《细胞》亮点：肠道菌群产物丙酸，或能治疗自身免疫病 | 热心肠日报

今天是第1395期日报。

Cell：补充菌群产物丙酸有助于缓解多发性硬化患者病情

Cell[IF:36.216]

① 多发性硬化（MS）患者的血液和粪便中，丙酸（PA）含量显著减少，伴随肠道菌群组成改变；② 新发患者和接受免疫治疗的稳定患者，补充2周PA提高了调节性T细胞（Treg）的数量和免疫抑制功能（IL-10升高或是关键），并减少促炎的辅助性T细胞17（Th17）和Th1；③ 长期补充PA显著降低了患者的年复发率，改善了疾病进展和脑萎缩；④ 补充PA后，应答者的肠道菌群能促进肠道的Treg诱导基因表达，且患者的Treg细胞线粒体功能和形态得到恢复。

Propionic Acid Shapes the Multiple Sclerosis Disease Course by an Immunomodulatory Mechanism
03-10, doi: 10.1016/j.cell.2020.02.035

【主编评语】肠道菌群发酵膳食纤维产生的短链脂肪酸（SCFA）具有免疫调节功能。动物研究显示，丙酸等SCFA可增加肠道相关的调节性T细胞（Treg）、减少炎症，或能用于治疗自身免疫和炎症性疾病。Cell最新发表的一项研究，分析了约300名多发性硬化（MS，一种自身免疫性的神经退行性疾病）患者的SCFA含量和肠道菌群组成，并在一项干预研究中初步证实，口服补充丙酸可逆转MS患者的Treg与促炎的辅助性T细胞的失衡，从而改善病情。值得注意的是，对于健康人以及类风湿性关节炎患者，口服丙酸也可增加Treg数量，说明丙酸对人体的免疫调节作用具有普遍性。这些发现提示，丙酸或能作为免疫调节剂用于MS等自身免疫病的辅助治疗。（@mildbreeze）

Nature子刊：肥胖和糖尿病患者的组织器官菌群特征

Nature Metabolism[IF:N/A]

① 纳入血糖正常和患有2型糖尿病（T2D）的病态肥胖患者，分析血浆、肝脏和3处脂肪组织的菌群组成；② 血浆的细菌量较少，肝脏和大网膜脂肪组织的细菌量较多，包括来自肠道和环境的细菌，且菌群组成特征呈现组织特异性和T2D特异性；③ T2D患者肠系膜脂肪组织中，细菌多样性降低、粪杆菌属等革兰氏阳性菌减少、革兰氏阴性的肠杆菌科机会致病菌增多；④ T2D患者血液中也富集了肠杆菌科细菌，包括志贺氏菌和埃希氏菌等致病共生菌。

Type 2 diabetes influences bacterial tissue compartmentalisation in human obesity
03-09, doi: 10.1038/s42255-020-0178-9

【主编评语】Nature Metabolism发表的一项最新研究，用16S rRNA基因测序结合多样化的阴性对照，分析了病态肥胖患者的5处肠外组织的微生物谱，包括血浆、肝脏和3处脂肪组织（大网膜、肠系膜和皮下），揭示出肥胖患者中存在组织器官特异性和糖尿病特异性的菌群组成特征，应该是源于肠屏障损伤引起的菌群（或菌群成分）移位。与糖尿病相关的“组织菌群”特征是否影响血糖调控，或许值得进一步研究。（@mildbreeze）

小肠细菌过度生长（SIBO）临床指南

American Journal of Gastroenterology[IF:10.241]

① 小肠细菌过度生长（SIBO）是由小肠内细菌数量过多引起的以腹胀为最常见症状的临床综合征；② 对肠易激综合征、疑似运动障碍、腹痛、胀气、腹胀和/或腹泻患者建议使用葡萄糖氢或乳糖氢呼吸测试来诊断SIBO；③ 而服用质子泵抑制剂且无症状的患者不建议使用呼吸测试来诊断；④ 便秘患者建议使用呼气测试检测甲烷，诊断产甲烷菌的过度生长；⑤ 有症状的SIBO患者可服用抗生素缓解症状；⑥ 低FODMAP饮食、益生菌和粪菌移植或能改善SIBO症状，证据尚不足。

ACG Clinical Guideline Small Intestinal Bacterial Overgrowth
02-01, doi: 10.14309/ajg.0000000000000501

