肠道微生物组

人类、黑猩猩、倭黑猩猩和大猩猩的肠道微生物群日益分化，亲缘关系较远的物种表现出更加多样化的群落组成。近日，基尔大学研究人员在Nature Coummunictaions发表最新研究，通过对不同地理种群野生非人类猿（大猩猩、黑猩猩和倭黑猩猩）和人类粪便进行宏基因组测序，发现重复的水平基因转移和基因丢失，以及对短暂微氧条件的适应似乎在人类肠道微生物群的进化中发挥了作用，值得关注。

肠道微生物组宿主特异性研究论文基础研究时间尺度

肠道微生物组

如何分离和鉴定人类肠道微生物组中的噬菌体？

Gut Microbes近期发表的文章，详细介绍了如何从人粪菌群落中分离和鉴定感染狄氏副拟杆菌的裂解性噬菌体ΦPDS1，或为分离噬菌体提供新的方法和思路。

肠道微生物组噬菌体狄氏副拟杆菌

鱼

农科院团队：通过多组学方法解读草鱼肠道微生物组

中国农业科学院饲料研究所的冉超和周志刚与团队在Microbiome发表文章，对草鱼的肠道微生物组进行多组学的分析，为研究草鱼肠道微生物组提供重要的资源。

鱼肠道微生物组草鱼

神经母细胞瘤

神经母细胞瘤患儿的肠道菌群组成改变与母亲无关

神经母细胞瘤是儿童最常见的颅外实体瘤，约占儿童癌症死亡人数的15%。肠道微生物组组成的改变与多种癌症类型有关，而患有神经母细胞瘤的儿童肠道微生物组组成是否发生变化，尚不清楚。EBioMedicine近期发表的文章，发现神经母细胞瘤患者的肠道微生物组组成的分类和功能都发生改变，但这种改变不能追溯到母亲的肠道菌群差异。

神经母细胞瘤肠道微生物组母体菌群

肠道微生物组

Nature子刊：社会和心理逆境会导致母亲和婴儿肠道微生物组发生变化

社会地位偏低和心理社会压力过大都会导致健康变差，但社会劣势和心理压力，尤其是产前，是如何导致不良健康结果的尚不清楚。Nature Communications近期发表的文章，发现母亲产前所遭遇的社会劣势和心理社会压力会导致肠道微生物组发生变化，同时会对孩子4个月的肠道微生物组造成影响。

肠道微生物组社会地位心理社会压力

精神疾病

中外合作：宿主基因组和肠道微生物组之间的相互作用增加精神疾病风险

精神疾病宿主基因组肠道微生物组

肠道微生物组

陈从英+黄路生院士：猪作为宿主遗传与肠道菌群研究的实验动物（综述）

猪不仅是重要的养殖动物，也是研究人类疾病的生物医学模型。近日，江西农业大学的陈从英和黄路生院士在Gut Microbes发表综述，回顾了宿主遗传对肠道菌群组成影响的研究进展，并总结了猪作为实验动物在探索宿主遗传对肠道菌群组成影响方面的主要优势和挑战。

肠道微生物组宿主遗传遗传力估计全基因组关联研究猪

宿主表型关联

华中师范大学：评估微生物组多类表型最佳的关联工具—multiMiAT

随着生物信息学的快速发展，基于微生物组的关联测试工具已被广泛开发，以检测微生物组和宿主表型之间的关联。然而，现有的方法在检测微生物组与多分类表型（如疾病严重程度和肿瘤亚型）间的关联方面仍没有展示出令人满意的性能。近日，华中师范大学蒋兴鹏及团队在Briefings in Bioinformatics发表最新研究，开发了一种用于评估微生物组多类表型最佳的关联工具multiMiAT（https://github.com/xpjiang-ccnu/multiMiAT），在模拟和真实数据中性能较好，值得测试。

宿主表型关联 multiMiAT 研究论文基础研究生信工具

肝再生

短链脂肪酸或可促进肝脏再生

肝细胞的生长和增殖依赖于细胞膜磷脂的生物合成。短链脂肪酸(SCFA)由细菌发酵产生，通过肠-肝轴传递，能够显著促进脂质生物合成，但细菌代谢产物对肝脏脂质代谢的影响尚不完全清楚。近日，德国慕尼黑大学研究人员在Journal of Hepatology发表最新研究，通过探究肠道细菌代谢产物如何促进肝脏再生，确定了肠道菌群是肝脏细胞膜磷脂生物合成和肝脏再生的关键。尽管该研究还处于临床前阶段，但未来或许可以通过调节肠道菌群或其代谢物来改善肝脏手术患者的预后。

