Justin L Sonnenburg

目前的人类微生物组研究中，大部分数据都来自工业化人群，而对非工业化人群的微生物组所知有限。Cell最新发表了来自斯坦福大学Sonnenburg团队的研究，对351份坦桑尼亚哈扎人（Hadza）的粪便样本进行了难得的超深度测序，获得了迄今最大规模的狩猎采集者肠道微生物组测序数据，极大扩充了对人类肠道微生物组多样性的认知。通过对这些数据进行深入分析，该研究探究了哈扎人的肠道微生物组特征、微生物复制率和人际间的菌株共享规律等方面，并与其他生活方式人群进行了对比，鉴定出与生活方式（工业化vs非工业化）有关的肠道物种及其功能特征和差异。该研究显示了超深度测序在研究人类微生物组方面的潜力，再次强调了伴随工业化进程而大量消失的肠道微生物多样性（哈扎人的平均肠道物种数为730，而加州人只有277），且工业化和非工业化人群中独有的肠道微生物类群在功能上并不冗余，可能反映了微生物对不同生活方式下的肠道环境的适应。该研究的所有数据和分析结果都免费公开，为人类肠道微生物组研究提供了宝贵资源，也为理解共生肠菌的生态学和演化提供了新信息。

人类肠道微生物组宏基因组工业化狩猎采集者超深度宏基因组测序

益生菌

益生菌对代谢综合征的干预效应与饮食相关

个体健康与其免疫和代谢状态以及菌群特征密切相关。Gut Microbes发表的文章阐述了益生菌补充剂对代谢综合征患者产生了特异性影响，提出患者本身的饮食习惯可能会促进或抑制益生菌功效。

益生菌代谢综合征研究论文

婴儿菌群

Science：人类婴幼儿期的肠道菌群多样性

关于人类生命早期的肠道菌群建立和演变的规律，目前的研究主要集中在工业化地区的人群中，而对非工业化人群的婴幼儿肠道菌群还少有研究涉足。Science最新发表了来自斯坦福大学Justin Sonnenburg团队的研究，对全球不同生活方式的婴儿肠道菌群大数据进行了荟萃分析，并纳入了非洲哈扎部落婴儿的新样本，揭示出生活方式对生命早期菌群组成和功能的巨大影响。该研究特别关注了3个问题：不同生活方式的婴儿的肠道菌群组成和功能在何时开始“分道扬镳”，不同生活方式如何影响婴儿的特征微生物和功能，以及源自母亲的垂直传递在生活方式相关的婴儿菌群差异中所起的作用。该研究揭示了人类婴幼儿期的肠道菌群多样性，强调了研究工业化地区以外人群的重要性，也再次提出生命早期菌群多样性的丧失对工业化人群的长期健康有何影响这个问题。有兴趣的读者可以看看Martin Blaser教授的书《消失的微生物》和他的肠·道演讲，也许会有些答案。

婴儿菌群肠道菌群多样性生活方式

饮食-菌群互作

Cell子刊：饮食不是人类代谢组个体差异的主要原因

微生物组依赖性代谢物（MDMs）在个体之间差异很大，某些毒性MDMs积累会导致不良后果，例如尿毒症MDMs（uMDMs）、苯乙酰葡萄糖胺（PAG）、对甲酚硫酸盐（PCS）和吲哚硫酸酯（IS）在肾衰竭期间累积，并与不良预后相关。有针对性的饮食干预可能减少有毒MDM的产生；然而，目前尚不清楚饮食或肠道微生物群的个体差异是不是导致MDM差异的主要原因。Cell Host and Microbe近期发表的文章，发现同质化的饮食并不能减少MDMs的个体间差异，而宿主的身份和年龄才是MDMs差异的主要原因。或许需要饮食和肠道菌群的配合性改变才能控制毒性MDMs的积累。

饮食-菌群互作同质化饮食微生物组依赖性代谢物（MDMs）

肠道菌群

Cell子刊：构建体外微生物群落，助力肠道菌群研究

研究病人来源的细菌群落的系统模型，有助于探究肠道微生物群在疾病中的作用。Cell Host and Microbe发表的文章，通过体外培养不同来源的粪便样本，构建了体外菌落（SICs）。SICs保留了其粪便来源的分类学多样性，再现了微生物群对病原体入侵和抗生素治疗的反应，提示利用SICs可以对肠道微生物群进行低成本、定量和高通量实验研究。

肠道菌群环丙沙星培养组学抗生素微生物生态

非炎症性艰难梭菌定植

Nature子刊：鸟氨酸代谢与非炎症性艰难梭菌定植

艰难梭菌（Cd）感染每年在美国造成超过20万个住院病例和13000例死亡。Cd可在无症状携带者肠道定植，造成自身感染或感染他人。Nature metabolism发表letter，对相关分子机制进行了阐述。

