多组学分析

结直肠癌是全球最常见的消化系统恶性肿瘤之一，多种因素均影响早发和晚发（50岁以上）结直肠癌的发生。因此，提前明确早发结直肠癌特定环境风险因素、探明发病年龄异质相关的分子事件及生物标志，可为结直肠癌的精准诊疗和人群预防提供科学证据。近日，南京医科大学王美林及团队在Cell Reports Medicine发表最新研究，通过多组学分析和人群异质性比较，解析了中国人群早发结直肠癌的组学特征及肿瘤免疫表型与人群风险评估的生物标志。为未来深入探讨早发结直肠癌的致病机理、精准药物开发和诊疗提供了重要指导，值得关注。

早发结直肠癌多组学分析研究论文基础研究肿瘤突变负荷

1型糖尿病

1型糖尿病患者口腔菌群或出现“从口到肠”转移

口腔和结肠位于胃肠道的相对两侧，口腔炎症的发展与多种疾病息息相关。Microbiome发表最新研究，从8个具有多名T1D患者的家庭中，收集35名参与者唾液和粪便样本，利用多种组学手段综合分析。研究发现T1D疾病进程中口腔菌群的改变会影响下肠道菌群，并且变化的菌株出现“从口到肠”的转移。

1型糖尿病多组学分析研究论文口肠轴

CRC生物标志物

国内团队：FMT或可通过调控肿瘤免疫治疗CRC？

大量研究表明肠道菌群的变化与CRC有关，但宿主和肠道菌群之间的互作在很大程度上仍不清楚，较少有研究使用综合多组学数据来研究这些互作。国内团队近期发表在Pharmacological Research上的研究采用先进的生物信息学方法，对CRC患者的微生物组、代谢组、转录组和利用单细胞RNA测序等大规模多序列的数据集进行单独和整合分析，发现CRC患者相比健康对照具有显著不同的微生物群组成，且与患者的特征基因具有显著相关性，进一步发现特定的代谢物可以调控肿瘤免疫过程。这项研究解释了肠道菌群与CRC患者的免疫细胞浸润以及多种代谢途径改变密切相关，因此通过移植健康人的肠道菌群或可成为治疗CRC的新策略。

CRC生物标志物多组学分析粪便菌群移植 (FMT) 肠道菌群免疫治疗

结直肠癌

Nature子刊：利用多组学分析，破译结直肠癌遗传密码

全世界每年约有190万人受到CRC的影响，CRC 的发生发展有很强的遗传基础。Nature Genetics发表的文章，为了对CRC遗传学进行全面描述，汇集了迄今为止进行的绝大多数全基因组关联研究（GWASs），运用转录组和全甲基组关联分析来补充GWASs。最后，通过整合这些数据，研究人员调查了已建立的和新的CRC风险位点的基因和机制，最终确定了可信的效应基因及其作用的组织，为我们了解结直肠肿瘤的发生提供了信息。

结直肠癌多组学分析

丙型肝炎病毒

Nature子刊：多组学分析揭示丙肝中的肠肝轴代谢失调

丙型病毒性肝炎是一种因感染丙型肝炎病毒（HCV）而导致的以肝脏损害为主的传染病，属于乙类传染病。先前研究发现HCV与肠道菌群改变有关，然而，这些变化如何影响肠肝轴代谢，以及这种变化如何随疾病严重程度和时间而变化尚不清楚。近日，美国国立卫生研究院研究人员在Nature Microbiology发表最新研究，纳入29名HCV感染患者，在病毒清除前后收集门静脉和外周血、粪便和肝组织，利用多组学分析揭示了肠-肝轴代谢稳态失调，主要是脂肪酸 (FA) 代谢紊乱，Anaerostipes hadrus介导FA合成以及普通拟杆菌介导肠聚糖降解与疾病严重程度相关。总之，该研究拓展了我们对HCV和非HCV肝病病因的理解，为未来制定合理干预手段提供了新基础。

丙型肝炎病毒代谢失调研究论文基础研究肠肝轴

多组学分析

国内团队：多组学分析揭示梅花鹿早期生命发育的代谢适应性

反刍动物的胃肠道（GIT）微生物组及其代谢反应，极大地影响了宿主的代谢和生长。然而，对宿主-微生物组在生命早期的关键发育阶段影响尚不清楚。Microbiome近期发表的来自吉林农业大学李志鹏团队+西北工业大学邱强团队+挪威科学家的研究成果，提出了一种综合的多组学方法，同时解决了梅花鹿（Cervus nippon）在三个关键的早期生命阶段的五个GIT区域的微生物群的分类和功能属性，以及肝脏、肌肉、尿液和血清的代谢特征，为GIT微生物组和反刍动物早期代谢生长下的相关机制提供了一个全面的观点。

