精准操控菌群大突破：刘洋彧等算出最小驱动物种 | 热心肠日报

今天是第1033期日报。

特别预告：我们对今天日报头条文章通讯作者——刘洋彧教授的书面采访（全文近万字，刘洋彧教授深度科普解读新研究）将于3月7日晚8点左右在“热心肠先生”公众号头条推送。

哈佛刘洋彧团队：找出最小驱动物种，撬动整个菌群

Nature Communications[IF:12.353]

① 通过把现代控制论里的可达性推广到结构可达性，可构建一个系统、有效的菌群控制理论，获得对复杂菌群的控制能力；② 在该理论指导下，通过分析菌群生态网络结构可找到最小驱动物种集合，进而通过调控驱动物种的丰度实现对整个菌群状态的精确控制；③ 这一理论框架的可行性，得到随机构造的复杂菌群数值验证的肯定；④ 在限菌小鼠肠道菌群、海绵核心共生菌群的生态网络进行的数值演示，进一步验证了该理论模型的应用价值。

A theoretical framework for controlling complex microbial communities
03-06, doi: 10.1038/s41467-019-08890-y

【主编评语】菌群中的微生物存在复杂的生态学联系，导致如何控制菌群是一门很“高深”的学问。而为了利用菌群造福人类，我们需要做到这一点。刘洋彧最新研究成果利用菌群生态网络计算最小驱动物种，理论上实现了对菌群状态的精确控制。对于这样一个理论研究，小编是一头雾水。敬请关注“热心肠先生”公众号独家专访中，刘老师本人的详细解读。（@高春辉）

自组装微生物群落的相互作用存在多样性饱和限制

ISME Journal[IF:9.52]

① 多样性影响细胞数目、蛋白质产量和呼吸速率等多个群落生产力指标；② 但该影响存在饱和阈值，例如当群落多样性超过26个分类群后，再增加多样性不会影响群落的功能；③ 多样性较低时，群落物种互作比较薄弱，随着多样性的增加，互作也会加强，导致个别分类群的生长受限和碳使用效率的下降；④ 与多样性指标相比，群落中的物种亲缘关系差距没有对群落功能产生显著影响，即不管是近亲群落还是远亲群落在多样性变化时呈现相同规律。

Interactions in self-assembled microbial communities saturate with diversity
02-26, doi: 10.1038/s41396-019-0356-5

【主编评语】为了阐释多样性对群落功能的影响规律，作者通过连续稀释海水的方法得到不同多样性的群落，并进一步在群落稳定后测量其生产力指标。结果发现，多样性在促进群落生产力时存在饱和阈值，其数值大概为26个物种。（@高春辉）

鼻腔及皮肤菌群与儿童特应性皮炎的疾病严重程度相关

British Journal of Dermatology[IF:6.129]

① 收集特应性皮炎（AD）患儿的90份鼻腔样本及108份病灶皮肤样本，分析鼻腔菌群及皮肤菌群；② 鼻腔菌群及皮肤菌群的组成均与AD的疾病严重程度显著相关；③ 菌群对疾病严重程度的影响主要来自于皮肤中的葡萄球菌属，及鼻腔中的莫拉克斯氏菌属；④ 50%的患儿中，病变皮肤处为金黄色葡萄球菌阳性，但金黄色葡萄球菌的存在及负载与AD严重程度无显著关联；⑤ 鼻腔及皮肤的菌群群落有显著差异，但两处的菌种存在关联。

The nasal and skin microbiome are associated with disease severity in pediatric atopic dermatitis
02-09, doi: 10.1111/bjd.17755

【主编评语】British Journal of Dermatology上发表的一项最新研究，发现在特异性皮炎患儿中，鼻腔菌群及皮肤菌群的组成与疾病严重程度显著相关。（@沈志勋）

γδ T细胞与口腔菌群的互作维持口腔黏膜稳态

PNAS[IF:9.661]

① 大部分牙龈γδ T细胞是胎儿胸腺来源的Vγ6+细胞，少部分是Vγ1+及Vγ4+细胞；② γδ T细胞更倾向于定位在邻近生物膜的上皮处；③ 大部分牙龈γδ T细胞具有抗辐射性及组织驻留性，独立于循环中的γδ T细胞；④ 在无菌小鼠中，Vγ6+细胞与Vγ4+细胞的比例发生逆转，且活化状态降低，提示牙龈γδ T细胞的稳态受到菌群的调节；⑤ 条件性去除γδ T细胞引起牙龈炎症及口腔菌群多样性变化。

Mutual interplay between IL-17-producing γδT cells and microbiota orchestrates oral mucosal homeostasis
01-28, doi: 10.1073/pnas.1818812116

【主编评语】来自PNAS上的一项最新研究，报道了口腔中的γδ T细胞与口腔菌群的互作，及该互作在维持口腔黏膜稳态中的重要性。（@沈志勋）

粪菌移植可安全有效地治疗造血干细胞移植患者的细菌感染

Haematologica[IF:9.09]

