌的粘附相关基因和一些连接基因可能是调控空间组织的重要因素。这一方法的建立为深入探究肠道菌群的空间组织和特定基因功能提供了重要的手段。

人肠道菌群粘蛋白水凝胶体外培养基因组测序组装菌群空间组织研究论文

人肠道菌群

Nature子刊：碳水化合物的复杂性对菌群的影响

膳食纤维会影响人体肠道微生物群的生长动态，但我们对这些营养素如何塑造微生物相互作用网络和对扰动的反应缺乏详细和定量的理解。Nature Ecology & Evolution近期发表的文章，发现碳水化合物的化学复杂性会影响菌群的生长，及其对入侵的抵抗力。这提示我们可利用碳水化合物化学复杂性对菌群竞争的定量影响，为饮食和菌群干预提供信息，调节菌群对入侵的抵抗。

人肠道菌群膳食纤维碳水化合物化学复杂性

人肠道菌群

Nature子刊：抗生素用药史影响菌群-疾病关联

Nature Communications近期发表来自爱沙尼亚微生物组队列的研究，结合宏基因组和电子健康数据分析，扩展了人们对于菌群-宿主互作的认知，特别是抗生素使用史对于肠道菌群与疾病关联的影响，强调了纵向的长期健康数据记录对研究菌群-疾病关联的重要性。

人肠道菌群标志物菌群-疾病关联性抗生素

人肠道菌群

中科院微生物所：人肠道菌株资源库点亮肠道菌群“暗物质”

人肠道菌群中存在大量的未培养细菌，这些肠道菌群中的“暗物质”限制了对其功能和生理作用的研究。中科院微生物所刘畅、刘双江与研究团队，使用11种预处理方法和67种培养方法，对200多名健康中国人的肠道菌群进行大规模培养，建立了人类肠道微生物生物库（hGMB），大大扩展了已有的人类肠道细菌资源，为深入研究肠道菌群、研发相关的转化应用，打下了坚实的基础。

人肠道菌群培养组学生物库

人肠道菌群

王军+张发明：人体肠道菌群的原位重建及昼夜节律

目前对于人肠道菌群的认知大多是源于对粪便菌群的分析，但粪便菌群不能完全反映出菌群在肠道内的原位情况，也限制了对人肠道菌群在更精细时间尺度上的动态变化的研究。中科院微生物所王军团队与南京医科大学第二附属医院张发明团队合作，在Engineering发表研究论文，通过结肠TET方法采集人体原位的回盲部菌群样本，揭示了肠道菌群在泻药扰动后的固有恢复力，以及人回肠菌群在组成和功能层面上的昼夜节律动态，并分析了菌群扰动和重建通过代谢物对宿主的潜在影响。

人肠道菌群昼夜节律菌群重建经内镜肠道植管术多组学

人肠道菌群

傅静远等Cell突破：从菌群基因层面，深挖人肠道菌群“指纹”和影响健康的机制

肠道菌群伴随人的一生而改变，菌群的基因组成也处于动态的变化中，但相关研究还很缺乏。此外，尽管许多横断面研究报道了大量的菌群-宿主表型关联，但这些关联仍需在长期的纵向队列中进行评估。为解决这些问题，荷兰格罗宁根大学傅静远团队与合作者在Cell发表的一项最新研究中，对Lifelines-DEEP队列中的338人间隔4年的肠道菌群进行了系统性分析，特别从菌群的基因组成的层面，深入探索了肠道菌群随时间的变化、稳定性和个体特异性，首次建立了主要基于菌群基因组成特征（SNP和SV）的菌群“指纹”，能准确判断不同时间点的菌群样本是否属于同一人。该研究进一步分析了菌群与51个人体表型和1183个血浆代谢物之间随时间变化的纵向关联，并通过中介分析探究了三者的因果性关系，挖掘出特定微生物在心血管代谢疾病中的潜在作用机制。该研究还评估了抗生素耐药和毒力因子基因在肠道菌群中的纵向变化，及其背后的可能原因。不论是在方法创新还是研究发现的信息量上，这项研究都非常值得专业人士关注！我们特别对该研究共同通讯作者傅静远教授进行了专访（见“延伸阅读”），以飨读者。

人肠道菌群菌群指纹血浆代谢物基因组成纵向队列研究

饮食-菌群互作

成年前的长期饮食摄入如何影响成年后的肠道菌群？

从生命早期开始的长期饮食摄入情况，对人体肠道菌群有关键的塑造作用，可能对成年后的长期健康有重要影响。American Journal of Clinical Nutrition近期发表研究，调查了从婴儿期到青春期后期的长期饮食摄入（能量、碳水化合物、纤维、蛋白质和脂肪）与成年后的肠道菌群组成的关系。这些发现或有助于研究旨在减少菌群相关疾病的早期饮食干预措施。

饮食-菌群互作膳食碳水化合物人肠道菌群

遗传-菌群互作

Nature子刊：近9000人的微生物组GWAS，发现血型影响肠菌

遗传-菌群互作 Genetic association study Genetics genome-wide association studies INFLAMMATORY BOWEL DISEASE

