张雪松等Cell子刊：抗生素促T1D，母体菌群移植助缓解 | 热心肠日报

今天是第1883期日报。

张雪松等：早期抗生素暴露增加1型糖尿病风险，移植母体菌群或能逆转

Cell Host and Microbe[IF:21.023]

① 移植母体盲肠菌群（CMT）能抑制由生命早期抗生素暴露引起的NOD小鼠1型糖尿病（T1D）进展加速；② CMT可恢复被抗生素扰乱的肠道菌群，包括多样性、特定细菌含量（如有潜在T1D保护作用的S24-7菌科等）和代谢通路；③ 这伴随着代谢物以及回肠基因表达模式（及其上游的基因剪接、组蛋白修饰和miRNA表达）的恢复，促进了回肠CD44、TLR2和Reg3γ等先天免疫效应因子的正常化；④ CMT恢复的肠道菌群或通过减少免疫活化来抑制T1D，Reg3γ有核心作用。

Maternal cecal microbiota transfer rescues early-life antibiotic-induced enhancement of type 1 diabetes in mice
07-20, doi: 10.1016/j.chom.2021.06.014

【主编评语】NOD小鼠生命早期的抗生素暴露会扰动肠道菌群、增强1型糖尿病（T1D）的发生发展（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1083488633）。美国罗格斯大学张雪松、Martin Blaser与研究团队在Cell Host and Microbe发表的一项最新研究，通过小鼠实验、细胞实验以及多组学和网络分析表明，抗生素扰动后通过移植分娩时的母体盲肠菌群进行早期干预，可抑制抗生素诱发的小鼠T1D加剧，伴随菌群和代谢物、回肠基因表达和基因调控以及先天和适应性免疫效应因子的恢复。该研究揭示了肠道菌群在调控T1D中的可能机制，为进一步挖掘T1D的预防干预靶点提供了新线索。（@mildbreeze）

Nature子刊：小心！过量的膳食抗氧化剂或许加速衰老

Nature Communications[IF:14.919]

① 给年轻或衰老的果蝇长期补充谷胱甘肽或及其前体N-乙酰半胱氨酸（NAC），扰乱基因的表达，抑制抗衰老基因表达，抑制SKN-1介导的基因转录，加速衰老；② 限制饮食中硫醇的摄入，包括肠道菌群来源的硫醇代谢物，可延长寿命；③ 药物性限制GSH可激活未折叠蛋白反应，增强线虫和人体细胞对蛋白毒性应激的抵抗能力。④ 对健康个体而言，应该避免补充过量的膳食抗氧化剂，而依赖于内源性GSH生物合成，来调控细胞氧化还原状态，促进ROS信号的稳态。

Dietary thiols accelerate aging of C. elegans
07-15, doi: 10.1038/s41467-021-24634-3

【主编评语】谷胱甘肽（GSH）是最丰富的细胞内抗氧化剂。活性氧（ROS）能促进衰老和与年龄相关的疾病，而抗氧化剂能中和ROS，因此GSH及其前体N-乙酰半胱氨酸（NAC）是最受欢迎的膳食补充剂之一。Nature Communications近期发表的文章，发现长期补充GSH和NAC可加剧衰老，缩短果蝇寿命。这提示我们，对于健康个体，应该避免补充过量的膳食抗氧化剂，应该依赖于内源性GSH生物合成，来调控细胞氧化还原状态，促进ROS信号的稳态。（@爱的抉择）

NEJM：治疗心血管疾病，每日应服用多少剂量的阿司匹林？

New England Journal of Medicine[IF:91.245]

① 15,076名动脉粥样硬化心血管疾病患者随机均分为2组，每日分别服用81mg或325mg的阿司匹林；② 中位随访26.2个月期间，81mg组共发生590例（7.28%）的死亡、心梗住院或中风住院事件，325mg组共发生596例（7.51%），无显著差异；③ 81mg组与325mg组的大出血住院率分别为0.63%（53例）及0.60%（44例），无显著差异；④ 81mg组的依从性更好：325mg组的剂量变更比例更高（41.6% vs. 7.1%），接受分配剂量治疗的中位天数更少（434天 vs. 650天）。

Comparative Effectiveness of Aspirin Dosing in Cardiovascular Disease
05-15, doi: 10.1056/NEJMoa2102137

【主编评语】New England Journal of Medicine上发表的一项随机对照试验结果，对1.5万名动脉粥样硬化心血管疾病患者进行2年左右的随访，发现相比于每日服用325mg的阿司匹林，每日服用81mg阿司匹林的治疗效果及安全性相似，而患者的依从性更好。（@aluba）

Science 子刊：表达抗原的工程细菌可以引起机体特异性免疫反应

Science Translational Medicine[IF:17.956]

