Microbiome

营养吸收 Microbiome Obesity randomized controlled trials 人体肠道菌群

通过对比不同生活方式下、不同地理区域中的相近物种，可分析宿主生活方式、地理因素及宿主物种对肠道菌群的影响。ISME Journal上发表的一项最新研究，通过对比生活在刚果的野生黑猩猩及大猩猩、生活在野生动物附近的刚果人、生活在美国的圈养黑猩猩及大猩猩的肠道菌群，发现相比于地理因素，菌群的组成、功能及耐药组受到生活方式的影响更大。同时，该研究鉴定出了一系列新的抗生素耐药基因。

菌群结构影响因素 metagenomics microbial ecology Microbiome 耐药组

抗生素耐药性

华南农大团队：环境变化影响肠道菌群和耐药基因组成

人体胃肠道是一个开放的生态系统，可直接或间接从外部环境中（例如食物、水、土壤和动物）中获取微生物。但是，环境与人类肠道菌群之间微生物交换的程度和持续时间仍未得到很好的理解。养殖环境因富含大量的微生物，成为菌群和耐药基因交换研究的热点地区。华南农业大学刘雅红团队与合作者近期在Nature Communications发表研究发现，猪场的职业暴露会影响人的肠道微生物组，从而导致潜在动物病原菌和抗生素耐药基因在肠道内的富集。比较学生与猪场工人及猪场环境的宏基因组样本，发现在学生、工人和环境间普遍存在菌株和耐药基因交换。该研究揭示了生活环境的短暂变化是如何以及在多大程度上塑造了人类肠道菌群及其耐药性。

抗生素耐药性 Antimicrobial resistance metagenomics microbial ecology Microbiome

呼吸道菌群

流感病毒感染期间患者上呼吸道的抗生素耐药性及宿主-菌群互作

呼吸道菌群 antibiotic resistance Upper respiratory tract infection Microbiome Influenza infection

葡萄糖稳态

粪便普雷沃氏菌或能调节葡萄糖稳态

研究以胃切除的非肥胖型糖尿病Goto-Kakizaki大鼠为研究对象，发现其肠道中粪便普雷沃氏菌（Prevotella copri）被显著富集。并且，经过抗生素干预、菌群移植等方法验证了P. copri富集后，小鼠的糖耐受提高。研究认为，P. copri可能是通过胆汁酸代谢和对FXR通路的干预，实现其对血糖的调控。

葡萄糖稳态 16S rDNA bile acids Goto–Kakizaki rat Microbiome

抗肿瘤治疗

抑制肠道细菌的β-葡糖醛酸酶活性可提升伊立替康的疗效

伊立替康可用于多种实体瘤的治疗，但肠道细菌的β-葡糖醛酸酶对伊立替康的代谢可能造成炎症的胃肠道毒性。来自PNAS上发表的一项最新研究，发现相比于单独使用伊立替康，将β-葡糖醛酸酶与伊立替康联用，可在乳腺癌小鼠模型中显著延长生存期、缓解伊立替康造成的肠道损伤并显著降低肿瘤体积，且不会引发肠道菌群组成的变化。

抗肿瘤治疗 Microbiome Chemotherapy Cancer gastrointestinal toxicity

表观遗传学

Nature子刊：肠道菌群可影响RNA表观遗传修饰

肠道菌群调节宿主基因表达的机制尚未完全明确。mRNA的m6A修饰对于免疫细胞分化、神经发生、应激反应、生理节律等十分重要。Nature Communications上发表的一项最新研究，发现肠道菌群可调节盲肠及肝脏中的mRNA m6A修饰，以影响代谢及免疫相关通路。机制上，菌群的缺失可下调甲基转移酶Mettl16的表达，使编码S-腺苷甲硫氨酸合成酶——Mat2a的mRNA的甲基化水平降低，从而减少Mat2a的表达。

表观遗传学 bacteria Microbiome 菌群-宿主互作 m6A

癌症诊断

Nature：分析血液和组织的微生物组，或能诊断癌症

Rob Knight团队在Nature发表的一项最新研究，对癌症基因组图谱（TCGA）项目中的1.8万个样本测序数据进行大规模分析，鉴定出癌症相关的血液和组织微生物组特征。即使经过非常严格的去污染分析（去掉高达92.3%的测序数据），血液微生物DNA也展现出不俗的癌症诊断潜力，或能作为游离肿瘤DNA检测的补充手段，用于癌症的诊断和监测。