遗传-菌群互作

Nature子刊：1.8万人数据揭示遗传因素如何影响人肠道菌群

肠道菌群的组成受到饮食、药物等诸多因素的影响，宿主遗传因素也在一定程度上影响菌群特征，但相关研究还比较缺乏。Nature Genetics最新发表了由荷兰格罗宁根大学医学中心团队领导的MiBioGen国际联盟研究，中科院微生物所王军研究员是该论文的共同第一作者，格罗宁根大学傅静远教授为共同作者。该研究纳入了欧美、中东、东亚多个国家和种族的24个队列、超过1.8万人的基因组和肠道菌群数据，揭示了肠道菌群在不同人群间的异质性，鉴定出若干可遗传的细菌类群以及31个影响菌群组成特征的基因位点（例如：乳糖酶基因可影响双歧杆菌、岩藻糖转移酶基因可影响特定瘤胃球菌），并通过基因集富集分析、全表型组关联研究和孟德尔随机化方法等，探索了遗传-微生物关联对宿主健康相关特征的潜在影响，包括特定肠道细菌与人类疾病间的因果效应等。该研究是迄今规模最大的人类遗传与肠道菌群的关联性研究，推荐专业人士参考和研读。

遗传-菌群互作 genome-wide association studies Microbiology 微生物组全基因组关联分析人肠道菌群

饮食-菌群互作

Cell子刊：膳食纤维不足，肠道菌群扰动后难恢复

Cell Host and Microbe近期发表一项人体研究，纳入30名健康人进行短期进食试验，研究素食、杂食和无纤维肠内营养这3种饮食，对人体肠道菌群以及粪便和血液代谢组的影响。研究发现，膳食纤维对于肠道菌群的组成和代谢物都有重要影响。尤其是在菌群扰动后，缺乏膳食纤维会阻碍菌群恢复，对其的组成和代谢功能造成广泛影响——不仅直接影响菌群代谢碳水化合物的能力，同时也减弱了代谢氨基酸的能力。

饮食-菌群互作膳食纤维人肠道菌群代谢组

人肠道菌群

人类肠道微生物组研究：挑战和应对（观点）

在研究人类肠道微生物组的道路上，特别是研究菌群-宿主互作机制方面，目前存在哪些主要的挑战？又该如何破解？这篇Gastroenterology近期发表的文章对这两个问题进行了探讨，值得参考。

人肠道菌群

肠道古菌组

韩国人的肠道古菌组中，嗜盐古菌很丰富

古菌是人体肠道菌群的组成部分，但对肠道古菌组的研究仍比较有限，此前研究认为产甲烷古菌可能是人肠道中最主要的古菌类型。Microbiome近期发表的一项研究分析了韩国人的肠道古菌的丰度和多样性，表明嗜盐古菌在肠道古菌组中广泛存在，并根据优势古菌的种类划分出4种古菌肠型。

肠道古菌组 Human gut Population-level metataxonomic analysis archaeome Haloarchaea

宏基因组数据库

中山大学：人类肠道宏基因组数据库gutMEGA

为了方便科学家查询和检索已发布的肠道菌群宏基因组测序数据，在这项研究中，中山大学第一附属医院的Xiaoxing Li和中山大学附属肿瘤医院的Ze-Xian Liu与团队，开发了肠道宏基因组图谱（gutMEGA），这是一个注释齐全的综合数据库，用于管理和托管来自人类已发表的肠道菌群定量数据集。通过仔细整理肠道菌群的组成，表型和实验信息，gutMEGA最终在776个条件下整合了7种不同水平（界，门，纲，目，科，属和种）的6457类群的59132个定量信息。此外，通过各种浏览和搜索功能，gutMEGA为用户提供了一种快速简便的方法来获取表型之间肠道微生物的相对丰度。总体而言，gutMEGA是用于肠道宏基因组研究的便捷而全面的资源，可以从 http://gutmega.omicsbio.info 免费访问。

宏基因组数据库 Gut microbiota human health metagenomics database

抗生素耐药菌

人类引起环境中的抗生素耐药基因爆发，原因何在？

人类活动可影响环境中的细菌耐药组，但这是否是源于人体耐药菌的直接增殖，尚不清楚。Microbiome发表的这项研究表明，人粪便中的耐药菌携带的抗生素耐药基因，能转移至环境中的近亲细菌中，从而可能造成了环境耐药组的爆发。

抗生素耐药菌 antibiotic resistance Antibiotic resistance gene Resistome mobile genetic element

工业化

Science：工业化塑造的人类肠道菌群（综述）

在人类与肠道微生物共生的漫长历史中，工业化只是很短暂的一段时间，但是在这期间人类肠道菌群发生了巨大变化。这种变化改变了菌群的结构和功能，导致菌群组成多样性降低、发酵膳食纤维等代谢功能丧失，影响着菌群与人类间的相互作用。工业化对菌群和人类健康的影响还存在大量未知，但一些后果已在逐渐显现，比如许多慢性疾病的流行。Science上周发表了由斯坦福大学Sonnenburg教授夫妇俩合作撰写的长篇综述，探讨了工业化进程塑造下的肠道菌群及其对人类健康的潜在影响，分析了该如何保护甚至恢复菌群，从而维持人类与菌群的可持续关系。文章结尾呼吁大家，在关注人类肠道菌群健康的同时，应站在更大的生态视角上关注人类与自然的和谐，或许可以理解为菌群角度的“天人合一”吧。

