揭秘血液代谢组与肠道菌群的亲密关系 | 热心肠日报

今天是第1212期日报。

Nature子刊：血液代谢组可预测人肠道菌群多样性

Nature Biotechnology[IF:31.864]

① 分析399人的659种血浆代谢物，发现其中40种能解释Shannon指数差异的45%，可用来预测人肠道菌群α多样性，宿主-微生物的共代谢物是强预测因子；② 而77种血液临床化验和263种血液蛋白质不能预测肠道菌群α多样性；③ 在另一个540人的队列中验证了这些发现；④ 这40种代谢物中有13种是微生物来源，包括与心血管疾病、糖尿病和肾功能相关的TMAO、丙酸咪唑和硫酸对甲酚；⑤ 在极度肥胖个体中存在代谢扰动，宿主代谢物与α多样性的关联发生改变。

Blood metabolome predicts gut microbiome α-diversity in humans
09-02, doi: 10.1038/s41587-019-0233-9

【主编评语】肠道菌群α多样性的降低与多种疾病相关，Nature Biotechnology发表的一项最新研究，在一个近400人的队列中分析了约1000种血液检测物（包括临床化验项目、蛋白质组和代谢组）与肠道菌群α多样性的关系，发现40种血液代谢物建模可预测肠道菌群的α多样性，且预测的多样性指数可反映与腹痛、便秘、腹泻和抗生素使用等宿主健康相关的菌群多样性变化。这些发现不仅揭示出肠道菌群组成与宿主代谢组之间密切的内部关联，也提示可以用血液检测来监控肠道菌群健康。（@李丹宜）

Nature子刊：人体肠道菌群研究再添重要资源

Nature Medicine[IF:30.641]

① BIO-ML是一个人肠道细菌生物库，可用于研究肠道菌群的动态变化和机制；② 包含7758个人肠道细菌分离株，3632个菌株有全基因组序列，覆盖大部分人肠道菌多样性；③ 还包括>80名个体的16S、宏基因组和代谢组的多个时间点纵向数据；④ 使用多天样本的平均值可提高组学方法数据的可靠性；⑤ 肠道菌群代谢物在个体内随时间的变化与氨基酸相关，粪便代谢组的个体间差异与胆汁酸谱相关；⑥ 个体内的细菌基因组变化可用于推断生态进化动态和选择压力。

A library of human gut bacterial isolates paired with longitudinal multiomics data enables mechanistic microbiome research
09-02, doi: 10.1038/s41591-019-0559-3

【主编评语】肠道菌群研究的下个阶段，将重点聚焦在菌株水平分析肠道菌对宿主健康的作用机制。Nature Medicine发表的一项最新研究，介绍了一个大型的人肠道菌群资源库BIO-ML，不仅包含近8000个肠道菌分离株和3600多个菌株的基因组序列，还包括80多人的多组学纵向数据，为研究肠道菌群动态和机制再添有力资源。（@李丹宜）

Nature子刊：噬菌体疗法治疗耐药细菌感染

Nature Medicine[IF:30.641]

① 一位15岁的囊性纤维化（CF）患者，伴有脓肿分枝杆菌及铜绿假单胞菌感染，同时患有胰腺功能不足、CF相关肝病多种并发症；② 患者在进行双侧肺移植后，接受含有三种噬菌体的“鸡尾酒”治疗；③ 经过基因工程改造的三种裂解性噬菌体的组合在体外可有效地杀死感染性脓肿分枝杆菌；④ 静脉给药的噬菌体治疗有良好的耐受性，可有效改善病人的临床症状，促进胸骨伤口闭合、肝功能改善、促进感染皮肤结节的消退。

Engineered bacteriophages for treatment of a patient with a disseminated drug-resistant Mycobacterium abscessus
05-08, doi: 10.1038/s41591-019-0437-z

【主编评语】分枝杆菌具有抗生素耐药性，是全球性健康问题。脓肿分枝杆菌感染影响囊性纤维化患者的肺移植治疗，增加移植后的死亡率。Nature Medicine上发表的一项案例研究中，使用含有三种裂解性噬菌体的“鸡尾酒”疗法，安全且有效地改善了一位脓肿分枝杆菌感染的囊性纤维化患者在接受肺移植后的各项症状。（@沈志勋）

Nature子刊：抑制致病菌孢子形成，头霉素类药物可治疗复发性CDI

Nature Microbiology[IF:14.3]

① 抗逆性孢子导致的反复感染是根治艰难梭菌的难点；② 头霉素类药物可有效抑制多个艰难梭菌菌株的孢子形成；③ 该类药物具有广谱性，可抑制蜡状芽胞杆菌（E102和E122）、枯草芽胞杆菌和索德里氏梭菌的孢子产生；④ 头霉素类药物通过结合孢子形成特异性青霉素结合蛋白SpoVD来抑制孢子产生，该蛋白在形成孢子的致病细菌中保守；⑤ 头霉素类药物cefotetan与临床标准治疗药物万古霉素联合注射，可使艰难梭菌感染小鼠的21天存活率达100%，预防复发。