非炎症性艰难梭菌定植鸟氨酸代谢其他

菌群-宿主互作

Cell子刊：量化细菌在小鼠肠道内的快速演化和传播

Cell Host and Microbe发表的一项研究，在菌株水平上，量化分析了细菌在小鼠肠道内的定植动态以及选择和传播规律，并估算出每天约有10%的肠道细菌在小鼠间发生转移。这些发现强调了在肠道菌群的演化过程中，环境传播与菌株选择之间的相互作用。

菌群-宿主互作菌群传播菌群演化肠道菌群小鼠

肠道菌群代谢产物

Nature：解密肠道菌群代谢物的新工具

肠道菌群可通过其产生的各种各样的代谢产物，对宿主健康造成广泛影响，但目前还缺乏高通量的研究手段，来破译菌群中特定微生物的特定代谢产物和代谢通路。Nature最新发表了斯坦福大学Justin Sonnenburg、Michael Fischbach和Dylan Dodd团队的合作研究，介绍了一种用于鉴定菌群依赖性代谢物的新工具，可用于研究肠道细菌代谢及其与宿主之间的相互作用。此外，该研究还系统性地在菌株层面揭示了肠道细菌的进化关系（系统发生）与代谢能力之间的关系，提示研究者，基于系统发生和基因组信息来推断菌株的代谢功能是有局限性的。

肠道菌群代谢产物代谢组学

饮食-菌群-免疫互作

Cell：高纤维或发酵食品的饮食干预，如何影响菌群调节免疫？

饮食可以通过调节肠道菌群来影响免疫系统。Cell最新发表了来自斯坦福大学Justin Sonnenburg团队与合作者的一项前瞻性随机多组学研究，对受试者进行富含膳食纤维（通过多吃豆类、坚果、全谷物、蔬菜和水果等食物，使纤维摄入量达到每天45克）或发酵食品（通过多吃各种发酵乳制品和发酵蔬菜食品/饮品，使发酵食品摄入量达到每天6份）的饮食干预，系统深入地探索了两种饮食干预对人体肠道菌群和免疫状态（特别是炎症标志物）的差异性和个体性影响，揭示了饮食干预下的菌群-免疫互作关系。该研究提示，发酵食品在增加菌群多样性和减轻系统炎症方面，可能有更普遍和明显的改善作用，为其健康功效提供了新证据。该研究也提示，靶向肠道菌群的饮食干预可用于改善慢性炎症相关疾病。

饮食-菌群-免疫互作饮食干预高纤维饮食发酵食品炎症

宿主-致病菌互作

Nature：艰难梭菌“剥削”宿主炎症反应中产生的代谢物

一些肠道病原体能通过引起宿主的病理和炎症反应，来获得特定的代谢优势，从而在与其他菌群成员的竞争中胜出。艰难梭菌产生的毒素能引起宿主肠炎，但这种病理状态如何令艰难梭菌获益尚不清楚。Nature最新发表的来自斯坦福大学Justin Sonnenburg团队的研究表明，艰难梭菌能利用山梨醇作为养分来生长，这种致病菌通过引发宿主炎症反应，来诱导宿主产生更多的山梨醇为其所用，从而令自身更好地在宿主肠道内定植。这些发现阐释了艰难梭菌利用宿主代谢物来获得代谢优势的机制，为研究治疗艰难梭菌感染的疗法带来新启示。

宿主-致病菌互作艰难梭菌山梨醇

菌群-免疫互作

上海交大：双歧杆菌或能缓解免疫治疗引起的结肠炎

免疫检查点抑制剂治疗可能引起腹泻和结肠等免疫相关副反应。先前的研究表明，双歧杆菌属可缓解CTLA-4单抗诱导的小鼠肠道炎症。来自上海交通大学的王锋团队与国外团队合作在PNAS上发表的一项最新研究，发现双歧杆菌可通过增加Treg的IL-10介导的免疫抑制功能，并促进Treg的线粒体代谢，以调控肠道菌群组成，从而缓解免疫检查点抑制剂诱发的小鼠结肠炎。

菌群-免疫互作 immune checkpoint blockade Bifidobacterium regulatory T cell microbiota

细菌-噬菌体互作

Cell子刊：挖掘肠道微生态中的“暗物质”——未知噬菌体

肠道噬菌体是肠道微生态的重要组成部分，但是收到的关注较少。Cell Host and Microbe近期发表研究，通过分离27株多形拟杆菌噬菌体以及基因组分析，发现了在人肠道宏基因组中广泛存在的但未被解析的噬菌体群体，及其感染细菌的相关基因，为研究肠道噬菌体建立的一种可借鉴的方法。