工业化人肠道菌群菌群-宿主互作

菌群数据库

哈尔滨医科大学：gutMDisorder——疾病和干预与肠道菌群关联性的数据库资源

为了方便科研人员了解在疾病和干预中的肠道菌群失调，哈尔滨医科大学团队开发了gutMDisorder数据库，汇总了在人类和小鼠中证实的肠道微生物与疾病或干预之间的关联性信息，并为用户提供下载和检索等功能，相关成果近期在Nucleic Acids Research发表，值得专业人士关注。

菌群数据库人肠道菌群小鼠肠道菌群菌群-疾病关联性菌群-干预关联性

宏基因组数据库

国内团队：人类肠道宏基因组数据库——GMrepo

华中科技大学陈卫华、复旦大学赵兴明、辽宁省人民医院赫丽杰日前联袂在《核酸研究》上发表了一个经人工矫正的人肠道宏基因组数据库。数据库整合了来自于多个公共数据库的结果，进行了一致化的处理，并添加了经核对的相关元数据。数据库收录了58903个样品，对于质控合格的样品，提供了预先计算好的物种丰度、相关性和菌株共现性网络等结果查询。数据库界面清爽，响应迅速，除了图形化查询生成器还提供了R/Python/Perl语言的API接口，方便不同背景的研究者使用。

宏基因组数据库宏基因组学生物信息学数据库人肠道菌群

人肠道菌群

Nature子刊：人体肠道菌群研究再添重要资源

肠道菌群研究的下个阶段，将在菌株水平分析肠道菌对宿主健康的作用机制。Nature Medicine发表的最新研究，介绍了一个大型的人肠道菌群资源库BIO-ML，不仅包含近8000个肠道菌分离株和3600多个菌株的基因组序列，还包括80多人的多组学纵向数据，为研究肠道菌群动态和机制再添有力资源。

人肠道菌群 Microbial communities Genetics Genome genomics

可移动基因元件

长读长测序协助发掘肠道菌群中的可移动基因元件

肠道菌群基因组中的可移动基因元件对于微生物进化、菌群-宿主互作具有重要影响。《Microbiome》近期发表一项研究，运用nanopore长读长测序技术，发现人体肠道菌群基因组中的可移动基因元件数量大于公共数据库中的已有数据，并发现来自拟杆菌的质粒分布广泛，还阐述了多个聚集在可移动基因元件上的基因功能。上述结果对于研究肠道菌群进化、菌群内和菌群-宿主互作具有重要参考价值。

可移动基因元件长读长测序纳米孔测序技术人肠道菌群 Yonghui Ma

细菌进化

肠道菌群进化靠常驻细菌基因突变，还是外来细菌入侵？

肠道共生细菌也处于不断演化的过程中。本研究开发了一种可分析肠道细菌进化动力学与人类群体遗传学的关联的方法，利用该方法发现肠道菌群短程、长程基因变化分别来源于常驻细菌突变和外来细菌入侵，基因差异能匹配人类相关的时间变化。

细菌进化方法学肠道菌群进化人肠道菌群 Ying Jin

种族

种族对肠道菌群的影响

PLoS Biology近期发表一项美国研究，对美国肠道计划和人类微生物组计划中4个种族近1700人的数据进行分析，发现种族与肠道菌群存在关联，其关联性甚至超过BMI、年龄和性别等因素，并鉴定出至少12个细菌类别的丰度显著受种族影响，这些发现提示，一些与种族相关的疾病中，肠道菌群可能有潜在作用。

种族人肠道菌群遗传美国肠道计划人体微生物组计划

动脉粥样硬化性心血管疾病

肠道菌群与低度炎症，及其对心血管疾病的影响（综述）

Obesity Reviews近期发表一篇系统综述，纳入14项研究（大多数是观察性和小型研究），分析人体肠道菌群与低度炎症标志物的关联，及其在动脉粥样硬化心血管疾病中的潜在作用机制，值得专业人士关注。

动脉粥样硬化性心血管疾病 atherosclerotic cardiovascular disease gut microbiome Inflammation Obesity

人肠道菌群

人类肠道菌群正在缩减，请注意好好喂养！

① 人类从大猩猩进化而来的过程中丢失了大量的肠道菌群，这种肠道菌群的消失从原始进化就开始了，又因现代生活方式而加速；而生活在现在工业时代的人类的肠道菌群含量最少；② 很多医疗手段以及膳食纤维的缺乏可能导致肠道菌群的灭绝；③ 肠道菌群的减少或缺失，可能会促使整个人类感染某种特定疾病，产生自身免疫紊乱或者代谢综合征；④ 一些“丢失”的菌群可能存在于其他某些人群中，也有可能已经彻底消失了。

人肠道菌群肠道菌群医疗膳食纤维菌群消失