经典的微生物研究的套路就是研究不同的群体间有哪些微生物的差异，这些差异菌和哪些功能相关，不可否认，这的确是一套好的研究思路，但目前想要真正说明清楚微生物对宿主的影响，又能出点新意，是众多研究者头疼的问题。要想这些功能是否是通过什么物质对宿主产生了影响，很显然，代谢物的研究成为了后续研究的热点。
近期的证据表明肠道微生物群参与了包括胃切除术后在内的术后结果，胃切除术是一种治疗胃癌和病态肥胖的外科手术。胃切除术改变了生理特性，如氧供应、pH值、食物运输时间、肠道蠕动和激素状况。肥胖治疗的案例研究表明，手术后粪便微生物组和代谢组改变会持续一段时间；特别是，这些改变与病态肥胖患者的代谢改善相关。应用16S rRNA扩增子测序技术进行胃癌胃切除术的病例研究显示，胃大部切除术患者的肠道微生物组组成发生了改变。据报道，胃癌患者发生异年代性结直肠癌的风险增加。
因此有团队就针对胃切除术后胃癌患者的肠道菌群变化，同时采用宏基因与代谢组两组学，进行了相关研究并将结果报道在GUT上。他们发现，和正常人（n=56）的比较，发现胃切除术后患者粪便标本（n=50）中发现：
1. 胃切除组肠道菌群多样性和丰富度较高(p<0.05)，需氧菌、兼性厌氧菌和口腔菌群丰富度较高，推测这与胃癌患者消化道重建有关；
2. 胆汁酸如基因毒性脱氧胆酸和支链氨基酸丰富的两组之间有差异（LEfSe: p<0.05, q<0.1, LDA>2.0）,推测与胃切除后代谢改变有关；
3. 通过KEGG功能数据库分析，发现参与养分运输和有机化合物生物合成也有差异（LEfSe: p<0.05, q<0.1, LDA>2.0），推测由于菌群结构的改变，影响代谢物的改变；
4. 部分结直肠癌相关菌在胃切除术后患者中表现出相似模式：如具核梭杆菌在全胃切除术后患者中明显富集。
5. 研究结果揭示了胃切除术后肠道菌群的变化，提示其与术后并发症的关系。本研究为胃癌术后并发症的微生物组/代谢组学特征提供了新的见解;特别是，先前报道的胃切除术后发生的异时性结肠直肠癌可能与肠道微生物群的改变有关。
Tip：多发性结直肠癌分为异时性和同时性两种。异时性结直肠癌是指经外科手术达到一个“清洁”结直肠(无任何新生物)后的时候发生的原发性大肠癌。恶性肿瘤必须是新生物的且不是原发灶的复发或转移。异时性结直肠癌的诊断标准是:①除外术后复发癌;②2个癌的诊断间隔时间应>6个月。2个癌的诊断间隔在6个月以内则被视为“漏诊的同时性癌”。
为了检验临床参数(如BMI、血清葡萄糖、总胆固醇)、人口统计学数据(如年龄、性别)和病史(如药物、疾病)可能的混杂效应，我们进行了PERMANOVA和MaAsLin分析。PERMANOVA表明，参与者的分组比其他任何预测因子都能更好地解释物种组成和代谢物分布的差异。2.胃切除术后和对照组的粪便微生物组和代谢组的群落结构
采用Bray-Curtis距离主坐标分析(PCoA)对胃切除组(n=50)和对照组(n=56)mOTU 和MetaPhlAn2获得的物种相对丰度群落结构进行了评估。PCoA趋势通过组内显著降低微生物结构差异(Bray-Curtis)得到证实(p=5.53×10-7)。此外，还对胃切除组(n=44)和对照组(n=54)的粪便代谢物浓度进行了PCoA分析。图1 胃切除后和对照组的粪便微生物组和代谢组的群落结构物种丰富度由mOTU和MetaPhlAn2注释的物种计算得到Chao1指数，物种多样性由基于两种分析方法注释的Shannon-Wiener指数测量。利用mOTU和MetaPhlAn2注释对各主要门的物种多样性进行了分析比较。3.胃切除术后和对照组的粪便微生物组和代谢组的功能变化图4 胃切除组与对照组粪便菌群功能模块及代谢产物的变化趋势胃切除组(n=50)与对照组(n=56) 各属间(SparCC:- 0.2<ρ<0.2, p<0.05)正相关(红色)与负相关(绿色)关系。连线宽度对应SparCC相关系数。节点的大小是根据每组内参与者的属相对丰度平均值来确定的。每个方块中的相关系数表示正(红色)和负(蓝色)相关。胃切除术后肠道微生物组和代谢产物改变的原理图（假设）。该方案分为三个部分，分别表示生理变化(灰色)、研究结果(蓝色)和可能的结果(红色)。实线显示的链接已被以前的研究证实。虚线表示可以从我们的发现中推断出的可能的连接。与对照组相比，胃切除后患者体内的高水平或低水平显示出来。编者时间1.该分析用到的生信算法非常严谨，基本所有的分析都有两套来相互佐证，宏基因组物种注释使用的是mOTU以及MetaPhlAn2，差异算法使用Fisher精确检验、双尾Mann-Whitney U (MWU) 检验、LEfSe秩和检验，功能注释使用的in housepipeline以及HUMAnN2，两组学相关性分析使用SparCC、Speaman以及MIMOSA。其中用到的方法足显出该课题组深厚的生信功底；2. 该方案使用了两组学的关联分析，深入挖掘了单组学的数据，将两组学的信息关联起来，完善了该研究机制，为胃癌切除治疗提供了新的理论支持。
Erawijantari Pande Putu., Mizutani Sayaka., Shiroma Hirotsugu., Shiba Satoshi., Nakajima Takeshi., Sakamoto Taku., Saito Yutaka., Fukuda Shinji., Yachida Shinichi., Yamada Takuji. (2020). Influence of gastrectomy for gastric cancer treatment on faecal microbiome and metabolome profiles. Gut, doi:10.1136/gutjnl-2019-319188.