肝再生肠道微生物组研究论文基础研究肝部分切除术

肿瘤免疫治疗

微生物组如何影响肿瘤免疫治疗（综述）

微生物组是健康和疾病的关键影响因素。目前，微生物组的组成和功能变化也被认为是肿瘤的潜在标志，影响着肿瘤的发生、进展和治疗。英国微生物组疗法公司Microbiotica及维康桑格研究所的研究人员近日在Trends in Immunology发表综述文章，系统总结肠道微生物组影响肿瘤免疫疗法效果的途径，并归纳了潜在的改善肠道微生物组结构以促进肿瘤免疫治疗的方法。

肿瘤免疫治疗 Microbiome live biotherapeutic products Cancer Immunotherapy Immune checkpoint inhibitors

肝硬化

肝硬化患者肠道微生物组成或可辅助预测首次失代偿

肝硬化从代偿期发展到失代偿期意味着病情的恶化，患者死亡风险明显增加。代偿期肝硬化治疗中需积极预防失代偿的发生。肠道微生物群的失调与肝硬化及失代偿的发生相关，但目前缺乏对肝硬化病情进展不同阶段的肠道微生物群（尤其古菌、病毒）纵向研究。近日Gut发表研究文章，对157例不同阶段的肝硬化患者的肠道微生物群进行了纵向分析，发现与病情稳定或后续失代偿患者相比，首次失代偿患者的肠道微生物群发生显著变化，肝硬化患者古菌-病毒-细菌的网络特征及特定物种的丰度或可用于首次失代偿事件的预测，并可能成为预防肝硬化进展的潜在靶点。

肝硬化肠道微生物组代偿期失代偿期研究论文

合成菌群

Cell：复杂且明确的合成人类肠道菌群模型

在小鼠中建立人类肠道微生物组模型有助于探究宿主-微生物相互作用。然而，目前的模型群落仍有较大缺陷：或是种类组成明确但结构相对简单，或是结构相对复杂但种类组成不明确，这极大的限制了人肠道微生物群模型的应用。Cell最新发表了斯坦福大学Michael Fischbach和Kerwyn Huang团队的研究论文，成功构建了一个人肠道微生物来源的、物种组成明确、结构复杂的群落hCom2。hCom2能反应人肠道微生物组的大部分生物学特性，并且该群落组成稳定，对病原体定植有很强的抵抗力，该模型或有助于对影响宿主健康的基因、微生物种类进行机制研究。未来需进一步完善该群落，包括增加细菌菌株以占据空的生态位，以及古细菌、真菌和病毒等肠道中的其它重要物种。

合成菌群肠道微生物组

细菌凝集素

Nature 子刊：人类微生物组中细菌凝集素的功能和多样性

凝集素是一种非酶类的碳水化合物结合蛋白，所有生物体都将其作为建立生态位、躲避宿主防御和抵御病原体的一部分，但细菌凝集素在人类微生物组中的作用在很大程度上还没有被探索。Nature Communications近期发表的研究，通过对宏基因组衍生的Cbeg5凝集素的研究，发现该凝集素与血液和肠道中的骨髓细胞存在相互作用。并且还发现，人类微生物群含有大量未知和多样化的凝集素编码基因，提示Cbeg5凝集素可能是由凝集素介导的更广阔的宿主-微生物相互作用网络的一部分，人类微生物群编码的凝集素或代表了一个生物学上相关的、功能多样的、但在很大程度上未被研究的效应器家族。