多组学分析代谢组学梅花鹿生命早期

结直肠癌

多组学鉴定出潜在生物标志物，用于筛查腺瘤和结直肠癌

结直肠癌 (CRC) 筛查可降低其死亡率，但其敏感性和特异性有限。近日，发表在Gut Microbes上的这篇文章，开发了基于粪便菌群、蛋白质组和氨基酸谱的平台诊断，用于寻找CRC和腺瘤的潜在生物标志物组，改善腺瘤和CRC的无创筛查，从而降低结肠癌的发病率和死亡率。

结直肠癌腺瘤多组学分析生物标记物

全氟辛烷磺酸

苏州大学：多组学揭示可溶性纤维可缓解全氟辛烷磺酸诱导的不良代谢反应

全氟辛烷磺酸类物质（PFOS）是一种新型持久性有机污染物，目前在水体、沉积物及生物体内可检测到PFOS污染物踪迹，接触PFOS可能会改变哺乳动物肠道菌群和肝脏代谢稳态，从而增加心脏代谢疾病的风险。先前研究发现富含纤维素的饮食可改善代谢性疾病的风险。近日，苏州大学邓泮、美国肯塔基大学Bernhard Hennig及团队在Environmental Health Perspectives发表最新研究，发现富含可溶性纤维（菊粉或果胶）的饮食可改善PFOS诱导的肝脏代谢紊乱和肠道菌群失调，降低机体脂质积累。总之，该研究促进了对环境污染物和营养物质影响下微生物与宿主互作的认识，也为靶向干预缓解环境污染物诱导的代谢性疾病提供了新见解

全氟辛烷磺酸可溶性膳食纤维研究论文基础研究环境污染物

结直肠癌肝转移(CRLM)

复旦大学团队：结直肠癌肝转移类器官如何预测患者化疗反应和术后预后？

目前尚无有效的方法预测结直肠癌肝转移患者的化疗反应和术后预后，患者来源的类器官已成为重要的临床前模型，或可助力该过程。近日，复旦大学附属肿瘤医院华国强教授与彭俊杰教授合作在Advanced Science杂志上发表论文，该研究首次报道了来源于原发灶及配对结直肠肝转移灶的类器官生物库，并利用多组学维度分析了该生物库的特征；同时对这些类器官预测化疗反应和临床预后的有效性进行了评估，为其预测药物化疗和术后预后提供了进一步的证据。

结直肠癌肝转移(CRLM) 化疗反应类器官生物库多组学分析

呼吸道菌群

王璋+陈荣昌+周宏伟等Nature子刊：靶向呼吸道菌群，改善慢阻肺

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种慢性炎症性肺病，是全球第四大死因，包括两种主要的炎症内型（嗜中性粒细胞炎症和嗜酸性细胞炎症）。呼吸道菌群与COPD的表型和内型存在关联，且菌群失调可促进呼吸道炎症的发生，然而呼吸道菌群在COPD疾病发生发展中的作用机制，目前仍所知甚少。Nature Microbiology最新发表了来自华南师范大学生命科学学院王璋研究员、深圳市呼吸疾病研究所陈荣昌教授和南方医科大学周宏伟教授团队的研究成果，填补了这方面的空白。研究者对我国广东省两个临床中心的COPD患者和健康人群进行了呼吸道微生物组与宿主多组学分析，绘制了呼吸道“微生物-代谢-宿主”互作的全景图谱，并发现在嗜中性粒细胞炎症COPD内型中，呼吸道菌群产生的代谢物吲哚-3-乙酸，可能通过调控IL-22介导的巨噬-上皮细胞互作，来发挥对COPD的保护性作用，为靶向呼吸道微生物-宿主互作的COPD治疗策略提供了理论依据。

呼吸道菌群慢性阻塞性肺疾病呼吸系统疾病菌群代谢产物吲哚-3-乙酸

乳双歧杆菌Probio-M8

张和平+张金彪等：益生菌Probio-M8辅助治疗帕金森综合征

帕金森综合征（PD）是以行动迟缓、并伴有肢体僵硬或静止性震颤等表现的一类神经退行性疾病，且PD患者的胃肠道症状往往先于运动体征，表明肠道异常与PD发病间存在关联。目前针对PD的主要治疗方法是服用抗帕金森药物（如左旋多巴、苄丝肼、普拉克索等），但治疗效果会逐渐减弱，最终需要服用更大剂量的药物。多项研究已发现益生菌或可成为预防和改善PD症状的一种可行策略，但与抗药物联合使用的临床证据非常有限。近日，内蒙古农业大学张和平与威海市立医院张金彪及团队设计了一项随机、双盲、安慰剂对照试验，探究了益生菌联合常规药物对PD的改善效果，相关成果发表于npj Parkinsons Disease，发现益生菌Probio-M8通过调节患者的肠道菌群，进一步调节宿主的脂质、短链脂肪酸和神经递质代谢，提高患者血清多巴胺水平进而改善疾病。总之，该研究为未来预防和缓解帕金森病提供了新的指导和见解。

