克制耐药菌，菌群有武器 | 热心肠日报

今天是第977期日报。

菌群产生的短链脂肪酸有望用于清除耐药性致病菌

Journal of Experimental Medicine[IF:10.79]

① 未曾暴露于抗生素的菌群，对耐药性大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和奇异变形杆菌等肠杆菌科临床菌株有抑制作用；② 该抑制作用涉及结肠近端的酸化，以及短链脂肪酸（SCFA）介导的细胞内酸化过程的激活；③ 高浓度的SCFA以及酸性环境，可抵消O2 和NO3呼吸作用为肠杆菌科增殖提供的适宜环境；④ 重建产SCFA的菌群有助于清除肠腔内的大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和奇异变形杆菌，有望成为清除抗生素耐药性致病菌的潜在治疗手段。

Inhibiting antibiotic-resistant Enterobacteriaceae by microbiota-mediated intracellular acidification
2018-12-18, doi: 10.1084/jem.20181639

【主编评语】肠杆菌科致病菌的抗生素耐药性威胁感染治疗有效性的。本研究发现，正常肠道菌群对肠杆菌科致病菌的定殖抗性，部分来源于短链脂肪酸介导的细胞酸化作用，而重建产短链脂肪酸的菌群有助于清除肠道内的耐药肠杆菌。本文结果对研究定殖抗性的作用机制、研发抗感染疗法、控制抗生素耐药性都有借鉴价值。（@小肠君）

何处寻觅新型抗生素？（综述）

Biotechnology Advances[IF:11.452]

① 通过基因组挖掘和功能筛选，在2014-17年间发现了131种抗细菌分子，分别来动植物、昆虫免疫系统以及土壤/根系、海洋、极地、瘤胃和肠道微生物；② 针对革兰氏阴性细菌的抗菌药物研发迫在眉睫；③ 在寻找潜在抗菌物质的同时，采取立法、行政措施保护国家遗传资源，确保利益共享；④ 合成生物学技术手段在药物生产、致病菌快速检测领域可发挥作用；⑤ 进一步管控抗生素耐药性，有赖于研发窄谱抗菌药物、噬菌体疗法、药物轮替以及加强耐药性监测。

Hidden antibiotics: Where to uncover?
2018-10-17, doi: 10.1016/j.biotechadv.2018.10.008

【主编评语】新抗菌物质和抗感疗法的研发迫在眉睫。通过回顾2014-2017年间发现的131种新抗菌分子，本综述总结了寻找抗菌物质的方法，强调了宏基因组数据分析在定位潜在抗菌分子中的重要贡献。同时归纳了合成生物学、噬菌体疗法、窄谱抗菌药物研发等技术在治疗感染、防控抗生素耐药性过程中的潜在价值。本文对开发新型抗菌药物、管控抗生素耐药性具有参考价值。（@小肠君）

Cell：肠-脑轴如何连接食物与行为

Cell[IF:31.398]

① 动物通过适应性行为响应食物摄取，肠-脑轴可能在相关的行为调节中起作用；② 鉴定出秀丽隐杆线虫的肠道5-羟色胺能神经元NSM可被食物摄取激活；③ 发现2种新型且保守的酸感知离子通道（ASIC）——DEL-7及DEL-3，介导了食物摄取引起的NSM神经元活化；④ 当线虫进食时，激活NSM神经元可减缓其运动速度；⑤ DEL-7上的特定点突变可改变NSM神经元的动态及相关的线虫行为动态。

ASICs Mediate Food Responses in an Enteric Serotonergic Neuron that Controls Foraging Behaviors
2018-12-14, doi: 10.1016/j.cell.2018.11.023

【主编评语】Cell上发表的一项最新研究，在线虫中鉴定出了一种肠道5-羟色胺能神经元NSM，可被食物摄取激活，从而调节线虫的行为，而食物摄取对神经元的激活是由两种酸感知离子通道（ASIC）所介导的。（@沈志勋）

菌群-肠-脑轴的机制及临床意义（综述）

Clinical Gastroenterology and Hepatology[IF:7.683]

① 肠道和脑之间通过涉及神经、内分泌和炎症机制的通路进行双向沟通，肠道屏障和血脑屏障通透性的变化影响肠-脑轴；② 脑与肠道菌群的互作在生命前3年（包括产前）开始发育并持续到成年阶段，且受到出生方式、营养、抗生素和生活压力的影响；③ 肠-脑轴的破坏可促进神经发育障碍相关疾病的发病，包括IBS、自闭症、焦虑、多动症、肥胖等；④ 肠-脑轴或可成为相关疾病新药开发的靶点，“精神益生菌”（psychobiotics）或可用于调节脑功能及行为。

The Gut-Brain Axis and the Microbiome: Mechanisms and Clinical Implications
2018-10-04, doi: 10.1016/j.cgh.2018.10.002

【主编评语】来自Clinical Gastroenterology and Hepatology发表的一篇综述文章，详细介绍了菌群-肠-脑轴的互作机制，并讨论了肠道菌群与脑的互作在相关疾病的发病及治疗中的作用。（@沈志勋）