癌症诊断血液微生物组 Cancer Diagnostic markers machine learning

多发性硬化

Cell：补充菌群产物丙酸，可缓解多发性硬化

肠道菌群发酵膳食纤维产生的短链脂肪酸（SCFA）具有免疫调节功能。动物研究显示，丙酸等SCFA可增加肠道相关的调节性T细胞（Treg）、减少炎症，或能用于治疗自身免疫和炎症性疾病。Cell最新发表的一项研究，分析了约300名多发性硬化（MS，一种自身免疫性的神经退行性疾病）患者的SCFA含量和肠道菌群组成，并在一项干预研究中初步证实，口服补充丙酸可逆转MS患者的Treg与促炎的辅助性T细胞的失衡，从而改善病情。值得注意的是，对于健康人以及类风湿性关节炎患者，口服丙酸也可增加Treg数量，说明丙酸对人体的免疫调节作用具有普遍性。这些发现提示，丙酸或能作为免疫调节剂用于MS等自身免疫病的辅助治疗。

多发性硬化丙酸 autoimmune diseases multiple sclerosis Propionic acid

组织菌群

Nature子刊：肥胖和糖尿病患者独特的组织器官菌群特征

Nature Metabolism发表的一项最新研究，用16S rRNA基因测序结合多样化的阴性对照，分析了病态肥胖患者的5处肠外组织的微生物谱，包括血浆、肝脏和3处脂肪组织（大网膜、肠系膜和皮下），揭示出肥胖患者中存在组织器官特异性和糖尿病特异性的菌群组成特征，应该是源于肠屏障损伤引起的菌群（或菌群成分）移位。与糖尿病相关的“组织菌群”特征是否影响血糖调控，或许值得进一步研究。

组织菌群 Microbiome Obesity type 2 diabetes 肥胖

细菌感染

IIA型分泌磷脂酶A2在宿主防御细菌感染中的作用（综述）

IIA型分泌磷脂酶A2（sPLA2-IIA）对于哺乳动物针对致病细菌的先天性宿主防御十分关键。Trends in Immunology上发表的一篇综述文章，详细介绍了sPLA2-IIA在抗菌防御中的作用机制，以及细菌如何对抗sPLA2-IIA对其的杀伤作用，并讨论了sPLA2-IIA在治疗耐药细菌感染中的潜能。

细菌感染 bacteria infections phospholipase antimicrobial enzyme

菌毛

IV型菌毛介导的宿主-菌群互作（综述）

细菌可通过鞭毛及菌毛等结构与外界互作。Trends in Microbiology上发表的一篇综述文章，详细介绍了IV型菌毛（T4P）的类型、结构特征、在不同细菌中的分布情况以及在与外界环境互作中的作用机制，并讨论了在未来的研究中应关注的问题，包括T4P在共生菌与致病菌中的异同、有益菌中的T4P如何影响宿主生理功能等。

菌毛 type IV pili fimbriae Microbiome commensal

衰老

老年小鼠肠道中的大肠杆菌如何进化？

肠道微生物在衰老过程中起着重要作用。Current Biology最近的研究表明，大肠杆菌在老年小鼠和年轻小鼠中均发生进化。然而，在老年小鼠中，大肠杆菌新陈代谢的适应出现得更慢，并表现出明显的与压力相关的基因突变，即与毒性相关的基因iscR和lrhA。本研究结果提示，衰老或给哺乳动物肠道微生物进化施加了一个选择压力。

衰老肠道菌群大肠杆菌进化 Microbiome

菌群-免疫互作

菌群调控下的Th17细胞在炎症疾病及癌症中的作用（综述）

宿主菌群与癌症及炎症疾病的关联机制尚未完全清晰。Microbiology and Molecular Biology Reviews上发表的一篇综述文章，提出了一个假设：Th17细胞是菌群与癌症及炎症疾病之间的桥梁。该文章总结介绍了Th17细胞在菌群的调控下，在炎症疾病（类风湿关节炎、银屑病关节炎、多发性硬化）及癌症（乳腺癌、卵巢癌、多发性骨髓瘤）中可能发挥的各类作用机制，并认为，可能存在相似的调控机制，促进了肠道Th17细胞的扩增及其向炎症或肿瘤部位的迁移，并促进疾病的发生发展。

菌群-免疫互作 microbiota Th17 IL-17 IL-22

微生物组

微生物组的转化之路（观点）

目前微生物领域的研究报道很多，但多终于模糊的关联性结果分析，无法进行下一步的实验验证和临床转化研究。本文提出，我们在进行关联性分析的时候需明确结果，鼓励写明具体菌株、菌种和代谢途径，而非像α多样性或基于多种菌群类别的相关多样性，因为后者无法进行下一步的验证实验（随机对照实验）。本文值得每一位想推动微生物组疗法的相关人士阅读。