乳双歧杆菌Probio-M8 帕金森病（PD） Parkinson's disease 研究论文医学研究

双向情感障碍

胡少华+宋学勤+聂超等：双相情感障碍中“菌群-肠-脑轴”新机制

双相情感障碍（也称躁郁症；BD）是一种常见的、高自残的精神疾病，伴有睡眠、思维和行为改变。BD为间断性病程，有躁狂发作、轻躁狂发作及抑郁发作方式，因病因复杂，BD的临床诊治面临极大挑战。近年来，多项研究发现脑-肠-微生物轴和BD等精神疾病密切相关，但确切的参与机制不明。近日，浙大一院胡少华、华大基因聂超、郑大一院宋学勤、联合丹麦的团队在Molecular Psychiatry发表研究，发现BD患者肠道菌群失调，血清代谢物水平发生明显变化，Akk菌和柔嫩梭菌等与B族维生素、短链脂肪酸衍生物、犬尿氨酸及GABA等神经活性代谢物显著相关。血清非靶向代谢组学、粪便宏基因组学以及脑部磁共振联合分析，发现BD患者血清代谢物对大脑功能活动的影响大于肠道菌群。总之，该研究为构建以肠道菌群为靶点，实现临床BD的精准诊疗提供了新的线索。

双向情感障碍多组学分析研究论文医学研究临床对照实验

多组学分析

国内团队开发了一站式多组学数据分析平台Majorbio Cloud

基于目前大部分平台只针对单一组学数据进行生信分析，且一些平台是为专业人士解决领域内单一问题而设计，而并非面向大众提供更全面的分析服务，以及传统的单一组学分析往往具有局限性，因此作者开发了一站式高通量组学研究平台-Majorbio Cloud，其包括云流程、云工具、云课堂3大功能模块，网址为https://cloud.majorbio.com/。

多组学分析生物信息学平台云流程云工具云课堂

溃疡性结肠炎(UC)

Nature子刊：多组学分析揭示促结肠炎的肠菌酶

本研究中，作者有效地收集了溃疡性结肠炎（UC）患者的广泛宏组学特征并将其转化为具有生物学和治疗价值的假设。除了体外和体内验证外，通过整合粪便宏蛋白质组学、代谢组学、16S基因扩增子测序、鸟枪宏基因组测序、宏蛋白组学和血清蛋白质组学，作者证明了某些菌群成员，如普通拟杆菌（Bacteroides vulgatus）可能通过蛋白酶活性加剧UC疾病的活性。此外，鉴于作者的体外和体内实验的前景，本研究为进一步研究拟杆菌属蛋白酶抑制作为UC的治疗方法奠定了基础。总的来说，该研究突出了关于蛋白水解在拟杆菌中的作用的有前景的研究领域，并证明了源自普通拟杆菌的蛋白水解可能与UC病理学和治疗有关。

溃疡性结肠炎(UC) 肠道菌群多组学分析蛋白酶无菌小鼠

饮食-菌群互作

Cell子刊：饮食如何影响肠菌的演化？

饮食可以影响菌群的组成和功能，但饮食对肠道细菌演化的影响尚待揭示。Cell Host and Microbe发表的一项最新研究，以肠道菌群中常见的纤维降解细菌——多形拟杆菌为研究对象，发现饮食塑造了这种细菌在小鼠肠道内的演化，细菌中留下的遗传特征（特定基因突变、遗传多样性）反映了宿主过去的饮食。饮食的变化增加了多形拟杆菌的种内遗传多样性，而西式饮食选择的细菌基因突变促进其消耗宿主的肠道粘液层。

饮食-菌群互作多形拟杆菌肠道菌群演化多组学分析肠道代谢组学

衰老

Cell子刊：肝脏多组学分析揭示遗传、饮食与衰老的联系

遗传和环境（GxE）因素相互作用，在不同群体中导致代谢表型和寿命的差异。Cell Systems近期发表的这项研究通过对不同年龄、不同饮食、不同基因型的几百只小鼠进行转录组、蛋白质组和代谢组的肝脏多组学分析，以探索GxE和衰老的分子基础，研究与代谢变化相关的基因和通路。

