Cell重磅关注生酮饮食：如何改变肠道菌群和免疫 | 热心肠日报

今天是第1466期日报。

Cell：生酮饮食改变肠道菌群，减少肠道Th17

Cell[IF:36.216]

① 分析住院病人4周正常饮食+4周生酮饮食（KD）期间的粪便样本，发现KD明显改变了肠道菌群的结构和代谢物，放线菌（及其中的双歧杆菌属）和厚壁菌减少、拟杆菌增多；② 在小鼠中，KD和高脂饮食（HFD）对菌群组成有不同影响，KD的独特性主要体现在双歧杆菌的耗竭；③ 体外和小鼠试验显示，KD诱导产生的酮体部分驱动了菌群的变化，β-羟基丁酸能选择性的抑制双歧杆菌生长；④ 限菌小鼠试验表明，KD相关肠道菌群能减少促炎的肠道Th17细胞。

Ketogenic Diets Alter the Gut Microbiome Resulting in Decreased Intestinal Th17 Cells
05-20, doi: 10.1016/j.cell.2020.04.027

【主编评语】极低碳水高脂的生酮饮食（KD）是比高脂饮食（HFD）更极端的饮食模式，可用于干预特定疾病。KD可引起酮体生成，从而改变身体的能源类型，但人们并不清楚酮体如何影响宿主-菌群互作。《Cell》最新发表了来自美国加州大学旧金山分校的Peter J. Turnbaugh团队的研究，通过人体干预试验+小鼠模型试验，揭示了KD对肠道菌群的影响和机制，以及相关的免疫调节作用。他们发现，KD与HFD对肠道菌群的改变是有明显差异的。KD的独特性在于，其诱导生成的酮体能选择性的抑制肠道内的双歧杆菌，从而减少肠道固有层中有促炎作用的Th17细胞。这些发现强调了宿主与微生物间的化学对话，在介导饮食干预功效中的重要性。（@mildbreeze）

香港中文大学团队：新冠患者的肠道菌群特征

Gastroenterology[IF:19.233]

① 纳入15例新冠患者，分析住院期间的粪便宏基因组，并与6例普通肺炎和15例健康对照进行对比；② 与健康人相比，新冠患者住院期间的粪便菌群中机会致病菌增多、有益微生物减少，这种菌群失调可持续至咽拭子转阴和呼吸道症状消退后；③ 疾病程度与基线时的粪芽孢菌属、多枝梭菌、哈氏梭菌丰度正相关，与普氏粪杆菌负相关；④ 能降低鼠肠道ACE2表达的Bacteroides dorei、多形拟杆菌、马赛拟杆菌和卵形拟杆菌，与患者粪便新冠病毒的载量负相关。

Alterations in Gut Microbiota of Patients With COVID-19 During Time of Hospitalization
05-19, doi: 10.1053/j.gastro.2020.05.048

【主编评语】新冠病毒能感染胃肠道，但与肠道菌群的关联并不清楚。香港中文大学Siew C .Ng和Paul K.S. Chan与团队在《Gastroenterology》发表的一项新研究，揭示了COVID-19患者住院期间的肠道菌群特征，及其与疾病程度和粪便病毒载量的关联。这些发现提示，靶向调节肠道菌群或许是改善COVID-19的新思路。（@mildbreeze）

“致病潜力”或可助力解开肠道生态系统的谜团（观点）

Trends in Microbiology[IF:11.974]

① 致病共生菌指仅当宿主的特定遗传条件或环境条件发生改变时，能够引起或促进疾病发生的共生菌；② 实际上，致病共生菌的致病性也受到微生物环境的影响，甚至可表现出益生功能，而益生菌也可能导致疾病；③ 未来应避免使用无统一标准且缺乏实验证据的“致病共生菌”一词，而开展更多针对因果关系的研究；④ 推荐使用“致病潜力”来评价人类共生菌可能的毒性，其值与个体接种感染后出现症状的概率成正例，且不受宿主-微生物关系变化的影响。

Label or Concept – What Is a Pathobiont?
05-03, doi: 10.1016/j.tim.2020.04.011

【主编评语】致病共生菌是指仅导致疾病的共生菌。在目前菌群和微生态领域的研究中，“致病共生菌”这一概念被广泛用于肠道细菌的分类。但这一概念尚无统一的标准，也缺乏严谨的因果关系证据和充分深入的机制研究作为应用这一定义的基础和依据。在发表于《Trends in Microbiology》的这篇评论文章中，作者系统地分析了“致病共生菌”这一定义的由来，在菌群研究领域的广泛应用，以及在研究和应用中体现出的不足。针对这些局限性，作者提出了“致病潜力”这一概念，用以定量反映细菌的致病能力。作者认为“致病潜力”可帮助我们了解复杂的肠道生态系统。（@潇洒小姐陈）

