Nature证实人类胎盘没有微生物 ；这5种运动不能改善遗传性肥胖；日本批准首个人兽杂交实验| 知几文献速递Vol.23

知几文献速递是一个周更栏目

分享一周人体微生态及公共卫生相关前沿新闻

01

Nature：人类胎盘里没有微生物组

研究名称：Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens

期刊：nature

发表时间：2019年7月31日

IF：43.07

DOI: 10.1038/s41586-019-1451-5

几十年来，科学家们一直认为胎儿是在出生时第一次接触微生物的。但2014年，贝勒医学院的研究团队在320名妇女的胎盘组织样本中检测到了多种细菌的DNA，这些细菌构成了“独特的胎盘微生物群”。

“无菌”的教条被推翻，微生物组领域出现了更多关于胎盘研究的报道。但这之中不乏怀疑的声音，比如：

• 研究中报告的部分胎盘微生物很容易在实验条件下生长，为何几十年来，科学界没能从胎盘中培养微生物？

• 当胎儿的免疫系统不发达时，他们如何与这些微生物相处？

本周的《nature》刊登了一则来自剑桥大学团队涉及500多名未产妇的研究，迄今为止针对胎盘微生物组最全面的研究之一。

该研究认为，胎盘通常是无菌。胎盘细菌感染不是导致不良妊娠结局的常见原因——婴儿在出生时从母体获得微生物，而并非胎盘。

只有一种例外情况：无乳酸链球菌Streptococcus agalactiae（B群链球菌）。它是新生儿败血症的主要原因，可从母亲传染至婴儿，而胎盘确实是胎儿在围产期获得此菌的一个潜在场所。

他们采用多种DNA提取和检测方法对537名妇女进行了胎盘活检，其中318例不良妊娠结局、219例对照组，一些重要结论如下：

• 从人胎盘中提取的DNA中细菌序列的生物量非常小；

• 研究样本中细菌DNA的主要来源是实验室试剂和设备污染；

• 宏基因组学和16S扩增子测序都能检测到非常少量的加标信号；

• 胎盘组织的样本在分娩和分娩过程中会受到污染，即使是从胎盘内部解剖出来的；

• 微生物的存在与子痫前期、分娩小于胎龄（SGA）婴儿或自发性早产（PTB）之间没有显著的相关性；

• 唯一有确凿证据表明在分娩前胎盘中存在的有机体是无乳链球菌。这个结论可以排除批次效应，因为我们试了三种检测方法：16S扩增子测序、两种宏基因组和靶向PCR-qpcr分析，都具有统计学上的显著一致性，且分娩方式无关。

该研究小组得出结论：细菌性胎盘感染不是导致人类妊娠胎盘相关并发症的主要原因，并且，人类胎盘没有常驻微生物群。

业内人士评论，这项研究提醒我们，DNA数据“很容易被误解”，我们在其他有关微生物组的研究中，也很可能低估了污染的问题。我们在实验室中的微生物“提取工具”上，也几乎总是含有微生物DNA的痕迹——这可能导致很多虚假的发现。

华盛顿大学的Indira Mysorekar认为，这项研究也引发了更多关于胎盘微生物组的疑问，比如：

• 如果胎儿在微生物真空中发育9个月，为什么在出生时突然暴露于数以百万计的细菌中，胎儿不会进入免疫休克状态呢？

• 为什么胎儿的免疫细胞，通常只在接触细菌分子时才被激活？

• 有一些（产前的）接触，如果不是通过胎盘，那么“在哪里以及如何发生”？

16S rRNA扩增子测序法检测阴道细菌的输送方式

在人胎盘样本中检测到的细菌信号源。细菌有时会出现在子宫内，如S. agalactiae

02

1.8万中国人样本：定期慢跑最能改善遗传性肥胖

研究名称：Performing different kinds of physical exercise differentially attenuates the genetic effects on obesity measures: Evidence from 18,424 Taiwan Biobank participants

期刊：PLoS Genetics

发表时间：2019年8月1日

IF：5.224

DOI: 10.1371/journal.pgen.1008277

8月1日，台湾国立大学的一支研究团队在《PLOS Genetics》上发文称，对于那些有肥胖遗传基因的人，通过运动减肥也是有希望成功的——尤其是定期慢跑。

研究纳入台湾生物银行18424名30-70岁、没有血缘关系的汉族成年人，共进行了550次测试，调查了5项与肥胖相关的指标，包括体重指数（BMI）、体脂百分比、腰围、髋围和腰臀比。