衰老肝多组学分析

肌醇

Nature子刊：Anaerostipes菌将肌醇转化为SCFA，或有益健康

肠道菌群代谢产生的短链脂肪酸（SCFA）在维持肠道稳态中发挥着重要的作用个，例如乙酸可以调控体重和胰岛素敏感性，丙酸盐和丁酸盐则参与很多信号的转导过程。肌醇是一种六碳环醇，其不仅存在于哺乳动物包括大脑的很多组织中，在食物和水果中含量也较为丰富。近年来，有研究发现口服肌醇或其异构体，可以有效改善2型糖尿病在内的代谢性疾病的胰岛素的敏感性。但是，其具体发挥作用的机制尚不明确，且其在体内经肠道菌群代谢的途径，特别是厌氧代谢途径也不清楚。近期一篇发表在Nature Communications的研究发现，部分Anaerostipes菌属的菌株可以将膳食肌醇代谢为丙酸盐和丁酸盐等SCFA，提示肌醇可能通过这样的途径调节机体的肠道稳态和代谢通路。这些结果同时提示Anaerostipes.spp可能作为益生菌用于维护机体的健康。

肌醇肠道菌群短链脂肪酸胰岛素敏感性【有显著改善】 Anaerostipes.spp

新冠肺炎

严志祥+李啸峰+燕茹：多组学揭示COVID-19患者肠道内分子变化

中山大学严志祥、李啸峰和澳门大学燕茹与团队在Analytica Chimica Acta发表文章，通过对新冠患者的粪便样本进行纵向动态性多组学分析，揭示出肠道分子结构被广泛干扰，或在COVID-19的症状发展中起重要作用。同时研究结果指出，大多数肠道表型在症状发作两个月后仍未恢复，需要对COVID-19恢复患者的肠道分子和菌群变化进行长期的持续性研究。

新冠肺炎粪便多组学分析

胎儿肠道微生物

农科院：多组学分析揭示，羔羊出生前肠道中已定植微生物

长期以来，人们一直认为子宫是无菌的，胎儿微生物群的建立始于出生时。尽管已经在胎盘、羊水、胎膜和胎粪中检测到微生物，但对于分娩前胎儿肠道中是否存在微生物尚无共识。Gut近期发表的来自中国农业科学院刁其玉团队的研究，以羔羊为动物模型，通过对盲肠内容物样本进行宏基因组和宏转录组测序分析，证明胎儿出生前肠道中含有微生物，并且胎儿肠道的微生物定植开始于子宫。这些发现促进了我们对胎儿肠道菌群的理解，并有助于设计临床治疗方案，改善人类健康和治疗与肠道菌群失调相关的疾病。

胎儿肠道微生物多组学分析羔羊肠道微生物微生物代谢物噬菌体

多组学分析

毛细支气管炎分型不同，患哮喘的风险存在差异

患有鼻病毒(RV)感染，特别是毛细支气管炎的儿童是哮喘的高危人群，并且临床证据表明鼻病毒(RV)感染的毛细支气管炎存在临床异质性。然而，对这些生物学上不同的亚群(分型)及其与患哮喘的关系知之甚少。Journal of Allergy and Clinical Immunology发表的文章，通过整合临床、病毒、鼻咽微生物组、细胞因子和代谢组数据，确定了鼻病毒(RV)感染的毛细支气管炎分型，并研究了各分型与哮喘风险的关系。结果表明，鼻病毒(RV)感染的毛细支气管炎可以分为四种类型（A、B、C、D型），这种分型具有生物学意义。对于D型，其特征是先前使用抗生素、嗜酸性粒细胞增多、IgE致敏、鼻病毒C(RV-C)感染、莫拉克斯氏菌属主导的微生物群、高T2细胞因子反应，D型儿童后期患哮喘的风险最高。本研究结果可以为早期识别处于气道发育重要时期的高危儿童提供证据基础，并将有助于进一步制定哮喘预防策略（如改变微生物群和宿主反应）。

多组学分析哮喘 integrated-omics Microbiome metabolome

乳糜泻

环境风险因素对乳糜泻高危婴儿的肠道菌群发育的影响

遗传易感性及谷蛋白暴露是乳糜泻的必要非充分条件，提示生命早期的其它环境因素暴露可能在乳糜泻的发病机制中起到重要作用。来自Microbiome上发表的一项最新研究，通过多组学分析，揭示了环境风险因素（包括剖腹产、配方奶粉摄入、抗生素暴露）对乳糜泻高危婴儿的肠道菌群组成、功能及代谢组的影响，发现剖腹产与免疫失调及炎症相关的菌群变化相关，而未暴露于环境风险因素与免疫调节及抗炎症相关的菌群变化相关。