Lancet：一种或可改善非酒精性脂肪性肝炎的新药

Lancet[IF:53.254]

① Pegbelfermin是一种聚乙二醇化的成纤维细胞生长因子21（FGF21）类似物；② 75名超重/肥胖非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者随机分为3组，分别接受高、低剂量的Pegbelfermin治疗或安慰剂治疗；③ 相比于接受安慰剂治疗的NASH患者，接受Pegbelfermin治疗的患者的酒精肝分数显著降低；④ 大多数不良事件较轻，最常见的不良事件为腹泻及恶心，无死亡、因不良事件中断治疗或治疗相关的严重不良事件。

Pegbelfermin (BMS-986036), a PEGylated fibroblast growth factor 21 analogue, in patients with non-alcoholic steatohepatitis: a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 2a trial
2018-12-22, doi: 10.1016/S0140-6736(18)31785-9

【主编评语】先前研究表明，Pegbelfermin（一种聚乙二醇化的FGF21类似物）可改善2型糖尿病肥胖患者的代谢及肝纤维化标志物。Lancet上发表的一项最新2a期临床试验结果，发现该药物可显著改善超重/肥胖非酒精性脂肪性肝炎患者的脂肪肝分数。（@沈志勋）

有氧运动+饮食干预，改善认知障碍老人的执行能力

Neurology[IF:7.609]

① 160名非痴呆型认知障碍（CIND） 和心血管疾病（CVD）的老年人，被随机分为有氧运动（AE）组、预防高血压的饮食方式（DASH）组、AE+DASH结合干预组和卫生教育（HE）组，实施为期6个月的随机临床试验；② AE组的执行能力比DASH组有显著改善；③ 相较于HE组，执行能力相关改善最显著的是AE+DASH结合组；④ 执行能力的改善与增加有氧运动、降低钠摄入以及CVD风险降低相关；⑤ 所有干预措施均无法显著改善记忆和语言流利程度。

Lifestyle and neurocognition in older adults with cognitive impairments: A randomized trial
2018-12-19, doi: 10.1212/WNL.0000000000006784

【主编评语】认知障碍严重影响老年人生活质量。本文通过一项涉及160名55岁以上认知障碍患者的研究，发现相较与特定的饮食干预，有氧运动对改善认知障碍人群的执行力效果更显著，而锻炼与饮食相结合的方式对改善执行力最为有效。（@小肠君）

噬菌体新成员——分离自海洋的远洋杆菌vSAG 37-F6噬菌体

ISME Journal[IF:9.52]

① 难培养病毒vSAG 37-F6分离自地中海，是在海面分布得最为广泛的双链DNA病毒之一；② 在地中海分离的远洋杆菌基因组中，发现vSAG 37-F6病毒类群的成员；③ 来自南太平洋和大西洋的其他3株远洋杆菌中，也发现了同一类群的其他病毒；④ 这些新发现的难培养远洋杆菌噬菌体，在基因组成上有别于之前报道的病毒株；⑤ 这些难培养的vSAG 37-F6噬菌体，在光照海面环境中分布地更为广泛，其基因组的多样性非常客观。

Single-cell genomics uncover Pelagibacter as the putative host of the extremely abundant uncultured 37-F6 viral population in the ocean
2018-09-18, doi: 10.1038/s41396-018-0278-7

【主编评语】明确病毒-宿主关系对建立精确的环境模型非常重要。本研究从远洋杆菌基因组中发现了噬菌体vSAG 37-F6家族成员，验证了其分布的广泛性和基因的多样性，对研究海洋菌群和病毒组具有参考价值。（@小肠君）

利用宏基因组数据重建微生物泛基因组

Bioinformatics[IF:5.481]

① MSPminer 横向比较不同样品宏基因组组成和丰度差异，通过聚类的方法确定核心基因和可变基因，前者适用于物种水平的分类学分析，后者则可用于比较不同样本间的菌株差异；② 该工具在 C++ 中实现，具有优异的运行速度，可在几小时内描绘出多达1661 个物种的基因库；③ 与 Canopy 聚类算法相比，二者具有相当的精度，但是 MSPminer 的灵敏度显著提高，且避免了过度分组的情况，有利于下游分析；④ 可广泛用于肠道菌群和环境样品宏基因组分析。

MSPminer: abundance-based reconstitution of microbial pan-genomes from shotgun metagenomic data
2018-09-25, doi: 10.1093/bioinformatics/bty830

【主编评语】宏基因组数据分析通常会受到参考基因组有限的阻碍(使用分箱、培养组学等方法可以解决一部分)。MSPminer 采用了一种新的思路，不再执着于构建某一物种的基因组，转而通过对丰度相同的基因聚类构建泛基因组(Pan-genome)，并区分核心基因组和可变基因组基因。所得结果可用于下游的定性和定量分析。（@gaoch）

感谢本期日报的创作者：小肠君，恒，沈志勋，吴芹，奇奇，gaoch

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