第1780期：陈家亮+黄秀娟等GUT：瘦菌+生活干预，胖人肠菌"变瘦"
本期话题：微生物组，FMT，儿童肠道菌群，分娩方式，代谢组，控糖，芦荟多糖，大脑菌群，生信
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04月07日

陈家亮、黄秀娟等：粪菌移植+生活方式干预，对肥胖+糖尿病患者效果如何？

Gut [IF:19.819]
① 61名2型糖尿病+肥胖患者随机分为3组：粪菌移植（FMT）+生活方式干预（LSI）、FMT、LSI，每4周干预一次至第12周，FMT溶液来自6名健康瘦供体；② FMT+LSI组、FMT组及LSI组患者达到主要终点（在第24周获得≥20%的瘦供体相关菌群）的比例分别为100%、88.2%和22%；③ 重复FMT显著增加了瘦供体相关菌群的定殖，FMT或FMT+LSI显著增加了丁酸盐产生菌；④ 与基线相比，FMT+LSI组在第24周时，总胆固醇、LDL胆固醇及肝脏硬度显著降低。
【主编推荐语】香港中文大学团队近期在Gut上发表一项随机双盲对照试验研究，肥胖+2型糖尿病患者进行为期粪菌移植和生活方式的单独干预或联合干预，发现重复粪菌移植可显著促进供体菌群的定殖，而粪菌移植+生活方式干预可减少总胆固醇及LDL胆固醇，并降低肝脏硬度。（@szx）
Microbiota engraftment after faecal microbiota transplantation in obese subjects with type 2 diabetes: a 24-week, double-blind, randomised controlled trial
2021-03-30, doi:10.1136/gutjnl-2020-323617
延伸阅读： 【梅斯医学】
粪菌移植 肥胖 2型糖尿病 研究论文 医学研究 随机双盲对照试验 菌群定殖 Francis K L Chan Siew C Ng Zhilu Xu
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Nature子刊： 用微生物组科学造福大众健康（观点）

Nature Medicine [IF:36.13]
① 把微生物组科学整合到公共卫生研究和实践中，将助力发现新的生物标记物、疗法和分子机制；② 需完善微生物组流行病学研究设计、相关资源平台和分析方法；③ 微生物组在保健、发育和衰老、营养、慢性病、传染病和环境卫生等公共卫生领域有转化应用前景；④ 大量基于微生物组的标记物和治疗产品正处于早期研发阶段，微生物组在制药和临床试验中也将发挥更大作用；⑤ 微生物组学需纳入教育课程，公共卫生从业人员也应学习，政策法规也需跟上。
【主编推荐语】微生物组与人类健康息息相关。如何将迅猛发展的微生物组科学整合到公共卫生领域中？Nature Medicine本周发表的观点文章，从科学研究、产业转化、教育和政策制定等方面，围绕该问题展开详细探讨，对相关领域的未来发展具有指导意义，值得专业人士仔细阅读。（@mildbreeze）
A framework for microbiome science in public health
2021-04-05, doi:10.1038/s41591-021-01258-0
微生物组 流行病学 公共卫生 Curtis Huttenhower Jeremy E Wilkinson Eric A Franzosa Wendy S Garrett
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Cell子刊：0-5岁的肠道菌群发育轨迹

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 对471名瑞典儿童从出生、4个月、12个月、3岁、5岁进行肠道菌群分析，并与成年瑞典人的肠道菌群进行对比；② 儿童肠道菌群的成熟具有相似的轨迹，但是速度不同，其中甲烷诺杆菌和克里斯滕森菌科定植较晚，5年后未达到成年水平，且这些晚期定植菌与儿童和成人的α多样性增加相关；③ 不同的微生物在发育中的肠道菌群中遵循离散的轨迹；④ 剖腹产影响肠道菌群，但这种影响在3-5岁消失；⑤ 5岁儿童的肠道菌群尚未达到成人的复杂程度。
【主编推荐语】肠道是一个复杂的生态系统，出生时就建立了肠道菌群。然而，不同细菌进入肠道微生物群的顺序仍然相对未知。Cell Host and Microbe近期发表的文章，对471名儿童的肠道菌群发育进行纵向研究，发现5岁儿童已经获得高群落丰富度的微生物，但肠道菌群仍然在发育中，未达到成人的复杂程度。肠道菌群发育具有个体动态性，可能表明肠道菌群在生命早期发育中具有不同时间的敏感点。（@爱的抉择）
Developmental trajectory of the healthy human gut microbiota during the first 5 years of life
2021-03-31, doi:10.1016/j.chom.2021.02.021
延伸阅读： 【Medical Xpress】 【人体微生物组与健康】 【转化医学网】
儿童肠道菌群发育 剖腹产 肠道菌群定植 Josefine Roswall Lisa M Olsson Fredrik Bäckhed
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分娩方式对新生儿会产生哪些影响？这些影响能持续多久？