人肠道M细胞的体外分化体系构建

Gastroenterology[IF:19.233]

① M细胞属于小肠派氏结的上皮细胞，负责调节粘膜免疫及肠腔抗原的捕获；② 该研究鉴定出诱导分化M细胞的信号通路，并建立了一套稳固的可体外诱导M细胞分化的培养方案；③ 研究发现淋巴毒素和视黄酸两者结合可有效诱导GLP2+，但缺少顶端微绒毛的M细胞，NFkB通路可增加视黄酸的作用；④ 轮状病毒感染后，M细胞中STING、ISG等先天免疫抗病毒相关基因表达水平升高，并且抗病毒水平增强；⑤ M细胞可来回在肠上皮屏障中内吞和转运肠粘膜相关病毒；

Retinoic Acid and Lymphotoxin Signaling Promote Differentiation of Human Intestinal M Cells
03-20, doi: 10.1053/j.gastro.2020.03.053

【主编评语】人肠道M细胞在调节粘膜免疫具有重要作用，但缺乏体外细胞培养的方法。《Gastroenterology》上发表的一项最新研究，构建出视黄酸和淋巴毒素联用诱导人肠道M细胞的体外分化系统，且分化的M细胞具有内吞和转运肠病毒的能力，为肠道免疫系统的研究增添新工具。（@爱的抉择）

王晓艳、贾伟、陈天璐等：衰老中的大鼠肠道菌群、代谢组和免疫因子的变化与关联

GEROSCIENCE[IF:6.444]

① 收集大鼠不同年龄段的回肠内容物及血清样本；② 大鼠的血清代谢产物及回肠菌群组成随衰老过程均发生了显著改变；③ 血清代谢产物与菌群组成相关，如4-羟基脯氨酸、脯氨酸及赖氨酸的水平随衰老而降低，而乳杆菌属、双歧杆菌属及Akk菌属等有益菌也随衰老而减少，两组之间呈正相关；④ 血清代谢产物与菌群功能相关，如氨基酸水平与脂代谢通路呈正相关；⑤ 鉴定了IL-10、IgA、IgM及IgG等免疫因子与特定肠道细菌及血清代谢产物间的关联。

Age-related compositional changes and correlations of gut microbiome, serum metabolome, and immune factor in rats
05-17, doi: 10.1007/s11357-020-00188-y

【主编评语】上海交通大学王晓艳与上海交通大学附属第六人民医院贾伟和陈天璐与团队在《GEROSCIENCE》上发表的一项新研究，对大鼠衰老过程中的肠道菌群、血清代谢组及免疫因子变化进行了分析，同时鉴定出了血清代谢产物与菌群组成及功能之间的关联，以及免疫因子与菌群、血清代谢产物之间的复杂关联。（@szx）

微生物所王军组发表Nanopore三代测序人类肠道病毒组的方法

Medicine in Microecology[IF:N/A]

① 健康人的肠道中存在共生病毒，包括噬菌体，DNA病毒和RNA病毒，作者从人粪便样品中富集了病毒样颗粒；② 使用牛津纳米孔技术(ONT)对进行扩增和不扩增的病毒核苷酸分别进行测序；③ ONT测序有潜力通过产生覆盖单个病毒颗粒内所有突变位点的基因组长读长并获得病毒基因组；④ 肠道病毒在人体中表现出高度个性化的组成；⑤ 得到的重叠群序列中新序列占测序总量的绝大多数，同时表观遗传修饰能直接在病毒基因组上被检测到。

Profiling of human gut virome with oxford nanopore technology
05-08, doi: 10.1016/j.medmic.2020.100012

【主编评语】Oxford Nanopore 的测序技术已成功用于多种应用场景下的宏基因组测序。2020年5月8日，中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室，中国科学院微生物研究所王军教授课题组的曹佳宝博士等人在《Medicine in Microecology》杂志发表了题为“Profiling of Human Gut Virome with Oxford Nanopore Technology”的文章。作者利用纳米孔测序，基于纳米孔高通量测序PromethION平台开发出一套用于病毒颗粒物理富集、逆转录、随机扩增来分析人类肠道病毒的工作流程。结果发现使用Nanopore测序病毒DNA和扩增后的病毒DNA/cDNA可获得更长读长的序列，提供有关病毒多样性的更多信息，且许多病毒序列并不在当前数据库中。此外，使用Nanopore测序非扩增的病毒DNA可以对噬菌体的表观遗传修饰（甲基化）信号进行检测。（@刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组）