① 构建在细菌表面表达脑膜炎球菌NadA的鼻咽部共生工程菌乳糖奈瑟菌（GM-Nlac ），与野生型菌株致病力相当，且能安全定殖在人上呼吸道；② 接受GM-Nlac干预的受试者能产生NadA特异性的IgG和IgA分泌浆细胞，及NadA特异性IgG记忆B细胞；③ Nlac定殖≥90天受试者的外周血中，存在NadA特异性的IgG记忆B细胞；④ 干预期间出现了针对NadA的血清转化，并产生针对表达NadA的脑膜炎球菌的血清杀菌抗体活性；⑤ 为期90天受试期间未发生工程菌的扩散传播。

A recombinant commensal bacteria elicits heterologous antigen-specific immune responses during pharyngeal carriage
07-07, doi: 10.1126/scitranslmed.abe8573

【主编评语】人的鼻咽部含有稳定的共生和潜在致病菌，可引起保护性的一级和二级免疫反应。研究表明鼻内感染共生乳糖奈瑟菌能产生安全且持续的咽部定植。因此，乳糖奈瑟菌或可作为一个载体，持续释放抗原到人体黏膜。Science Translational Medicine近期发表的文章，在乳糖奈瑟菌表面异源表达脑膜炎球菌抗原粘附素A (NadA)，并对其进行临床前质量和安全性评估，以确定工程共生菌是否可以引起有益的免疫应答。结果表明，表达NadA的工程细菌乳糖奈瑟菌，可引起人体产生有益的免疫应答。（@nana）

宁康等：用工程菌“一石二鸟”改善乳糖不耐受

BMC Biology[IF:7.431]

① 通过基因工程方法在质粒pETDuet1-1中构建具有两种功能状态的三稳定开关基因回路；② 该基因回路能分别响应肠道的乳糖和pH信号，在表达β-半乳糖苷酶和L-乳酸脱氢酶之间进行功能切换，从而促进乳糖消化和稳定肠道pH（将菌群发酵乳糖产生的乳酸消耗掉），以改善乳糖不耐受；③ 将该基因回路转化到大肠杆菌BL21中，获得工程菌株BL21: pETDuet1-1，于体外和体内验证了基因回路的功能有效性，并能在小鼠中恢复受过量乳糖摄入影响的肠道菌群。

An engineered genetic circuit for lactose intolerance alleviation
07-05, doi: 10.1186/s12915-021-01070-9

【主编评语】乳糖不耐受是常见的消化道问题，以往研究主要集中在加强肠道的β-半乳糖苷酶（β-GAL）的活性以促进乳糖消化，而忽略了肠道菌群发酵乳糖产生乳酸所导致的结肠pH值下降，以及由此引起的肠道β-GAL活性降低。华中科技大学宁康、Yi Zhan和闫云君与团队近期在BMC Biology发表文章，报道了一种用于构建工程菌株的基因回路，能根据肠道内的乳糖和pH信号在“促进乳糖消化”和“消耗乳酸以稳定肠道pH值”两种功能间进行切换，从而有效改善由过量乳糖摄入引起的肠道问题，为干预乳糖不耐受提供了新策略。（@mildbreeze）

徐健、苏晓泉等：用大数据引擎绘制全球菌群转化网络

mSystems[IF:6.496]

① 作者提出了一个菌群转换模型和一个基于网络的分析框架来描述和模拟全球微生物β多样性在多个生境中的变化和扩散；② 作者通过分析具有177,022个样本的转化网络，发现菌群在全球范围内具有内在的同源性，还发现菌群转化具有高度的稳定性和稳健性；③ 从该网络推导出菌群扩散的全局路线图能够跟踪菌群多样性形成和传播的潜在路径；④ 这种基于搜索的菌群网络为追踪全球范围内现有或新菌群的起源和进化提供了一个容易扩展的参考。

A Scale-Free, Fully Connected Global Transition Network Underlies Known Microbiome Diversity
07-13, doi: 10.1128/mSystems.00394-21

【主编评语】在自然界的各种生态系统中，微生物以群落（即“菌群”）的形式广泛存在并相互作用，从而深刻地塑造着地球生物圈的功能。然而，菌群多样性的形成和演变过程一直悬而未决。该研究提出了一种基于大数据搜索的理论模型，从多个尺度探索不同生态系统之间微生物组的内在关联与演化规律。基于该理论模型，研究人员运用前期开发的菌群搜索引擎 （MSE; http://mse.ac.cn）和超过17万例样本，计算和绘制了首个全球性的“菌群相互转化网络”，从而刻画出不同生态系统中菌群最可能的演化途径，对于重构历史上曾经存在过的菌群，或设计全新的菌群，具有重要的指导意义。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