① 纳入10名感染了多重耐药细菌的血液肿瘤患者，分别在进行同种异体造血干细胞移植之前（4名）及之后（6名）进行粪菌移植；② 在4-40个月（中位数13个月）的随访中，7名患者体内的多重耐药细菌被去除；③ 在所有患者中，粪菌移植的安全性良好，仅有1名患者在粪菌移植后的头5天内表现出便秘，2名患者发生I级腹泻；④ 有1名患者在粪菌移植后发生III级移植物抗宿主病。

Fecal microbiota transplantation before or after allogeneic hematopoietic transplantation in patients with hematological malignancies carrying multidrug-resistance bacteria
02-07, doi: 10.3324/haematol.2018.198549

【主编评语】Haematologica上发表的一项最新研究，在10名感染了多重耐药细菌的血液肿瘤患者中，粪菌移植表现出较好的安全性，并且可有效地去除大部分（70%）患者体内的耐药细菌定殖。（@沈志勋）

后抗生素时代的噬菌体疗法（综述）

Clinical Microbiology Reviews[IF:20.642]

① 从生物学上考虑，为了避免溶原性噬菌体可能带来的新的致病性性状，噬菌体治疗应当选用裂解性噬菌体；② 噬菌体治疗本身不能完全清除感染，而是达到一个细菌-噬菌体群落的动态平衡，根治仍然需要免疫系统的协同；③ 临床案例表明噬菌体鸡尾酒疗法可有效应对多耐药性细菌感染，口服、静脉注射和腔内注射等手段均有尝试；④ 噬菌体和抗生素联用具有协同作用，可提高治疗成功率；⑤ 噬菌体衍生酶、抗性和生物工程指引了未来发展方向。

Phage Therapy in the Postantibiotic Era
01-16, doi: 10.1128/CMR.00066-18

【主编评语】在抗生素时代来临之前（1940左右），噬菌体已经被用于人类疾病的治疗。随着抗生素的发现和广泛应用，噬菌体疗法逐渐式微。如今，由于抗生素耐药性的不断加剧，噬菌体疗法再度进入人们的视线。再度归来的噬菌体疗法同时也带来了新的治疗策略，包括与抗生素联用，利用噬菌体衍生酶、噬菌体抗性和噬菌体生物工程等。（@高春辉）

代谢组学+微生物组学，评估地中海饮食效果的新工具（综述）

Nutrients[IF:4.196]

① 传统流行病学方法用于评估地中海饮食尚有局限；② 代谢组学研究发现，地中海饮食可抵消高色氨酸风险评分带来的有害作用，调节酰基肉碱、胆碱、神经酰胺和谷氨酰胺水平以发挥心脏保护作用；③ 微生物组学结合代谢组学研究发现，地中海饮食可通过改变肠道菌群的组成、功能、多样性和活性，并通过影响代谢产物（如短链脂肪酸）介导对心脏代谢的有益作用；④ 应用代谢组学和微生物组学有助于从个体和群体层面上评估饮食对健康和疾病风险的影响。

Metabolomics and Microbiomes as Potential Tools to Evaluate the Effects of the Mediterranean Diet
01-21, doi: 10.3390/nu11010207

【主编评语】地中海饮食是改善健康的一种有效营养策略，而传统流行病学方法用于评估饮食尚有局限。Nutrients上的一篇综述文章详细介绍了应用代谢组学和微生物组学，有助于从个体和群体的层面上评估地中海饮食对健康和疾病的影响。（@沈志勋）

植物性饮食或可用于延迟慢性肾病患者孕期的透析

Journal of Clinical Medicine[IF:5.583]

① 报道一名28岁4期慢性肾病（CKD）的妊娠女性的病例；② 妊娠22周时，肌酐水平上升，开始给予患者植物性饮食方案，相关的血清尿素和肌酐快速下降，持续至33周；③ 妊娠33周时，尿素与肌酐重新上升，患者出现胆汁淤积和瘙痒，转氨酶水平正常，而胆汁酸的血液水平略有增加；④ 第33周+6天患者顺利产下健康女婴，植物性饮食不会对胎儿生长产生负面影响；⑤ 植物性饮食或可作为慢性肾病患者孕期稳定肾功能并避免透析的潜在治疗方案。

Dialysis or a Plant-Based Diet in Advanced CKD in Pregnancy? A Case Report and Critical Appraisal of the Literature
01-20, doi: 10.3390/jcm8010123

【主编评语】Journal of Clinical Medicine上发表的一项病例报告，一名4期慢性肾病孕妇，在孕期22-33周摄入植物性饮食，可维持尿素和肌酐的水平，避免透析，并产下了一名健康的女婴。这一案例提示，在慢性肾病患者的孕期，或可用植物性饮食以延迟透析的时间。（@沈志勋）

感谢本期日报的创作者：高春辉，沈志勋，this little piggy，Roxy

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