Nature子刊：阴道菌群或能预测宫颈癌前病变消退

Nature Communications[IF:11.878]

① 纳入87名组织学确诊患有宫颈上皮内瘤变2阶段（CIN2）且未经治疗的16-26岁少女和年轻女性，对其阴道样本进行连续采样，探究阴道菌群（VMB）是否影响CIN2在24个月内的消退率；② 基线水平中，拥有乳酸杆菌优势菌群的女性在12个月时更可能发生疾病消退；③ 乳酸杆菌属的缺失和巨球藻、普雷沃氏菌属和加德纳菌属等特定厌氧菌群的存在与CIN2的持久性和消退缓慢有关；④ VMB组分或可用于CIN2疾病结果预测和病情监测，同时作为预防和治疗的靶点。

The vaginal microbiota associates with the regression of untreated cervical intraepithelial neoplasia 2 lesions
04-24, doi: 10.1038/s41467-020-15856-y

【主编评语】阴道微生物群组成（VMB）、人乳头状瘤病毒（HPV）感染和宫颈上皮内瘤变（CIN）之间存在关联，但因果关系尚不确定。《Nature communications》上发表的文章，通过对87名患CIN2的女性进行阴道菌群连续采样分析，发现VMB组分与CIN2的消退具有相关性，可用于预测CIN2疾病结果和定制化疾病监测，或可作为预防和治疗的靶点。（@爱的抉择）

Nature子刊：微孢子虫在防止疟原虫传播中的有益作用

Nature Communications[IF:11.878]

① 从肯尼亚地区的阿拉伯按蚊中分离到一株与Crispospora chironomi近缘的微孢子虫（Microsporidia MB）；② Microsporidia MB可通过雌性蚊子垂直传播给其子代；③ Microsporidia MB可防止疟原虫子孢子在蚊子唾液腺的定植，并减少疟原虫卵囊在中肠的形成；④ Microsporidia MB对蚊子的生殖能力和寿命无影响，其丰度随蚊龄而增加；⑤ 转录组分析表明，Microsporidia MB促进蚊子体内消化和免疫相关基因的表达。

A microsporidian impairs Plasmodium falciparum transmission in Anopheles arabiensis mosquitoes
05-04, doi: 10.1038/s41467-020-16121-y

【主编评语】疟疾是经按蚊叮咬或输入带疟原虫者的血液而感染疟原虫所引起的虫媒传染病，严重危害人类健康、影响社会经济发展。冈比亚按蚊是非洲撒哈拉沙漠以南地区最主要的疟疾传播媒介。由于疟原虫从人传蚊再蚊传人的循环性质、疟原虫对治疗药物的耐药性、蚊子对杀虫剂的抵抗力以及寄生虫复杂的生命周期，疟疾成为一种难以消除的疾病。在《Nature Communications》上发表的文章中，研究者从阿拉伯按蚊（Anopheles arabiensis）中分离到了一种可垂直传播且无害的共生微孢子虫，能有效防止疟原虫在蚊子体内定植和传播，或可作为限制疟疾传播的新策略。（@EADGBE）

合生制剂可改善老年人的多项健康指标

European Journal of Nutrition[IF:4.449]

① 60名老年人随机分为2组，干预组每日摄入合生制剂（含有植物乳杆菌PBS067、嗜酸乳杆菌PBS066、罗伊氏乳杆菌PBS072、菊粉与低聚果糖），对照组每日摄入安慰剂；② 在2个月的干预结束后，与干预前及对照组相比，干预组的腰围、空腹血浆胰岛素、总胆固醇、HDL胆固醇、非HDL胆固醇、甘油三酯、LDL胆固醇、高密度C反应蛋白、血清TNF-α水平、动脉血压及空腹血糖均得到显著改善；③ 相比于对照组，干预组的内脏肥胖指数得到了更多的改善。

Impact of a short-term synbiotic supplementation on metabolic syndrome and systemic inflammation in elderly patients: a randomized placebo-controlled clinical trial
05-16, doi: 10.1007/s00394-020-02271-8

【主编评语】《European Journal of Nutrition》上发表的一项RCT研究，在60名老年人中进行为期2个月的干预，发现每日补充合生制剂（含有3种乳杆菌属菌株及活性益生元——菊粉与低聚果糖）可显著改善多项心血管疾病风险及代谢综合征相关指标。（@szx）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，this little piggy，宇宙最酷Vera，szx，刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组，爱的抉择，陈苗

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