细菌凝集素肠道微生物组凝集素Cbeg5

脊椎动物

魏辅文院士团队：脊椎动物肠道微生物组多样性和抗生素抗性研究

多种因素影响脊椎动物宿主的肠道微生物组多样性。先前的大多数研究只调查了特定的因素和某些宿主物种或分类群，然而，在更广泛的进化背景下，仍然缺乏关于单个因素对肠道微生物多样性的相对贡献的全面评估。Science of the Total Environment发表的来自魏辅文团队的研究，对从七大类452个宿主物种中收集的2202个肠道细菌群落进行16S rRNA基因测序，以研究具有不同饮食、受威胁状态、圈养、栖息地环境因素对脊椎动物肠道微生物组的影响。结果显示，圈养减少了宿主系统发育、饮食和受威胁状态对脊椎动物肠道细菌群落多样性的影响。同时，抗生素抗性基因（ARGs）在圈养动物和人类之间的存在潜在横向转移，从而共同威胁着公共卫生和脊椎动物保护。本研究提或有助于指导合理操纵微生物多样性和减少抗生素使用来保护脊椎动物。

脊椎动物抗生素抗性肠道微生物组

膳食纤维

戴磊团队：解析膳食纤维干预下肠道微生物组的生态应答

膳食纤维对人体健康有着深远的影响，摄入较高水平的膳食纤维可降低肥胖、炎症性肠病、结直肠癌等多种疾病的风险。多项研究发现，膳食纤维对肠道菌群组成和代谢功能的影响存在个体差异。每个人对膳食纤维的反应取决于他们的基线肠道菌群，但在纤维摄入过程中驱动微生物群重塑的生态学仍不清楚。近日，中国科学院深圳先进技术研究院合成微生物组学研究中心戴磊团队在ISME Journal上发表最新研究，通过广义Lotka-Volterra（gLV）模型为框架，解析膳食纤维干预下肠道菌群应答的生态学机制，发现某些细菌在菊粉作用下显著增加，其基线丰度和种间竞争解释了微生物群落密度和组成动态的基线依赖性，并揭示了微生物生态网络对于理解与预测肠道菌群应答的重要性。总之，该研究为未来系统理解肠道菌群的生态学规律以及开发相应的精准营养调控手段奠定了重要基础。

膳食纤维肠道微生物组研究论文基础研究菌群生态学

肠毒性大肠杆菌（ETEC）

有症状和无症状的肠毒性大肠杆菌携带者，肠道微生物组成不同

肠毒性大肠杆菌（ETEC）是低收入和中等收入国家儿童腹泻的重要原因之一。然而，这些细菌通常在患者和健康对照组中都存在。mBio近期发表的研究中，利用宏基因组测序描述了48例有或无症状的ETEC感染的儿童和成年人的肠道微生物组。结果发现，有症状患者的微生物组成有明显的改变，而且临床上相关的几个抗菌素耐药性基因的出现也受到影响。本研究为今后研究肠道微生物组组成对胃肠道疾病进展的影响提供了重要的基础信息。

肠毒性大肠杆菌（ETEC）肠道微生物组抗生素抗性基因(ARG) 双歧杆菌链球菌

IBS

IBS患者具有怎样的微生物组和代谢组特征？

Gut Microbes发表的研究，纳入142名IBS患者和120名健康对照，使用宏基因组测序（MGS）对肠道微生物群组成及其代谢能力进行了分析，并使用质子核磁共振（1H-NMR）光谱对肠道微生物群的代谢物进行了分析，确定了IBS的粪便微生物-代谢组特征，这些特征与5-羟色胺代谢的改变和与消化道症状有关的不利的应激反应有关。与微生物组信息相结合的代谢反应网络显示了宿主-微生物组相互作用的途径。这些结果支持微生物群-肠道-大脑在IBS的发病机制中的联系。

IBS 肠道微生物组微生物代谢组微生物-肠-脑轴

免疫遗传变异

塞岛苇莺肠道菌群与免疫组的互作

免疫遗传变异肠道微生物组研究论文

细菌间互作

大肠杆菌产生的colibactin如何抑制霍乱弧菌定殖？怎样重塑肠道菌群？

肠道等环境中的复杂微生物群落成员已经进化出种间竞争机制，目前发表的研究工作主要集中在代谢或生态位的竞争上，而对具体的微生物间的靶向机制研究较少。PNAS 近期发表的文章，首先确定了小鼠肠道中对霍乱弧菌感染具有害影响的肠道共生菌，进一步分析发现由pks基因岛编码的基因毒素colibactins，对于在体外和小鼠肠道中拮抗霍乱弧菌至关重要。并且，colibactins可特异性杀死肠道中的Bacteroides fragilis来塑造微生物群。本研究结果阐明了colibactins塑造微生物群落的机制，并为探究肠道多细菌相互作用在感染和疾病防治等方面提供了新思路。