Cephamycins inhibit pathogen sporulation and effectively treat recurrent Clostridioides difficile infection
08-12, doi: 10.1038/s41564-019-0519-1

【主编评语】Nature Microbiology近期发表的一项研究发现，头霉素类药物可抑制致病菌的孢子形成，与万古霉素联用可在小鼠模型中有效治疗复发性艰难梭菌感染。（@李丹宜）

揭秘霍乱弧菌

Trends in Microbiology[IF:11.974]

① 霍乱弧菌是一种细菌性病原体，在发展中国家和卫生条件差的地区发病较多，通过受污染的水和粪口途径传播；② 霍乱弧菌依靠鞭毛的运动，穿过粘液层粘附于肠壁上皮细胞，释放霍乱毒素引起水样腹泻；③ 霍乱弧菌形成的生物膜为其在人类和多种环境中的定植提供了保护和转移的手段；④ 霍乱弧菌可作为研究感染与毒性和细菌间群体感应化学信号的模型生物；⑤ 口服霍乱疫苗可以提供保护，降低感染的几率，也可通过口服补液疗法改善疾病。

Vibrio cholerae
04-24, doi: 10.1016/j.tim.2019.03.005

【主编评语】霍乱弧菌是引发霍乱的致病菌，Trends in Microbiology近期以图解的形式对霍乱弧菌的特性进行了简单明了的介绍，值得一看。（@李丹宜）

国内团队：补充D-葡糖胺或能增强抗RNA病毒免疫力

Cell Reports[IF:7.815]

① 致死性病毒能操控宿主代谢，影响抗病毒免疫；② 线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）是干扰素（IFN）信号的重要介导因子，MAVS有多个位点可被O-GlcNAc修饰；③ 该修饰对病毒诱导MAVS的K63-泛素化修饰是必需的，进而促进IRF3活化和IFNβ的产生，激活机体抵抗RNA病毒的天然免疫过程；④ 敲除髓系细胞中的O-GlcNAc转移酶，使小鼠更易受病毒感染；⑤ 补充D-氨基葡萄糖可调控MAVS的O-GlcNAc修饰，增强IFN信号，帮助小鼠抵抗人流感病毒等致死性RNA病毒。

MAVS O-GlcNAcylation Is Essential for Host Antiviral Immunity against Lethal RNA Viruses
08-27, doi: 10.1016/j.celrep.2019.07.085

【主编评语】北京药理和毒理学研究所和国家生物医学分析中心团队近期在Cell Reports发表研究，在小鼠中揭示了线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）的O-GlcNAc修饰在抗RNA病毒免疫中的重要作用，并发现常见膳食补充剂D-氨基葡萄糖（葡糖胺）可通过调节MAVS的O-GlcNAc修饰，增强小鼠对人流感病毒等多种RNA病毒感染的抵抗力。（@李丹宜）

饮食缺锌如何增加肺炎链球菌感染风险

PLoS Pathogens[IF:6.463]

① 在小鼠模型中，膳食锌的水平可影响肺炎链球菌感染的结果，限制膳食锌摄入可增加小鼠的易感性；② 感染期间，小鼠肺部的锌水平上升，主要集中在肺炎链球菌存在的区域，而限制膳食锌摄入抑制了感染期间的锌动员；③ 肺炎链球菌对锌高度敏感，组织内高水平的锌可改变病菌的锰稳态，发挥抗菌作用；④ 膳食锌限制未明显影响感染期间的宿主免疫活化和吞噬细胞浸润，但使宿主清除致病菌的能力受损。

Dietary zinc and the control of Streptococcus pneumoniae infection
08-22, doi: 10.1371/journal.ppat.1007957

【主编评语】PLoS Pathogens发表的一项研究，揭示了膳食锌缺乏增加小鼠肺炎链球菌易感性的机制。（@李丹宜）

国内团队：败血症患者的肠道菌群变化

FASEB Journal[IF:5.391]

① 纳入22名败血症患者及34名健康人，分析粪便样本中的菌群、宏代谢组及宏蛋白组；② 败血症患者的粪便菌群组成及功能均发生显著变化，变形菌门、拟杆菌门及放线菌门丰度升高，厚壁菌门丰度降低；③ 相比于移植了健康人粪便菌群的小鼠，移植了败血症患者粪便菌群的小鼠在接受盲肠结扎穿孔术后，表现出更严重的肝脏炎症及损伤；④ 鉴定出部分肠道菌群菌株及菌群代谢产物与败血症患者的胆红素水平显著相关。

Enteric dysbiosis is associated with sepsis in patients
08-28, doi: 10.1096/fj.201900398RR

【主编评语】来自南方医科大学及珠江医院的团队在FASEB Journal上发表的一项最新研究，鉴定出了败血症患者的肠道菌群组成及功能的特定变化，并通过粪菌移植实验证实，肠道菌群紊乱可促进败血症中的器官炎症及损伤。（@沈志勋）

感谢本期日报的创作者：李丹宜，章台柳，张宇微，Echo，沈志勋

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