拟杆菌优势的肠道菌群增强男性婴儿的神经发育

Gut Microbes[IF:10.245]

① 纳入加拿大CHILD队列研究的405名婴儿，贝利婴儿发展量表（BSID-III）评估1、2岁神经发育结果，收集4、12月龄粪便样品利用16S测序获得菌群结构信息；② 根据12月龄菌群的PAM聚类分析将婴儿分为三种类型：变形杆菌门优势菌群、厚壁菌门优势菌群、拟杆菌门优势菌群；③ 拟杆菌门优势菌群与2岁时的认知、语言和运动能力发育高相关，这种相关性仅在男性婴儿中显著存在；④ 拟杆菌优势菌群的特征是鞘脂合成和代谢增强，与链球菌形成拮抗关系。

Bacteroides-dominant gut microbiome of late infancy is associated with enhanced neurodevelopment
06-16, doi: 10.1080/19490976.2021.1930875

【主编评语】研究显示肠道菌群失调与孤独症谱系障碍之间具有关联性，但肠道菌群与健康婴儿早期神经发育之间的关系尚不清楚。Gut Microbes近期发表的文章，通过对加拿大CHILD队列研究的405名婴儿进行神经发育和肠道菌群的分析，发现婴儿12月龄时拟杆菌门优势菌群与2岁时的神经发育之间存在正相关关系，尤其是在男性中，而女性中没有这种相关性。（@爱的抉择）

高风险乳糜泻儿童发病过程中，菌群有哪些特征？

PNAS[IF:11.205]

① 对乳糜泻（CD）风险婴儿的肠道菌群进行横断面和纵向分析,发现CD发生时6种细菌和几种代谢物的丰度改变，而微生物种类或途径丰度没有变化；② CD发作之前，与自身免疫和炎症有关的微生物和代谢物增加，如Dialister invisus，副拟杆菌和毛螺菌科，色氨酸代谢，丝氨酸和苏氨酸；③ 具有抗炎作用的细菌(嗜热链球菌、柔嫩梭菌和梭状芽孢杆菌）在CD发病前减少：④ 卟啉单胞菌、高甘露糖型N-聚糖生物合成和丝氨酸或可作为CD特异性标志物。

Microbiome signatures of progression toward celiac disease onset in at-risk children in a longitudinal prospective cohort study
07-12, doi: 10.1073/pnas.2020322118

【主编评语】研究表明，除了接触麸质和遗传因素外，肠道微生物也通过介导麸质/环境因素和宿主免疫系统之间的相互作用，参与乳糜泻（CD）的发生发展。PNAS发表的文章，对乳糜泻风险婴儿的肠道微生物群进行了前瞻性宏基因组分析，以追踪乳糜泻发生前肠道微生物群的变化。从乳糜泻发病前18个月开始，对10名患有乳糜泻的婴儿和10名未患乳糜泻的婴儿进行了肠道微生物群、功能通路和代谢物的横断面和纵向分析。结果表明，在CD发病前的不同时间点，表现出促炎相关的细菌丰度增加，保护性和抗炎细菌丰度减少的模式。这些微生物组的变化，加上代谢组的发现，可能代表了乳糜泻发展的潜在生物标志物。本研究结果或为以肠道菌群为靶点预防和治疗CD提供理论支持。（@nana）

益生菌可辅助治疗慢性细菌性前列腺炎

World Journal of Urology[IF:4.226]

① 110名CBP患者随机等分为2组，抗生素组每日口服Levoxacin 500mg，一天一次，持续4周，益生菌组在Levoxacin的基础上，每日口服EcN 320mg，一天两次，持续4周，后一天一次，持续8周；② 干预后3个月，益生菌组患者的症状评分及生物学复发率均显著低于抗生素组患者；③ 干预后6个月，益生菌组患者的生物学复发率显著低于抗生素组患者；④ 抗生素组及益生菌组分别有3名及6名患者报告了轻度不良事件。

Escherichia coli Nissle 1917 as adjuvant therapy in patients with chronic bacterial prostatitis: a non-blinded, randomized, controlled trial
07-02, doi: 10.1007/s00345-021-03773-8

【主编评语】World Journal of Urology上发表的一项非盲随机对照试验，在110名慢性细菌性前列腺炎（CBP）患者中，发现相比于单独的Levoxacin治疗，Levoxacin+大肠杆菌Nissle 1917（Ecn）联合治疗可更好地控制患者的症状，并降低复发率。（@aluba）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，爱的抉择，aluba，Johnson，王新宇，刘永鑫-中科院-宏基因组，一只赵崽儿呀

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