微生物组转化应用 Microbiome Reproducibility translational science

维生素B12

牛瘤胃菌群组成与维生素B12浓度相关

维生素B12在奶牛的瘤胃中由微生物合成，人类通过食用乳制品来获取维生素B12。然而，牛奶中维生素B12的浓度变化很大，研究者对其中的原因尚不清楚。mSystems最近的研究，检测了荷斯坦奶牛瘤胃、粪便和牛奶的微生物组成，并试图了解每个部位的微生物群落是如何影响维生素B12在奶牛体内的产生和运输的。结果表明，牛瘤胃微生物组的组成与维生素B12的浓度有很强的相关性，说明瘤胃微生物群可能是提高维生素B12产量的潜在调控靶点。

维生素B12 奶牛瘤胃微生物组微生物牛奶

昼夜节律

Cell子刊：生物钟与菌群-肠-脑轴的相互作用（观点）

爱尔兰科克大学John Cryan团队近期在Cell Metabolism发表长篇观点性综述，探讨了菌群-肠-脑轴与昼夜节律之间的双向互作，及其对宿主健康与疾病的潜在影响，并对未来的研究方向提出建议。

昼夜节律菌群-肠-脑轴 circadian rhythm Microbiota-gut-brain axis Microbiome

候鸟

中科院微生物所团队：候鸟肠道菌群中的耐药组

人及动物的肠道菌群可能作为抗生素耐药基因的“蓄水池”。来自中国科学院微生物研究所的高福团队及朱宝利团队在Microbiome上发表的一项最新研究，对多种不同的候鸟物种的肠道菌群宏基因组进行了分析，重点关注了其中的抗生素耐药基因的多样性与丰度，提示候鸟可能作为环境中抗生素耐药基因的传播者。

候鸟耐药组 Microbiome Resistome antibiotic resistance

代谢组学

Nature：全面分析菌群对宿主代谢组的影响，发现新型结合型胆汁酸

在宿主与微生物的共生系统中，菌群产生的大量生物活性分子，对宿主生理具有不可忽视的影响。Nature最新发表的一项研究，用质谱信息学和数据可视化方法，系统性分析了菌群对小鼠代谢组的影响，意外地发现了一类新型的氨基酸结合型胆汁酸，代表了菌群的第5种胆汁酸代谢机制。研究者通过使用Mass Spectrometry Search Tool分析了上千个公开的数据集，确认了这些胆汁酸也存在于人类中，并且在炎症性肠病和囊性纤维化患者中更常见。细胞和小鼠试验表明，这些胆汁酸可能通过作用于FXR通路影响宿主生理。该研究为用代谢组学方法研究菌群-宿主互作带来新启示。

代谢组学胆汁酸代谢 metabolomics Microbiome 微生物组

膳食纤维

膳食纤维缺失促进高血压的机制

膳食纤维 G-protein coupled receptors Microbiome postbiotics Prebiotics

药物代谢

细菌可将特定抗炎药转化为抗生素

Angewandte Chemie International Edition发表的一项研究发现，治疗自身免疫病的抗炎药Tapinarof，可被某些细菌通过特定的酶转化为二聚体，具有抗生素功效。相应的，这类转化后的分子丧失了Tapinarof对小鼠结肠炎的改善作用。值得注意的是，研究者在人体微生物组中也鉴定出类似的细菌酶，或许会影响Tapinarof的治疗效果。

药物代谢 antibiotics Photorhabdus Inflammation Microbiome

饮食干预

发育不良学龄儿童接受饮食干预后的代谢组及菌群变化

Clinical Nutrition上发表的一项RCT结果，100名发育不良学龄儿童摄入基于高质量豆类蛋白的微量营养素强化饮食，发现短期（1个月）的饮食干预并未显著促进收受试儿童的生长发育。同时，鉴定出了一些与生长发育相关的血清代谢产物变化及菌群变化，这些变化或可作为衡量饮食干预对儿童生长发育的影响的生物标志物。

饮食干预 stunting intervention Legume protein metabolome

产前胎儿菌群

Nature子刊：胎儿肠道中真有活菌定殖吗？

肠道菌群在免疫发育过程中有重要作用。在妊娠早期，胎儿的肠粘膜免疫就已经开始发育，然而目前尚不清楚子宫内是否存在活菌与胎儿的肠道免疫系统互作。Nature Medicine发表的一项最新研究，用扫描电子显微镜和16S rRNA测序表明，孕中期的人类胎儿肠道内存在很有限的细菌，并分离出其中的一种优势细菌（微球菌）。该菌表现出对子宫内胎儿肠道环境的适应性，并在体外呈现免疫调节活性，可能对胎儿肠道免疫发育有潜在调控作用。这些发现拓展了人们对生命早期肠道菌群定殖、菌群对免疫发育的影响的认知，值得进一步验证和研究。