细菌-噬菌体互作 Bacteriophage phage isolation comparative genomics gut microbiome

宏蛋白质组学

高通量的粪便宏蛋白质组学方法，助力大规模临床研究

mSystems上发表的一项研究，报道了一种高通量的粪便蛋白质组分析流程——SHT-Pro，具有可定量、可重复、高效率等优点，或能助力粪便蛋白质组学在大规模临床研究中的应用。

宏蛋白质组学 Diet fermented fiber high-throughput

细菌-噬菌体互作

Nature子刊：荚膜多糖和脂蛋白或可影响多形拟杆菌对噬菌体的敏感性

细菌表面的结构决定了其自身与噬菌体的相互作用。人肠道中的拟杆菌能产生几种相位可变的荚膜多糖(CPSs)，但它们对噬菌体相互作用的贡献尚不清楚。Nature Microbiology发表的文章，为了了解CPSs如何影响拟杆菌-噬菌体间的相互作用，研究者从美国的两个地点分离了71种感染拟杆菌的噬菌体，发现多形拟杆菌的CPSs介导噬菌体对拟杆菌的侵染，并且当CPSs缺失的情况下，多形拟杆菌可通过改变相变脂蛋白的表达来逃脱噬菌体侵染。本研究结果揭示了细胞表面CPSs和脂蛋白的重要作用，或对噬菌体疗法具有重要意义。

细菌-噬菌体互作多形拟杆菌荚膜多糖脂蛋白

膳食干预

长期膳食干预后，菌群竟几乎恢复如初？

人群干预研究。文章采用健康低碳水化合物或健康低脂肪饮食对人群进行12个月的干预。研究结果表明，干预3个月后，参与者体内的菌群发生显著变化，并且这种变化与饮食具有相关性。但是，继续进行膳食的干预，菌群变化却逐渐向基线组成靠近。该研究结果表明，菌群群落具有自我恢复能力。关于菌群的长期膳食干预研究需要考虑到这一点。

膳食干预 Microbiome Obesity Diet low-fat

次级胆汁酸

Cell子刊：菌群失调诱导的次级胆汁酸缺失促进肠道炎症

胆汁酸在肠道炎症中发挥调节作用，次级胆汁酸可由肠道菌群代谢初级胆汁酸产生。Cell Host and Microbe上发表的一项最新研究，报道了在溃疡性结肠炎患者中，肠道中的次级胆汁酸水平降低，产生次级胆汁酸所需的基因及次级胆汁酸产生菌减少。在结肠炎小鼠模型中，补充次级胆汁酸可缓解肠道炎症。

次级胆汁酸次级胆汁酸肠道炎症溃疡性结肠炎菌群-免疫互作

微生物互作

Nature子刊：密歇根克雷伯菌或可抑制大肠杆菌定植

肠道菌群中含有有益的微生物，可以防止病原体的定植。抗生素治疗会破坏肠道菌群结构，降低对病原菌的抵抗。Nature Microbiology最近发表的文章，研究了小鼠同笼饲养对密歇根克雷伯菌抑制大肠杆菌定植的影响。结果显示，密歇根克雷伯菌可能通过营养竞争的方式抑制大肠杆菌的定植。同时，研究还表明，密歇根克雷伯菌延缓了病原体鼠伤寒沙门氏菌在小鼠肠道中的定植，延长了小鼠存活时间。本研究提示，宿主间传播/共享的微生物或可抑制病原菌的定植，最大限度地减少抗生素的负面影响。

微生物互作抗生素处理菌群失调大肠杆菌密歇根克雷伯菌

IgA

肠道IgA调控肠道共生菌群生长的机制

肠道IgA结合菌群抗原后的功能效应尚未明确。来自mBio上发表的一项最新研究，揭示了肠道IgA调控肠道共生细菌生长的一种机制：多形拟杆菌的定殖可诱导特异性IgA应答，后者可靶向多形拟杆菌的果聚糖利用相关蛋白，以抑制多形拟杆菌对果聚糖的利用。

IgA Bacteroides thetaiotaomicron immunoglobulin A Diet Fructan

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-免疫互作

Cell子刊：研究人体中的菌群-免疫互作（综述）

肠道菌群与免疫系统的互作对人体健康至关重要，但多数菌群-免疫互作的研究是在动物模型中完成的。来自Immunity上发表的一篇综述文章，详细介绍了在动物实验中发现的一些菌群-免疫互作的机制，并讨论了在人体中研究菌群-免疫互作的方式。

菌群-免疫互作菌群-免疫互作 Rustem F Ismagilov Gabriela Leite Jacob T Barlow

功能性胃肠疾病

Nature子刊：功能性胃肠病相关的肠道菌群失调

小肠细菌过生长与功能性胃肠病有关。《Nature Communications》近期发表研究，发现功能性胃肠疾病患者的小肠菌群发生了改变，且低纤维、高糖饮食可能有助于病症恶化。该结果对于开发针对性菌群干预、饮食干预手段具有参考价值。