结果发现，通过进行多种类型的运动，可以在不同程度上降低肥胖的遗传效应。规律的体育锻炼，对那些更易肥胖的受试者更有影响。

在18种志愿者自我报告的定期运动中，定期慢跑是控制肥胖的最佳运动方式。此外，登山、散步、动力行走、国际标准舞蹈和长时间的瑜伽练习，也会降低易患肥胖者的BMI。

令人惊讶的是，自行车、伸展运动、游泳、气功和舞蹈革命（Dance Dance Revolution）并没有抵消肥胖的遗传基因效应。

不同类型的体育锻炼不同程度地减弱了肥胖的遗传效应

03

Nature：日本批准首个人兽杂交实验，用于人体器官移植

研究名称：Japan approves first human-animal embryo experiments

期刊：nature

发表时间：2019年7月26日

IF：43.07

DOI: 10.1038/d41586-019-02275-3

日本学者计划将人类细胞植入小鼠胚胎

Hiromitsu Nakauchi是第一位获得政府支持制造含有人类细胞的动物胚胎，并将其移植到替代动物身上的科学家。

今年3月，日本已解除禁令，允许创造人兽胚胎并移植给代孕动物直至成熟。这个项目预计在下个月得到政府的最终批准。

他领导一支东京大学和加利福尼亚斯坦福大学的研究团队，他们的目标是：生产出具有人类细胞器官的动物，最终用于人体器官移植。

他们的计划是，创造一个缺少产生某种器官（如胰腺）所需基因的动物胚胎，然后将人类诱导的多能干细胞（iPS）注入动物胚胎。

关于大众所担心的人类细胞可能偏离目标器官的问题，Nakauchi称在实验设计中已经考虑。他说：“我们正试图进行靶向器官生成，所以这些细胞只能进入胰腺。”

Hiromitsu Nakauchi

04

英国巴斯大学：吸烟可增加细菌的抗生素耐药性

研究名称：Cigarette smoke exposure redirects Staphylococcus aureus to a virulence profile associated with persistent infection

期刊：Scientific Reports

发表时间：2019年7月25日

IF：4.011

DOI: 10.1038/s41598-019-47258-6

一项来自英国巴斯大学等机构的最新研究表明，吸烟可以使金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）对抗生素产生更强耐药性。

金黄色葡萄球菌是一种机会致病菌，存在于全球30-60%人口中。它通常寄居在人类鼻咽部，可导致皮肤感染、肺炎、心内膜炎等各种疾病。

S.aureus是一种克隆性病原体，大量流行病学研究表明，S.aureus的克隆导致了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA，超级耐药菌）的全球性流行。

研究人员收集了S.aureus的6种菌株，发现当S.aureus暴露于香烟烟雾中时，会让部分菌株更具侵袭性和持久性。

研究人员认为，香烟烟雾对S.aureus造成的压力会引发一种紧急的“SOS”反应，这会增加微生物DNA的突变率，从而导致耐寒和持久的变种能够更好地抵抗抗生素。

吸烟导致感染易感性增加的机制尚不完全清楚，但过去的研究主要将其归因于宿主免疫失调。但这项研究表明，吸烟也可能改变病原微生物的DNA和特征。

作为全球死因中最可被预防的一种风险因素，吸烟已在2016年导致了约600万人死亡。现在我们又多了一个戒烟和阻止他人在公共场所吸烟的理由。

吸烟加速了S.aureus中抗生素耐药的小菌落变异（SCV）的出现

05

JAMA子刊：15万妇女提示腰粗的危险

研究名称：Association of Normal-Weight Central Obesity With All-Cause and Cause-Specific Mortality Among Postmenopausal Women

期刊：JAMA Network Open

发表时间：2019年7月24日

DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2019.7337

如果你只警惕超重而不关心腹部脂肪囤积，那就要小心了——爱荷华州大学团队发现，腹部肥胖但体重正常的死亡风险，几乎与超重且腹部肥胖是一样的。

腹部肥胖也被称作“中心型肥胖”（腰臀比≥0.85），它是一种未被充分认识的高风险死亡率表型。

该项针对156624名美国绝经后妇女的大型前瞻性队列研究表明：与无中心型肥胖的体重正常者（BMI<25）相比，中心型肥胖且体重正常的受试者全因、心血管疾病和癌症死亡风险更高。

而且，体重正常的中心性肥胖妇女，其所有风险甚至比超重但无中心性肥胖的妇女高13%-44%。

数据分析表明，以下这些人更易出现中心型肥胖：

• 老年人和非白种人

• 教育程度、收入和社会经济地位较低者

• 当前未使用激素

• 当前吸烟，且具有较低的体力活动水平、较高的总能量摄入和较低的饮食质量的人

这是第一个报告体重正常但中心性肥胖与癌症死亡率之间关系的研究。

研究者认为，内脏脂肪的副作用（胰岛素抵抗、高胰岛素血症、血脂异常和炎症）及缺乏肌肉团保护，可能是导致中心性肥胖负面影响的主要原因。

“苹果型身材”的人尤其要注意：保持健康腰臀比

06

Science倡导研究者多用“有微生物”的野生小鼠

研究名称：Laboratory mice born to wild mice have natural microbiota and model human immune responses