【主编评语】美国胃肠学会发布的关于小肠细菌过度生长（SIBO）的临床指南。该指南明确了SIBO的定义、诊断手段和范围，以及临床治疗方式。但是，鉴于氢气会在肠道内被消耗用于合成甲烷和H2S，因此呼吸测试并不能完全反映临床症状。并且，一些诊断和治疗的方式尚证据不足。未来的研究将在本指南的基础上进一步完善和发展。（@兵兵）

发育不良学龄儿童接受饮食干预后的代谢组及菌群变化

Clinical Nutrition[IF:6.402]

① 100名6-10岁的发育不良儿童随机分为4组，分别摄入含有6、8、10、12g豆类蛋白的微量营养素强化的饮食，持续干预1个月；② 干预后，受试儿童的身高、身高-年龄 Z分数、BMI-年龄 Z分数均未发生显著变化；③ 干预后，受试儿童血清中的38种代谢产物发生显著改变；④ 胰岛素样生长因子-1（IGF-1）与身高变化呈正相关，而丝氨酸及鸟氨酸与身高变化呈负相关；⑤ 3个属于拟杆菌门或厚壁菌门的OTU与身高变化显著相关。

Metabolome and microbiome alterations related to short-term feeding of a micronutrient-fortified, high-quality legume protein-based food product to stunted school age children: A randomized controlled pilot trial
02-24, doi: 10.1016/j.clnu.2020.02.018

【主编评语】Clinical Nutrition上发表的一项RCT结果，100名发育不良学龄儿童摄入基于高质量豆类蛋白的微量营养素强化饮食，发现短期（1个月）的饮食干预并未显著促进收受试儿童的生长发育。同时，鉴定出了一些与生长发育相关的血清代谢产物变化及菌群变化，这些变化或可作为衡量饮食干预对儿童生长发育的影响的生物标志物。（@szx）

青春期饮食干预影响小鼠成年后的菌群组成及杏仁核基因表达

Brain Behavior and Immunity[IF:6.17]

① 青春期（出生后第28-49天）雄性小鼠分为3组，分别摄入正常饮食、高脂饮食（HFD）及高热量饮食（CafD）；② 青春期饮食干预显著改变了成年小鼠（出生后第90天）的肠道菌群组成；③ 青春期饮食干预改变了成年小鼠杏仁核中神经免疫（例如Fcgr2b、Tlr4等）及神经传递（例如Gabra2、Drd1等）相关基因的表达；④ 高脂饮食可显著增加前额皮质中的髓鞘再生相关基因的表达；⑤ 青春期饮食干预对小鼠成年后的行为变化无显著影响。

Adolescent Dietary Manipulations Differentially Affect Gut Microbiota Composition and Amygdala Neuroimmune Gene Expression in Male Mice in Adulthood
02-28, doi: 10.1016/j.bbi.2020.02.013

【主编评语】青春期对于神经系统、神经免疫及行为的发育变化十分关键，同样也是肠道菌群发育的重要时期。Brain Behavior and Immunity上发表的一项最新研究，对雄性小鼠的青春期饮食进行干预，发现青春期的饮食变化可对小鼠的肠道菌群组成及杏仁核中特定基因（包括神经免疫、神经传递相关的基因）表达产生长期影响，但对成年后小鼠的行为无显著影响。（@szx）

频繁使用抗生素或增加感染住院风险

BMC Medicine[IF:8.285]

① 研究纳入180万频繁使用抗生素的患者，由于感染并发症带来的最高住院率在开始使用抗生素不久后即出现；② 事先控制抗生素使用的患者，其由感染带来的住院率大幅度快速降低；③ 而对于事先频繁服用抗生素的患者，其住院率在6个月后依然比较高；④ 无并发症的患者中，最高与最低抗生素暴露人群相比，在处方药后3天、4-30天以及3-6个月的发病率比（IRR）分别为：1.18、1.44和3.22；⑤ 抗生素的使用带来肠道菌群紊乱，可能造成抗药菌在体内的定殖。

The effectiveness of frequent antibiotic use in reducing the risk of infection-related hospital admissions: results from two large population-based cohorts
03-02, doi: 10.1186/s12916-020-1504-5

【主编评语】文章基于人群大队列研究，发现频繁使用抗生素反而增加患者因感染住院风险。即使在无感染并发症人群中，抗生素的暴露也增加了其发病风险。研究认为，这种现象可能是由于抗生素造成患者体内菌群紊乱，造成抗药致病菌在体内的定殖，从而诱发机体感染发病。该研究结果呼吁谨慎使用抗生素。（@兵兵）

王军军团队：低出生体重猪的肠道菌群失调，与脂代谢紊乱及肠道炎症相关

Science of the Total Environment[IF:5.589]