产前胎儿菌群 bacteria Gastrointestinal system Microbiome Mucosal immunology

慢性脑炎

Cell子刊：细菌肽聚糖诱导慢性脑炎（综述）

肽聚糖（PGN）是革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的细胞壁成分，其信号片段通过常驻组织细胞和循环白细胞表达的模式识别受体（PPR）产生促炎作用。最新发表在Trends in Molecular Medicine的综述总结了PGN在脑炎中的决定性作用，尤其是在多发性硬化（MS）和其实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）模型中。作为肠-脑轴的中心元素，PGN可用于开发新型生物标志物用于疾病监测和治疗，以及开发涉及免疫疗法、饮食干预和生物制剂的新型干预手段。

慢性脑炎 Neurodegeneration infection Microbiome microglia

癌症

微生物引起癌症突变的多种方式（观点）

基因突变是癌症发生的重要原因，近年的菌群研究表明，微生物可通过多种方式来促进宿主细胞产生基因突变。Trends in Cancer发表的一篇观点性文章，对微生物诱导宿主突变的多种潜在途径进行了总结，并指出分析癌症基因组的突变特征，是解析微生物促癌机制的重要方法。

癌症 microbiota Microbiome DNA damage mutational mechanism

结直肠癌

粪便代谢组学特征或预示大肠癌早期事件

结直肠腺瘤是结直肠癌（CRC）的癌前病变，为观察CRC早期发展的关键事件提供了一些方法和思路。肠道微生物群在腺瘤和癌发生发展中的变化和作用也被广泛探讨，并强调了其对癌变的影响。然而，目前很少有研究关注调节宿主和肠道微生物之间相互作用的肠道代谢组。最新发表在mBio的研究纳入102位高危腺瘤患者、102位健康对照，以及36位CRC患者，收集其粪便，并检测粪便代谢组学特征和肠道菌群。该研究发现，与对照组相比，腺瘤患者粪便中多种类型的生物活性脂类，包括多不饱和脂肪酸、次级胆汁酸和鞘脂质升高，且多不饱和脂肪酸和鞘脂类在CRC患者中进一步升高。此外还发现在微生物组和代谢组数据之间有非常强的整体关联，并对细菌分类群以及包括腺瘤特征在内的代谢组学特征的稳健相关对进行了编目。该研究强调了肠代谢物及其与肠道微生物相互作用在CRC发病早期事件中的重要性。

结直肠癌 carcinogenesis colorectal adenoma colorectal cancer metabolomics

妇科肿瘤

人体微生物组与妇科肿瘤（综述）

本综述全面介绍了迄今为止有关人体菌群与妇科肿瘤的关联。尤其是阴道菌群，其具有妇科肿瘤预防、筛查、治疗以及提高生活质量的的作用。但其中仍有许多问题没有被阐明，需要进一步的研究支持。

妇科肿瘤微生物组 Cancer therapy Gynaecological cancer Microbiome

TMAO

菌群产物TMAO与炎症和心血管代谢风险相关

人群横断面研究。文章纳入1653名60-77岁的老年人，测定其血浆中TMAO相关浓度，探究其与炎症、心血管代谢生物标志物以及肠道菌群之间的关系。研究结果表明，1）血浆TMAO及其前体胰岛素、甘油三酯、胆固醇等心脏代谢标志物有关；2）TMAO与13中粪便菌群丰度显著相关，比如普雷沃氏菌（Prevotella）、光岗菌属（Mitsuokella）、梭杆菌属（Fusobacterium）、脱硫弧菌属（Desulfovibrio）、瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）、毛螺菌科。且其与古细菌史密斯甲烷杆菌（M. smithii）呈负相关。因此，文章认为TMAO及其前体，以及产TMAO菌，参与影响机体炎症和心血管代谢风险。

TMAO 心血管代谢 TMAO choline carnitine

饮食-菌群互作

膳食纤维，而非脂肪，调节肠道菌群

文章通过膳食切换的方法，研究了食物中可溶性膳食纤维和脂肪含量对小鼠菌群的影响。研究结果表明膳食纤维，而不是脂肪，是肠道菌群改变的主要推动力。并且，小鼠肠道菌群的具体改变与自身的年龄和性别相关。在小鼠肠道菌群研究的实验设计上，文章指出对照食物的选择非常重要，可能会影响相关结论的解读。

饮食-菌群互作 Microbiome Metabolism Diet aging

子宫内膜菌群

妊娠期子宫内膜菌群或有大作用

本研究报告了仅一例个体，前后两次子宫内膜菌群的采样和测序比较结果。两次的妊娠结局分别为自发流产和活产。而孕早期的宫内菌群也显示出巨大的差异。该研究亟需更大的样本量进行验证。或许子宫内膜菌群结构是不良妊娠结局的敏感预测指标。

子宫内膜菌群 16S rRNA endometrial microbiota Lactobacillus crispatus Lactobacillus iners