ISME Journal [IF:9.18]
① 剖腹产（CSD）组婴儿两歧双歧杆菌、粪便拟杆菌、活泼瘤胃球菌丰度降低，顺产（VD）组婴儿柔嫩梭菌、短双歧杆菌等增多；② 出生1年后，CSD组婴儿的促炎免疫反应升高；③ VD组婴儿1岁时碳青霉烯和吩嗪的合成显著增加，VD和CSD组均存在细菌耐药(AMR)基因，CSD组婴儿出生后第5天，抗利胆醇、截短侧耳素和二氨基嘧啶的基因丰度开始增加；④ 包括噬菌体和质粒在内的可移动遗传元件，能编码AMR基因，如糖肽、二氨基嘧啶和多药耐药相关基因。
【主编推荐语】剖腹产(CSD)破坏了母亲对新生儿的特定微生物菌株的传递以及相关的免疫系统启动。ISME Journal近期发表的文章，研究了婴儿微生物组成及其对宿主生理的影响是否在1岁时仍然存在差异。研究纳入9对顺产母婴对和11对剖腹产母婴对，采集出生后5天、1个月、6个月和1年后粪便样品，进行宏基因组分析。结果表明，出生方式对新生儿的影响能持续到出生后一年，比如CSD出生婴儿表现出的延迟免疫刺激可能影响自身的免疫耐受性等。未来需进一步对儿童进行长期跟踪随访，以了解出生方式对儿童健康的影响。（@nana）
Persistence of birth mode-dependent effects on gut microbiome composition, immune system stimulation and antimicrobial resistance during the first year of life
2021-03-26, doi:10.1038/s43705-021-00003-5
婴儿菌群 分娩方式 免疫反应 细菌耐药基因 Susheel Bhanu Busi Laura de Nies Paul Wilmes
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Nature子刊：构建慢性疾病共患病的危险因素-代谢物-疾病关联对应图

Nature Medicine [IF:36.13]
① 基于1.1万余人数据，使用基线非靶向血浆代谢组学分析超过1000种代谢物，描述其与27种非传染性疾病（NCD）或跨病种的相关途径；② 鉴定出至少2个NCD之间共有的420种代谢物，占所有640种代谢物-疾病显著关联的65.5％；③ 整合50多种临床危险因素和特征的基线数据，确定这些代谢物提示的可干预的共通途径；④ 肝肾功能、脂质和葡萄糖代谢、低度炎症、肠道菌群多样性以及与健康相关的特定行为是常见NCD多发病的前兆，或可利用它们作早期预防。
【主编推荐语】同时患有多种慢性疾病的共患病是一个日益严重的全球健康问题，研究其决定因素是非常急迫的需求。Nature Medicine近期发表的文章，通过对1.1万的使用电子健康记录的住院和癌症人群进行非靶向血浆代谢组学分析，系统性地建立了全面的危险因素-代谢物-疾病关联之间对应关系，并发现肝肾功能、脂质和葡萄糖代谢、低度炎症、肠道菌群多样性以及与健康相关的特定行为是常见慢性疾病多发病的前兆，具有用作早期预防的潜力。同时研究结果整合到一个开放访问的web服务器(https://omicscience.org/apps/mwascience/)，可用于进一步的研究和荟萃分析。（@爱的抉择）
Plasma metabolites to profile pathways in noncommunicable disease multimorbidity
2021-03-11, doi:10.1038/s41591-021-01266-0
非传染性疾病共患病 血浆代谢物 人群队列 Claudia Langenberg Maik Pietzner
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上海交大：帮助控糖的新型口服纳米复合物

Science Advances [IF:13.116]
① 开发一种能吸收糖类的含硼酸聚合物纳米复合物（Nano-Poly-BA），可防止糖类在肠道内吸收，且具不溶性和无毒性；② 在野生型、1型和2型糖尿病小鼠模型中，口服Nano-Poly-BA能显著降低碳水化合物（葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、糊精）和高碳水化合物食物（可乐、蓝莓酱、粥）的餐后血糖；③ 在果糖诱导的非酒精性脂肪肝小鼠种，Nano-Poly-BA能减少果糖吸收和肝脏脂肪生成；④ 口服Nano-Poly-BA或可帮助前驱糖尿病、糖尿病、超重患者及健康人群控糖。
【主编推荐语】吃过多的碳水化合物，可能引发多种代谢疾病，比如糖尿病、脂肪肝和肥胖等。上海交通大学张诗宜团队近期在Science Advances发表重要研究，首次报道了一种可口服的纳米复合物，能够吸收所有类型的糖类，从而帮助减少糖类在肠内的吸收、控制餐后血糖，或能用于管理与膳食碳水化合物相关的代谢疾病。（@mildbreeze）
Orally administered saccharide-sequestering nanocomplex to manage carbohydrate metabolism disorders
2021-03-31, doi:10.1126/sciadv.abf7311
延伸阅读： 【iNature】
纳米医学 膳食碳水化合物 代谢疾病 糖 纳米复合材料 Shiyi Zhang Xin Zhao
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国内团队：芦荟多糖的益生效果