细菌间互作 colibactin 霍乱弧菌肠道微生物组 sos反应

结直肠癌

朱瑞新+朱立新等Nature子刊：基于多界微生物的大肠癌跨队列诊断模型

Nature Microbiology最新发表了上海交通大学医学院王慧、同济大学朱瑞新、中科院上海营养与健康研究所张国庆、复旦大学陈兴栋、中山大学附属第六医院朱立新作为共同通讯作者的研究论文，通过对结直肠癌（CRC）大样本宏基因组数据集进行综合分析，揭示了与CRC相关的4界肠道微生物（细菌、真菌、古菌、病毒）各自的变化和彼此的互作，并建立了基于多界微生物和宏基因组功能标志物的CRC诊断模型。这些发现对于基于肠道微生物组的CRC筛查诊断，以及进一步研究相关机制、寻找治疗靶点，具有重要参考价值。

结直肠癌肠道微生物组诊断模型

结直肠癌

张家超团队：大肠癌的肠道噬菌体标志物

在结直肠癌（CRC）的微生物组标志物研究中，噬菌体相关研究还相对较少。海南大学的张家超团队近期在Microbiology spectrum发表文章，报道了5个潜在的CRC噬菌体标志物，可较好的区分CRC与对照人群，为基于微生物组的CRC诊断和噬菌体疗法带来了新启示。

结直肠癌肠道噬菌体肠道微生物组生物标志物

疫苗应答

Cell子刊：轮状病毒疫苗效果不佳，可能是肠道病毒组在干扰

轮状病毒疫苗（RVV）大大降低了严重轮状病毒胃肠炎的死亡率，但RVV在中低收入国家的效果明显较差，其原因尚不清晰，肠道微生物组或在其中发挥作用。Cell Host and Microbe发表的一项最新研究，通过宏基因组学测序，探索了非洲加纳的122名婴儿的肠道细菌和病毒组与RVV免疫效果（接种后的血清抗轮状病毒IgA转阳情况）之间的关系。研究者认为，中低收入国家的婴儿可能比高收入国家的婴儿，更早、更多样化地感染了肠道病毒，从而限制了RVV的效果。

疫苗应答肠道病毒组肠道微生物组口服轮状病毒疫苗

儿童急性营养不良

关注西非儿童急性营养不良中的肠道微生物组剧变

越来越多的研究关注到发展中国家和地区儿童急性营养不良与肠道微生物组的关系，并提出肠道病菌过度生长及激素紊乱可能是病理之一。鉴于非水肿急性营养不良（消瘦）在西非儿童中更为普遍但研究较少，EbioMedicine最新发表的文章对此投入了特别关注和研究。

儿童急性营养不良肠道微生物组研究论文

丁酸

人类和非人灵长类动物肠道中，丁酸盐产生途径基因丰度相似

在人类进化的过程中，肉食和烹饪等饮食习惯的改变导致了纤维摄入量的减少，而纤维消耗减少与肠道降解纤维的微生物类群的减少有关，特别是丁酸盐产生菌。因此，人类的饮食变化可能会影响丁酸盐产生有关的微生物基因的丰度。Molecular Biology and Evolution发表的研究，通过检索公开数据库中的基因信息，分析了四种主要的丁酸生成途径一碳水化合物降解途径(乙酰辅酶a)，以及三种氨基酸降解途径(4-氨基丁酸、戊二酸和赖氨酸)在人类和非人类灵长类中及工业化和非工业化人群中的丰度。结果发现，与大多数非人灵长类动物相比，人类具有更高丰度的丁酸产生途径。此外，研究发现工业化人群和非工业化人群的丁酸盐生产途径存在差异。本结果或对饮食、肠道微生物群和人类健康之间的相互作用研究具有重要意义。