乳糜泻多组学分析研究论文基础研究婴儿肠道菌群发育

克罗恩病

Nature子刊：克罗恩病患者的硫代谢通路失调

肠道菌群及其代谢产物的变化与IBD的发病相关。自体造血干细胞移植（HSCT）可在部分严重高复发克罗恩病（CD）患者中实现缓解。Nature Communications上发表的一项最新研究，对29名接受自体HSCT治疗的CD患者在移植后5年的不同时间点的粪便菌群进行分析，发现相比于应答（非活动性疾病，维持缓解）患者，非应答（活动性疾病，包括未缓解及复发）患者的肠道菌群组成及功能有显著差异，主要表现为硫代谢通路失调且硫酸盐还原细菌富集。将CD患者的粪菌移植给无菌小鼠，也可重复在CD患者中的发现。该研究提示，对肠道菌群组成与功能的多组学分析或可用于预测HSCT治疗CD的疗效。

克罗恩病硫代谢研究论文基础研究啮齿动物（小鼠）

IBD

Cell子刊：可区分IBD与IBD+CDI的粪便标志物

IBD患儿发生艰难梭菌感染（CDI）的风险更高，IBD患儿与IBD+CDI患儿有着类似的症状，但治疗方法不同，因此需要诊断标志物对两者加以区分。Cell Host and Microbe上发表的一项队列研究结果，通过对不同患儿的粪便样本进行多组学分析，发现相比于IBD患儿，IBD+CDI患儿的粪便代谢产物中异己酰牛磺酸（isocaproyltaurine）显著富集。

IBD 研究论文多组学分析队列研究基础研究

新冠肺炎

南京医科大学：肠道ACE2高表达可能介导新冠肺炎患者的胃肠道症状

南京医科大学的王美林团队与张正东团队在Gastroenterology上发表的一项最新研究，通过多个数据库分析了不同组织及细胞中病毒受体——ACE2的表达，发现肠道中的ACE2表达量高于其它组织，可能介导了新冠肺炎患者的胃肠道症状。

新冠肺炎新冠肺炎新冠病毒 COVID-19 SARS-CoV-2

儿童肥胖

JAMA子刊：组学方法助力儿童肥胖治疗

在发达国家中，儿童肥胖已成为重要的健康问题，JAMA Pediatrics近期发表的观点文章着重讨论了组学技术在儿童肥胖的机制和疗法研究方面的应用前景，表明目前所用的传统标志物无法准确反应儿童肥胖的病理生理，而代谢组学等组学分析可弥补这一空白。

儿童肥胖多组学分析代谢组学标志物生活干预

阴道菌群

Nature子刊：与早产相关的阴道菌群

Nature Medicine上发布的一项来自整合人体微生物组计划（iHMP）的研究成果，报道了1572名孕妇的阴道菌群多组学数据，同时对45名早产产妇及90名足月产产妇的多组学数据进行了对比，鉴定出了与早产相关的阴道菌群分类群，这些分类群可较好地预测早产风险，提示阴道菌群或可用于未来的早产风险评估。

阴道菌群阴道菌群多组学分析回顾性队列研究早产

多组学分析

多组学分析饮食、代谢产物和肠道菌群的关系

《Frontiers in Genetics》近期发表一项基于健康人的研究，着重分析了饮食、肠道微生物组和人体代谢组之间的关联。

多组学分析 Microbiome Diet metabolome Multi-omics analysis

胃癌

Cell子刊：早发性胃癌中的组学分析

胃癌 cancer subtypes correlation between mRNA and protein abundance changes correlation between mutation and phosphorylation diffuse gastric cancer

免疫代谢

运用多组学分析评估饮食对运动员免疫系统的影响（综述）

Annual Review of Food Science and Technology上发表的一篇综述文章，详细介绍了利用多组学分析方法揭示的不同食物组分对运动员免疫系统的影响。

免疫代谢多组学分析运动员免疫代谢饮食

多组学分析

国家蛋白质科学中心：小鼠发育阶段中胃蛋白组及转录组动态变化

来自国家蛋白质科学中心的团队在Nature Communications上发表的一项最新研究，对小鼠发育阶段中胃蛋白组及转录组的动态变化进行了综合分析，依据多组学数据及胃功能的发育，区分出了3个不同发育阶段，并鉴定出了在不同阶段中关键蛋白及RNA的动态变化。

多组学分析发育多组学分析蛋白组转录组