① 与正常出生体重的猪相比，在生长期的低出生体重（LBW）猪的血浆HDL及炎症因子（IL-6、TNF-α、IL-18等）水平显著升高；② LBW猪的回肠消化物中，细菌组成显著改变；③ LBW猪肠道中的脂肪酸结合蛋白（FABP2、FABP4）及脂肪酸结合受体（FFAR1、FFAR2、GPR119）表达下调，导致短链脂肪酸吸收受到抑制；④ LBW猪的回肠及结肠中，肠道屏障功能相关基因的表达显著降低；⑤ LBW猪的回肠中，布劳特氏菌属、双歧杆菌属等与脂代谢失调及炎症应答正相关。

Perturbation of the lipid metabolism and intestinal inflammation in growing pigs with low birth weight is associated with the alterations of gut microbiota
06-01, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.137382

【主编评语】低出生体重与仔猪的代谢失调、慢性炎症及肠道菌群变化相关。来自中国农业大学的王军军团队在Science of the Total Environment上发表的一项最新研究，发现低出生体重猪表现出肠道菌群组成失调、脂代谢紊乱及肠道炎症应答水平升高，并发现特定菌属与脂代谢及炎症相关，提示靶向调节菌群或可用于治疗低出生体重仔猪的代谢疾病及慢性炎症。（@szx）

南农团队：根际原生动物群落是决定植物健康的关键因素

Microbiome[IF:10.465]

① 土传青枯病是一种毁灭性的细菌性病害，在世界范围内，尤其是中国危害极大；② 根际原生动物群落结构是预测植物健康的关键因子，在健康与发病番茄植株中，根际原生动物群落结构是预测青枯菌数量的最佳因子；③ 吞噬型原生动物可以调控植株生长过程中病原菌的生长，它们以及初始阶段的特定分类群可以预测植株成熟后的病原菌数量与植物健康状态；④ 除了细菌外，原生动物群落是预测植物健康状态的关键指标。

Rhizosphere protists are key determinants of plant health
03-03, doi: 10.1186/s40168-020-00799-9

【主编评语】南农韦中组在根际微生态与植物健康研究取得进展，成果发表在国际著名学术期刊《Microbiome》是继之前Science Advances和Nature Biotechnology之后的另一力作。在本研究中作者通过非破坏性根际土壤样品连续采集装置，综合分析了细菌、真菌和原生生物在内的根际微生物组以及微生物功能相关的代谢基因，探究在植物整个生长周期中这些群落和功能基因与土传青枯病发生的关系。该成果揭示根际原生动物群落及其与细菌群落的互作在保护作物健康方面发挥重要作用。（@刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组）

胆汁酸如何调控饱足感

Gut[IF:17.943]

① Cyp8b1是产生12α-羟基胆汁酸必需的酶，Cyp8b1敲除小鼠的胆汁酸水平正常但胆汁酸组成显著改变；② Cyp8b1敲除小鼠的进食量显著少于野生型小鼠，导致其体重降低；③ Cyp8b1敲除导致的小鼠空肠中油酰乙醇胺水平降低，后者可提升饱腹感（satiety）；④ Cyp8b1敲除抑制脂肪水解，脂肪水解产物2-单酰甘油通过激活GPR119诱导肠激素GLP-1及PYY以减缓胃排空，以提升饱足感（satiation）；⑤ GPR119缺失可恢复Cyp8b1敲除小鼠的胃排空、食物摄取及体重。

Bile acid composition regulates GPR119-dependent intestinal lipid sensing and food intake regulation in mice
02-28, doi: 10.1136/gutjnl-2019-319693

【主编评语】胆汁酸调节肠道对脂质的吸收及代谢，但胆汁酸对脂质调节的饱食感与饱腹感有何影响尚未明确。来自Gut上发表的一项最新研究，利用胆汁酸水平正常但胆汁酸组成失调的Cyp8b1敲除小鼠，发现其进食量显著减少且体重降低。机制上，Cyp8b1敲除导致的胆汁酸组成失调并非通过影响饱腹感（satiety），而是通过促进饱足感（satiation）的产生以减少小鼠的进食。具体而言，Cyp8b1敲除抑制了脂肪水解，产生的脂肪水解产物2-单酰甘油可激活GPR119，从而诱导肠激素GLP-1及PYY的产生以减缓胃排空，从而提升饱足感。该研究提示，通过靶向Cyp8b1等方式调控胆汁酸组成，或是治疗肥胖或糖尿病等代谢疾病的潜在策略。（@szx）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，this little piggy，szx，兵兵，刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组

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