丁酸肠道微生物组人类进化代谢

ADP-核糖基转移酶

Cell子刊：ADP-核糖基转移酶作为适应性因子，如何促进细菌定植？

细菌ADP-核糖转移酶(ADPRTs)被认为是一种通过修饰宿主蛋白参与发病机制的毒素。Cell Host and Microbe发表的文章，发现ADPRTs广泛存在于人类肠道微生物群中，经常与噬菌体元件相关，并作为活性酶分泌。拟杆菌中丰富的ADP-核糖基转移酶Bxa是一个适应性因子，有助于细菌自身的定植。此外，Bxa可靶向上皮细胞中的非肌球蛋白II，重塑肌动蛋白细胞骨架，诱导肌苷分泌。本研究结果提示，深入了解ADPRTs以及这些酶在其他细菌中的作用，或对未来宿主-微生物相互作用的研究提供新思路。

ADP-核糖基转移酶肠道微生物组

抗生素

在菌株层面揭示人肠道微生物组对抗生素治疗的生态和进化反应

Genome Research近期发表的研究，从生态和进化的角度，在菌株层面揭示了人肠道菌群在抗生素治疗期间的变化，表明菌群的生态弹性可延伸到物种以下的遗传层面上。

抗生素肠道微生物组微生物生态学菌株水平

肠道微生物组

Nature Reviews：肠道微生物组的宿主特异性（综述）

Nature Reviews Microbiology近期发表的综述文章，总结了有助于系统共生的微生物群落组装模式。就整个微生物群而言，系统共生不那么普遍，因为微生物组在整个动物界分类丰富。有趣的是，哺乳动物似乎是这种模式的一个例外。尽管在分类学上有丰富的微生物群落，哺乳动物通常表现出系统共生，这一例外或是哺乳动物性状独特组合的结果，这种组合加强了多个个体群落组装过程的影响。

肠道微生物组宿主特异性

肠道微生物组

郑钜圣、王军等：肠道菌群与新冠重症风险密切关联

2021年5月3日，Journal of Genetics and Genomics在线发表了西湖大学郑钜圣教授、郭天南教授、中山大学陈裕明教授、中国科学院微生物所王军研究员团队合作的研究论文。该研究通过结合多组学（蛋白质组、肠道微生物组及粪便代谢组）生物信息学分析，探索了肠道菌群、炎症因子以及COVID-19重症标记物间的关联。该研究为研究肠道菌群与宿主免疫之间的相互作用，评估感染COVID-19后的重症风险提供了新线索。

肠道微生物组粪便代谢组生物信息学炎症因子宿主免疫

肝硬化

菌群耐药基因对肝硬化患者有啥影响？

肝硬化与肠道菌群变化有关，可导致肝性脑病和耐药微生物的感染。然而，肠道微生物抗生素耐药基因(ARG)丰度对临床结果的影响尚不清楚。Gastroenterology近期发表的文章，纳入163例肝硬化患者(43例代偿性肝硬化，20例腹水肝硬化患者，30例肝性脑病患者，70例同时患有腹水肝硬化和肝性脑病的患者)和40例正常个体，研究肝硬化病人肠道微生物组中抗生素耐药基因(ARG)丰度对肝病进展和预后的影响，及利福昔明对抗生素耐药基因(ARG)的影响，同时还比较了肝硬化、慢性肾病和糖尿病患者中ARG的丰度模式。结果表明，肝硬化患者呈现较高的肠道微生物ARG基因，并且通过分析先前的两项研究结果，发现肝硬化的ARG丰度可能高于糖尿病和慢性肾病患者。本研究结果提示，肠道微生物组中ARGs的检测或可用于评估肝硬化预后及作为治疗肝硬化的靶标。

肝硬化抗生素耐药基因肠道微生物组机器学习肝性脑病

TMAO

国内团队：哪些细菌促进TMAO的产生？

在肠道微生物的作用下，肉碱经代谢产生致动脉粥样硬化的氧化三甲胺。Microbiome发表的来自台湾大学Ming-Shiang Wu团队文章，利用口服肉碱激发试验（OCCT）来识别不同个体肠道微生物特征与氧化三甲胺（TMAO）代谢的关系，结果表明，肠道菌群差异能影响TMAO的产生，并且发现肠道细菌Emergencia timonensis和Ihubacter massiliensis是将肉碱转化为TMAO的潜在关键菌。本研究结果或可为精准医疗和个性化营养饮食提供证据支持。

TMAO 肠道微生物组口服肉碱激发试验个性化营养机器学习