用多组学方法，推进肠道菌群的功能和转化研究 | 热心肠日报

今天是第1363期日报。

多组学策略推进微生物组的功能和转化研究（综述）

Microbiome[IF:10.465]

① 宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学揭示肠道生态系统的不同信息层级；② 利用生信工具和高级统计方法整合多组学研究数据可深入了解肠道微生物组的组成、功能和代谢活动；③ 多组学研究策略结合静态批量培养体系和微流装置等离体培养技术，可快速筛查药物-微生物组互作并预测药物治疗效果；④ 在这些药物-微生物互作信息的基础上，经多组学研究细分后的患者可接受最有效的药物治疗，靶向干预菌群精准治疗疾病不再遥远。

Advancing functional and translational microbiome research using meta-omics approaches
2019-12-06, doi: 10.1186/s40168-019-0767-6

【主编评语】现有研究发现药物（如糖尿病药物二甲双胍）可通过肠道菌群产生对个人不同的影响。Microbiome的这篇综述回顾了现有的研究微生物组功能的多组学技术和多组学整合研究策略，并讨论了如何将多组学整合研究策略和微生物离体筛查技术运用到人类疾病的精准用药领域。（@潇洒小姐陈）

Nature子刊：使用MicrobiomeAnalyst分析微生物组数据

Nature Protocols[IF:11.334]

① MicrobiomeAnalyst是一个方便易用的可视化网页分析工具，常用于微生物组数据处理、统计和功能分析或与已知微生物组的比较，一次完整的分析可在70分钟内完成；② 该平台目前包含标记基因数据分析（MDP）、鸟枪数据分析（SDP）、公共数据投影（PPD）和分类集群富集分析（TSEA）四个模块；③ MDP和SDP负责分析标记基因和鸟枪法宏基因组及转录组数据，PPD和TSEA负责视化用户和公共数据库的比较和检验特定菌群是否在统计学上表现过度。

Using MicrobiomeAnalyst for comprehensive statistical, functional, and meta-analysis of microbiome data
01-15, doi: 10.1038/s41596-019-0264-1

【主编评语】Nature protocol的这篇文章介绍了网页分析工具MicrobiomeAnalyst（https://www.microbiomeanalyst.ca/），原文中有详细的使用步骤介绍和故障排除方法，有需要或有兴趣的人士可使用自己或提供的案例数据（https://www.microbiomeanalyst.ca/MicrobiomeAnalyst/docs/Resources.xhtml）进行操作。（@潇洒小姐陈）

Nature子刊：使用LonGP分析医学纵向组学数据

Nature Communications[IF:11.878]

① LonGP是一种可用于纵向数据分析的非参数性可叠加的高斯过程（GP）模型，可自动处理不规律取样时间点和随时间变化的斜变量；② LonGP灵活的框架允许添加恰当的斜变量结构，且所选核函数的指标经过全贝叶斯推论推导后依给定数据进行合理调整；③ 模拟研究及真实的基因组和蛋白组学研究表明，LonGP能准确推导正确的模型结构，可凭10组病例对照检测出疾病弱相关信号和强噪声方差，其准确性、灵敏性和特异性比传统的混合线性模型等方式高。

An additive Gaussian process regression model for interpretable non-parametric analysis of longitudinal data
2019-04-17, doi: 10.1038/s41467-019-09785-8

【主编评语】医学纵向组学数据分析常出现无法恰当选择斜变量结构，无法处理无规律取样时间点和数据缺失，无法考虑随时间变化的斜变量和无法选择合适的非线性模型等困难。LonGP专为这种纵向数据分析设计，可解决以上常见的问题，软件工具储存在 https://github.com/chengl7/LonGP（@潇洒小姐陈）

多时间点分析减肥手术史对孕妇代谢水平和菌群成分以及胎儿的影响

Gut[IF:17.943]

① 相比身高体重比相当的对照孕妇，有混合型减肥手术（MAL）史的孕妇血清中亮氨酸、异亮氨酸和异丁酸含量低；② MAL孕妇尿液中宿主-微生物的蛋白腐化产物苯乙酰谷氨酰胺（PAG）、对硫甲酚（PCS）、硫酸吲哚酚（IS）和对羟基苯乙酸含量高，且该组胎儿尿液中苯乙酰谷氨酰胺含量较高；③ MAL组孕妇粪便中肠杆菌/贺志氏菌属、链球菌属、肠球菌和罗氏菌属相对丰度比对照组高，且与PAG、PCS和IS高度相关，Anaerostipes属相对丰度比对照组低。

Longitudinal metabolic and gut bacterial profiling of pregnant women with previous bariatric surgery
01-21, doi: 10.1136/gutjnl-2019-319620

【主编评语】有减肥手术史的孕妇孕期患孕期糖尿病和生产大于胎龄儿比例降低，但部分孕妇与与其身高体重比（BMI）相当的肥胖孕妇比生产小于胎龄儿和早产比例增加。Gut的这篇文章通过对限制型手术、混合型手术和无减肥手术史的BMI相当的孕妇进行代谢组和肠道菌群基因组研究，探究减肥手术对孕妇孕期表型及胚胎发育的影响，发现混合型即胃绕道手术对孕妇孕期代谢组和肠道菌群组成有影响，对胎儿代谢组有负面影响，但限制性手术没有。本文提醒了减肥手术虽治疗代谢疾病效果显著，但适育女性仍需慎重。（@潇洒小姐陈）

儿童腹部脂肪和BMI与其成年后心血管代谢失调相关

Journal of the American College of Cardiology[IF:18.639]