Carbohydrate Polymers [IF:7.182]
① 采用超声波提取法提取芦荟多糖（APs），其分子量为78.8±2.3kDa，单糖组成为甘露糖：葡萄糖：半乳糖：鼠李糖（82.2：7.2：4.6：2.2）；② 是以β-(1→4)-甘露聚糖为主链且支链上连有乙酰基的乙酰甘露聚糖；③ 正常小鼠灌胃APs3周后，可显著增加粪便短链脂肪酸含量及拟杆菌和Parabacteria（主要降解菌）菌属丰度，降低厚壁菌门和梭菌门丰度；④ 通过上调果糖-二磷酸醛缩酶等17种酶基因表达，促进果糖和甘露糖代谢；⑤ APs或具有肠道益生元功能。
【主编推荐语】大量研究证实芦荟多糖（AP）有益健康，然而AP对肠道菌群及短链脂肪酸的影响仍不清楚，国内江南大学钱和团队在Carbohydrate Polymers上发表的一项研究，对AP进行超声提取并对其结构组成进行了分析，同时发现AP能促进小鼠肠道中产丁酸的“益生”菌种的丰度，增强果糖和甘露糖的代谢，推断AP可能对肠道菌群起到有益作用。（@Vera）
Extraction, characterization of aloe polysaccharides and the in-depth analysis of its prebiotic effects on mice gut microbiota
2021-03-02, doi:10.1016/j.carbpol.2021.117874
Yuliang Cheng He Qian Chang Liu
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脱靶扩增或可导致帕金森患者脑部细菌检测假阳性

Microbiome [IF:11.607]
① 16S rRNA基因扩增子测序在人类和小鼠大脑样本中能检测到细菌信号，但样本中的细菌生物量极低；② 严格分析表明这些细菌信号是由外源DNA污染(54.8%)和宿主DNA假阳性扩增(34.2%，脱靶扩增子)引起的；③ 脱靶扩增是低细菌/高宿主DNA情况下的主要混杂因素，脱靶扩增的人类或小鼠DNA序列在多数测序管道中聚集并被错误地匹配为细菌；④ 在独立评估样本中大脑16S rRNA基因序列中也会出现脱靶扩增；⑤ 脱靶扩增似乎与组织的无菌特性有关。
【主编推荐语】最近的研究表明，人类大脑存在微生物。这些微生物或与帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)中所见的神经炎症变化有关，或作为健康患者大脑样本中的大脑微生物组而存在。Microbiome最近发表的研究，通过检测健康和帕金森患者个体大脑不同区域微生物组成，及作为种间对照的小鼠大脑微生物组成，结果发现，没有证据支持帕金森病患者大脑中存在微生物组或细菌感染，检测到的细菌信号是由外源DNA污染和宿主DNA假阳性扩增引起的。（@nana）
Much ado about nothing? Off-target amplification can lead to false-positive bacterial brain microbiome detection in healthy and Parkinson’s disease individuals
2021-03-26, doi:10.1186/s40168-021-01012-1
大脑微生物组 脱靶扩增 DNA污染 二代测序 16S rRNA 基因 细菌感染 qPCR Ullrich Wüllner Falk Hildebrand Janis R Bedarf
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用于交互式菌群分析和可视化的R包：animalcules

Microbiome [IF:11.607]
① animalcules是一款易于使用的交互式菌群分析R包，可用于16S rRNA测序数据，鸟枪DNA宏基因组学数据和基于RNA的宏转录组学数据分析；② 该工具包结合了新颖和现有的分析，可视化方法以及机器学习模型。例如，该工具包具有传统的菌群分析（alpha/beta多样性和差异丰度分析），同时引入了诸如生物标记识别的新方法；③ animalcules具有强大的互动和动态图形，可通过R Shiny交互式界面或各种命令行进行菌群分析。
【主编推荐语】本文介绍了animalcules，这是一个R包，用于通过R Shiny提供的交互式界面或各种命令行函数进行交互式菌群分析。它是第一个支持所有16S rRNA、基于DNA的鸟枪宏基因组学和基于RNA测序的宏转录组学数据集分析的菌群分析工具包。 animalcules可以从GitHub网站https://github.com/compbiomed/animalcules上免费下载，也可以通过Bioconductor网站https://www.bioconductor.org/packages/release/bioc/html/animalcules.html进行安装。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
animalcules: interactive microbiome analytics and visualization in R
2021-03-28, doi:10.1186/s40168-021-01013-0
菌群分析 可视化 交互式工具包 生物标志物鉴定 Yue Zhao Anthony Federico W Evan Johnson
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