功能性胃肠疾病小肠菌群菌群失调 Jia Sun Li‐Long Pan

西式饮食

西式饮食可恶化LPS引起的小鼠脓毒症，且不依赖于菌群

西式饮食西式饮食脓毒症动物实验 Zengliang Jiang

菌群结构影响因素

现代化程度影响人群肠道菌群结构

人类肠道菌群结构受现代化水平、生活方式的影响。本论文指出，喜马拉雅地区四个农业化程度不同的传统部族，其肠道菌群结构的差异与生活方式、水源和能源的不同有关；而且随着生活方式的转变，肠道菌群类型的转变可在一个人群世代内发生。该结果对研究人类肠道菌群的影响因素、分析菌群类型转化及其对宿主的影响具有参考价值。

菌群结构影响因素喜马拉雅原始部族生活方式环境因素 Jingsi Yang

艰难梭菌感染

Science子刊：肠道菌群失调促艰难梭菌感染的新机制

Science Translational Medicine上发表的一项最新研究，发现在腹泻患者中，肠道菌群失调可增加肠道中的游离氨基酸（特别是脯氨酸），艰难梭菌可利用这些氨基酸作为能量来源，从而促进艰难梭菌感染。另外，在一项对腹泻患者的回顾性队列研究中，鉴定出一些临床风险因素（抗生素、住院、免疫抑制、先前的CDI），可预测肠道菌群失调及更高的CDI易感性。

艰难梭菌感染艰难梭菌感染脯氨酸氨基酸 Peng Zheng

肠道菌群代谢物

Cell子刊：共生菌代谢物有助于抗感染

肠道共生菌群的定植抗性是抵御肠道致病菌感染的重要机制。本文通过研究肠道菌群抵御鼠伤寒沙门氏菌感染的机制，发现拟杆菌属及其产生的丙酸在介导定植抗性中具有核心作用，指出了菌群结构对肠道菌群抗感染能力的影响，为解释致病菌感染和传播中的宿主差异提供了理论基础，值得专业人士关注。

肠道菌群代谢物定植抗性沙门氏菌感染丙酸拟杆菌属

胃肠动力

Cell子刊：刺激胃肠蠕动的菌群代谢物，或能治疗便秘

Cell Host and Microbe上发表的一项梅奥诊所主导的最新研究，肠道菌群代谢色氨酸产生的色胺可激活结肠上皮细胞上的GPCR/5-羟色胺受体，从而增加结肠分泌，促进胃肠道转运，为治疗便秘带来启示。

胃肠动力便秘肠道菌群代谢产物色胺 G蛋白偶联受体

菌株定殖

Nature：改造菌株+配套营养支持=可精细调控的菌株定殖

在稳定的肠道菌群中，益生菌等外来细菌不易定殖。了解哪些因素控制菌株植入和丰度，对于菌群干预有重要意义。来自斯坦福医学院的相关研究，本周在Nature上线。该研究表明，提供独享营养成分，是外源菌株在肠道内成功植入、实现对其丰度的精细调控的一种可行方法。这对肠道菌群研究，和基于肠道细菌/菌群的干预疗法都有重要意义。

菌株定殖肠道菌群细菌遗传学 Bacterial genetics Microbiome

Nature子刊：高纤维饮食或能治疗艰难梭菌感染

粪菌移植治疗艰难梭菌感染（CDI）取得的成功，打开了菌群干预疗法的大门。Nature Microbiology刚刚上线来自斯坦福大学医学院的最新研究，探索了用饮食干预方法治疗CDI的可能性。食用富含菌群可利用的碳水化合物（MAC，主要是膳食植物多糖）或菊粉的饲料，可在12天内清除小鼠肠道内的艰难梭菌，该过程与菌群组成改变和短链脂肪酸富集有关。用饮食干预改善肠道菌群和肠道生理，或许在未来的疾病治疗中将大放光彩。

饮食干预

Nature子刊：高纤维饮食或能治疗艰难梭菌感染

粪菌移植治疗艰难梭菌感染（CDI）取得的成功，打开了菌群干预疗法的大门。Nature Microbiology刚刚上线来自斯坦福大学医学院的最新研究，探索了用饮食干预方法治疗CDI的可能性。食用富含菌群可利用的碳水化合物（MAC，主要是膳食植物多糖）或菊粉的饲料，可在12天内清除小鼠肠道内的艰难梭菌，该过程与菌群组成改变和短链脂肪酸富集有关。用饮食干预改善肠道菌群和肠道生理，或许在未来的疾病治疗中将大放光彩。

饮食干预艰难梭菌感染高膳食纤维短链脂肪酸 BACTERIAL PATHOGENESIS