① 纳入2840名儿童比较其在10岁和18岁时身高质量指数（BMI）和脂肪指数分别与心血管代谢特征间的关系；② 10岁和18岁时高BMI和高脂肪指数均与18岁时高血压、高极低密度脂蛋白和低密度脂蛋白、低高密度脂蛋白、高甘油三酯、高胰岛素、高乙酰糖蛋白等心血管代谢特征的显著正相关；③ 10岁和18岁时高肌肉指数无法降低10岁和18岁时的脂肪指数，且均与心血管代谢特征的关联性弱；④ 腹部脂肪是心血管代谢功能紊乱的主要诱因，BMI可有效检测其影响。

Associations of Body Mass and Fat Indexes With Cardiometabolic Traits
2018-12-10, doi: 10.1016/j.jacc.2018.09.066

【主编评语】身高质量指数BMI（身高（m）/体重（kg）²）运算简单，且被用来预测冠状动脉疾病（CHD）及脂质成分的异常，但BMI因运算不考虑与诸多代谢疾病相关的脂肪组织量而受到质疑。Journal of the American College of Cardiology在2018年发表的这篇文章使用了双能量X光吸光仪检测隐藏在体重中的脂肪和肌肉组织量，分析二者与CHD心血管代谢特征的关联，发现BMI可预估作为心血管代谢失调主要诱因的腹部脂肪量，证明了BMI的效用。（@潇洒小姐陈）

代谢和脂肪分布可验证青少年身高体重指数（社论）

Journal of the American College of Cardiology[IF:18.639]

① 青少年肥胖对其日后的代谢健康影响重大，高保真的代谢组学数据可起重要作用；② Bell等人通过纵向研究发现在10-20岁身高体重比（BMI）和脂肪指数的变化均与后来的心血管风险相关，简单的BMI仍为大型研究中的有效工具；③ 受益于核磁共振（NMR）技术的发展，Bell等人深入检测了脂质和脂蛋白含量， 得到了心血管疾病中胆固醇累积的详细数据；④ Bell等人采取传统的线性模型分析数据，现数据挖掘和机器学习等方法将提供数据分析的新角度。

Body Mass Index in Children Validated by Metabolic and Fat Mass Profiling
2018-12-18, doi: 10.1016/j.jacc.2018.10.016

【主编评语】这是一篇2018年底在Journal of the American College of Cardiology发表的关于Associations of body mass and fat indexes with cardiometabolic traits的社论。本社论介绍了青少年肥胖研究仍缺乏的情况，强调了Bell等人进行的仅针对青少年的纵向追踪调查极其珍贵，Bell等人结合临床数据和脂质数据证明了常用健康参数BMI的重要性，最后倡议将数据挖掘、机器学习和高级可视化等新技术运用到健康数据分析中去。（@潇洒小姐陈）

菌群导致低密度脂蛋白受体缺陷小鼠动脉血栓形成

mBio[IF:6.747]

① 高脂饮食（HFD）降低无低密度脂蛋白受体无菌（GF Ldlr-/-）鼠盲肠菌群多样性，其所致的颈动脉斑块与传统培养（CONV-R）Ldlr-/-鼠的斑块大小相似，总胆固醇水平无差异；② 对照饮食组CONV-R Ldlr−/−鼠的血浆脂质如胆固醇等水平显著低于GF Ldlr−/−鼠；③ 肠道菌群加剧血管炎症，但不能调节脂蛋白组成和颈动脉中动脉粥样硬化的病灶大小；④ 动脉粥样硬化时晚期时，HFD喂养GF Ldlr−/−鼠颈动脉斑块破裂后形成的血栓低于CONV-R Ldlr-/-鼠。

The Microbiota Promotes Arterial Thrombosis in Low-Density Lipoprotein Receptor-Deficient Mice
2019-10-22, doi: 10.1128/mBio.02298-19

【主编评语】mBio的这篇文章运用小鼠模型探究了肠道菌群是否在动脉粥样硬化中起作用，发现：1）肠道共生菌能降低正常喂养Ldlr−/−小鼠而非高脂喂养Ldlr−/−小鼠血浆中的胆固醇；2）肠道菌群并不能改变高脂喂养GF小鼠在动脉粥样硬化晚期病灶的大小，但增加与斑块破裂导致形成的血栓有关的、沉积在胶原涂层上的骨髓细胞和血小板。因科普文创作字数限制，编者建议读者将科普文创作内容与编者评语结合阅读。（@潇洒小姐陈）

近30万人数据揭示，减重可降低2型糖尿病风险

PLoS Medicine[IF:11.048]

① 对英国生物库中2006至2010年、40至69岁的287394名英国人进行多层孟德尔随机化研究，分析BMI对糖尿病患病率的影响；② 2型糖尿病患病率随着BMI、糖尿病家族史和遗传风险的增加而急剧增加；③ 在BMI不同的个体或具有不同遗传风险的个体中，预测BMI降低导致的2型糖尿病风险的降低惊人的一致；④ 即使在低风险个体（BMI较低且无糖尿病家族史）中，BMI降低也可显著降低2型糖尿病风险；⑤ 较低的BMI与较低的糖尿病风险始终相关。

Homogeneity in the association of body mass index with type 2 diabetes across the UK Biobank: A Mendelian randomization study
2019-12-10, doi: 10.1371/journal.pmed.1002982

【主编评语】PLoS Medicine上发表的一项孟德尔随机化研究结果，对近30万英国人的数据进行分析后发现，无论是否有糖尿病家族史，且无论现在的BMI高低，基于遗传因素预测的BMI的降低与2型糖尿病的风险降低始终显著相关，提示在所有个体中，减重均可降低2型糖尿病风险。（@沈志勋）

感谢本期日报的创作者：Echo Quasimodo，小扣啊，潇洒小姐陈，王文东，徐笑，this little piggy

点击阅读过去10天的日报：