期刊：Science

发表时间：2019年8月2日

IF：41.037

DOI: 10.1126/science.aaw4361

实验小鼠是生物医学研究的中流砥柱，免疫学领域的许多重要发现都基于此。

但是，许多小鼠研究结果，并未在临床研究对人类使用。

研究者认为，动物模型与人类实验结果之间存在差异的一个潜在解释可能涉及微生物群——一个细菌、真菌、原生动物和病毒的大生态系统，这些细菌、真菌、原生动物和病毒寄生在人体的粘膜表面，特别是胃肠道。

最近的研究表明，传统的实验室老鼠离自然环境条件太远，无法忠实地反应人类等自由生活的哺乳动物的生理学。哺乳动物及其免疫系统在微生物世界中生存、进化，并在消毒环境中表现出不同的行为。

例如，我们曾报道过一项有关肠道微生物引发帕金森病的研究：

用细菌（C. rodentium）引发肠道轻微感染，可导致小鼠出现类似帕金森症状——此前的研究因为使用无菌小鼠，而并未注意到微生物与免疫系统之间的关联。

考虑到微生物群对宿主生理学的广泛影响，基于野生自然微生物群的小鼠模型，在免疫学研究中表现出了较高的转化研究价值。

这可能有益于不同的研究领域（如代谢和神经退行性疾病），也可能适用于其他动物。

研究者认为，这些模型可以提高研究机构间生物医学研究的有效性和再现性，有助于发现常规实验室小鼠无法研究的疾病机制和治疗方法，并提高免疫研究结果对人类的可适用性。

利用自然微生物群和病原体，解决当前小鼠模型的缺陷

本周Headline回顾

07

精确编辑肠道菌群，可降低癌症发病率

研究名称：Editing of the gut microbiota reduces carcinogenesis in mouse models of colitis-associated colorectal cancer

期刊：The Journal of Experimental Medicine

发表时间：2019年7月29日

IF：10.892

DOI: 10.1084/jem.20181939

2019年7月末，得克萨斯大学团队刊发于《Journal of Experimental Medicine》上的一项研究证实，精确编辑肠道内的细菌群，可以降低小鼠炎症性结直肠癌的发病率。

结直肠癌被列为全球第三大常见癌症，与之相关的恶性肿瘤死亡居世界第二，而炎症性肠病会使结直肠癌的风险增加3-7倍。

“我们开发了一种简单的癌症预防方法，即将水溶性钨盐注入到易患炎症的小鼠体内。这可以改变潜在的有害大肠杆菌产生能量的方式、限制这些细菌的生长，从而减少了肠道的炎症，并最终在两种大肠杆菌相关结直肠癌模型中降低了肿瘤的发生率”，研究人员说。

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08

一文读懂Akk为什么被叫做“万能益生菌”

短短十几年，Akk菌因其在许多疾病中被发现的“益生”作用，在学术界迅速吸引了大量的关注和研究资源，被冠以“万能菌”、“明星菌”称呼。

研究者们看到了Akk菌作为下一代益生菌药物的潜力——它有望成为改善肥胖、糖尿病、肝脏疾病和心脏代谢紊乱等代谢疾病的潜在靶点。

自2004年来，关于Akk菌的研究在诸多领域中全面开花。

我们汇总了Akk菌研究中近30篇高引文献，尝试用1.5w字梳理这十多年来的“战争编年史”，探究Akk在癌症、糖尿病、肥胖、早衰症、渐冻症、IBD、高血压、孤独症等10多种疾病领域的研究进程，剖析Akk菌研究的利弊，并搜集提高Akk菌丰度的方法。

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09

肠道菌群和中枢神经系统的关系

说话晚、读书读不进、每天不开心不全是我们的错，还可能是肠道菌群有问题。肠道菌群不仅影响消化吸收，还影响神经系统。

近年来，科学家们研究发现，肠道细菌可能在神经发育，焦虑和抑郁症的诱发过程中，甚至很多中枢神经系统疾病中，都起着重要的作用。

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10

必看 | 7月微生物领域重磅研究

2019年7月的28篇精选研究，涉及：

帕金森病、儿童营养不良、脂肪代谢、炎症性肠病、孤独症、渐冻症、早衰症、多囊卵巢综合征、先兆子痫、癌症、流感等疾病。

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封面图源 nature

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