53分顶刊吹号角：融合菌群+营养科学，让儿童健康发育 | 热心肠日报

今天是第1897期日报。

Nature子刊：结合菌群和营养科学，改善儿童早期发育（评论）

Nature Medicine[IF:53.44]

① 肠道菌群破坏是营养不良原因之一，食物的营养价值除包含的营养物质外，还包括肠道菌群与食物分子的相互作用对健康的影响；② 可设计生物等效、地理适应的菌群导向性辅食（MDCF），这些MDCF由廉价的、当地可用的食物成分组成；③ 菌群将宿主生理与MDCF成分代谢相关联，有助于识别MDCF的生物活性成分，并能对不同MDCF配方的疗效和生物等效性进行关键评价，临床试验应进行多方面评估，包括菌群修复情况和宿主生理状态等。

Melding microbiome and nutritional science with early child development
07-29, doi: 10.1038/s41591-021-01451-1

【主编评语】Nature Medicine近期发表Jeffrey Gordon团队的评论文章，概述了儿童营养不良与肠道菌群之间的关系，及如何基于肠道菌群-食物营养-人体三者的相互关系设计菌群导向性辅食。最后，评论还进一步提出了展望，如未来是否可为孕期妇女开发以菌群为导向的治疗性食品，以最大限度地提高她们的营养健康，并尽可能地减少其后代发生低出生体重等健康问题。（@nana）

国内团队：自闭症儿童的肠道菌群变化

Gut[IF:23.059]

① 纳入72名ASD患儿及74名正常发育儿童，对粪便样本进行深度宏基因组测序；② ASD和实际年龄对儿童粪便菌群的影响最显著，而饮食则没有相关性；③ 与正常发育儿童相比，ASD患儿的粪便菌群组成发生显著变化，且细菌丰富度显著增加；④ 5个细菌物种可区分ASD患儿及正常发育儿童（验证队列中AUC=76.2%）；⑤ 神经递质生物合成相关的菌群功能在ASD患儿中显著降低；⑥ 正常发育儿童中观察到的与生长相关的肠道细菌的发育动态在ASD患儿的整个生命早期消失。

Underdevelopment of the gut microbiota and bacteria species as non-invasive markers of prediction in children with autism spectrum disorder
07-26, doi: 10.1136/gutjnl-2020-324015

【主编评语】来自香港中文大学的黄秀娟团队与香港理工大学的Ruth Chan团队在Gut上发表的一项最新研究，对比了自闭症谱系障碍（ASD）患儿与发育正常儿童的肠道菌群差异。（@aluba）

粪便miRNA谱可反映饮食和肠道菌群模式

Gut[IF:23.059]

① 对120名健康志愿者的粪便样本进行miRNA和宏基因组测序；② 49种miRNA在严格素食者、素食者和杂食者中差异表达；③ 脂代谢相关的miR-636和miR-4739与非杂食性饮食持续时间呈负相关，且独立于年龄因素；④ 17种miRNA与营养素摄入量（特别是动物蛋白、磷及脂质）相关；⑤ 相比于严格素食者和素食者，杂食者的普氏菌属和罗氏菌属的丰度更高，而拟杆菌属的丰度更低；⑥ 脂质代谢相关的miR-425-3p和miR-638的表达水平与特定菌种的丰度增加相关。

Stool microRNA profiles reflect different dietary and gut microbiome patterns in healthy individuals
07-27, doi: 10.1136/gutjnl-2021-325168

【主编评语】Gut上发表的一项最新研究，对120名健康受试者的粪便miRNA进行分析，并收集饮食记录，发现miRNA谱与饮食模式（严格素食、素食或杂食）、营养摄入量及肠道菌群组成相关，尤其是部分脂代谢相关miRNA，提示脂质可能作为宿主-菌群互作及相关表观遗传变化的驱动因素。（@aluba）

Nature 子刊：设计生物传感器，增强工程菌趋向性

Nature Biomedical Engineering[IF:25.671]

① 在细菌中构建缺氧、低PH、乳酸生物传感器，以控制GFP基因表达，用以上传感器控制asd基因表达，可调控工程细菌（缺少细菌必需基因asd）自身生长；② 由驱动asd的缺氧启动子和驱动第二必需基因(glms)的乳酸生物启动子组成的乳酸-缺氧“和”逻辑门遗传电路，提高了细菌生长特异性；③ 缺氧、低PH生物传感器可感知宿主相应的生理信号，控制细菌的生长和丰度；④ 低氧和乳酸启动子控制的工程细菌，可增加细菌在小鼠肿瘤部位的特异性定殖。

Enhancing the tropism of bacteria via genetically programmed biosensors
07-29, doi: 10.1038/s41551-021-00772-3

【主编评语】目前，大多数细菌治疗依赖于细菌的自然趋向性，即细菌在特定的宿主组织或微环境中优先生长。即便如此，许多细菌依然会在多个生态位定殖，出现“脱靶”效应。Nature Biomedical Engineering最近发表的文章中，通过对细菌的遗传电路的编程设计，将细菌生长与感知氧气、pH值或乳酸的基因回路耦合，增强了工程细菌的趋向性。用pH值或低氧传感器设计的细菌，在生理相关的酸性或氧气条件下表现出优先生长的特性，当口服给小鼠时，在高PH和氧含量高的部位生长减弱。在带有皮下肿瘤的小鼠中，通过“和”门耦合的缺氧和乳酸生物传感器工程细菌，显示出更高的肿瘤定殖特异性。（@nana）

用机器学习预测药物-菌群互作（综述）

Biotechnology Advances[IF:14.227]

① 药物与人体菌群存在双向互作，且具有个体差异；② 肠道菌群既可通过酶促转化直接进行药物代谢，也可通过调节胆汁酸、上皮通透性 、肠道蠕动、肠道药物转运蛋白、肝代谢等间接影响药物的药效和毒性；③ 许多药物会改变菌群结构和功能，从而产生有害或有益作用；④ 聚类、随机森林等机器学习算法，能用于阐释和预测药物与菌群的互作，为个性化用药提供指导；⑤ 扩展药物-菌群互作的体内数据、解释算法决策过程等，是临床转化中面临的挑战。

Predicting drug-microbiome interactions with machine learning
07-11, doi: 10.1016/j.biotechadv.2021.107797

【主编评语】搞清药物与菌群的相互作用，可指导药物研发和个体化医疗。Biotechnology Advances近期发表综述，回顾了关于药物-菌群互作的研究进展，并探讨了机器学习在该领域中的应用情况和未来前景，推荐专业人士关注。（@mildbreeze）

基于组学数据挖掘人肠道菌群中的酶（综述）

Trends in Biotechnology[IF:19.536]

① 组学数据结合生物信息学方法可用于预测人肠道菌群中的酶的功能；② 基于代谢物挖掘酶的方法：结合转录组和宏转录组数据，比较基因组数据，宏基因组-代谢组学数据相关性分析；③ 基于序列注释酶功能的方法：基于共同的生化特性，蛋白序列相似性网络分析和基因组背景分析；④ 基于蛋白结构注释酶功能的方法：蛋白结构分类，高通量分子对接；⑤ 肠道菌群相关酶的挖掘有利于解析菌群的催化作用及机制，或可指导肠道菌群在临床诊疗方面的应用。

Discovery and mining of enzymes from the human gut microbiome
07-22, doi: 10.1016/j.tibtech.2021.06.008

【主编评语】肠道菌群可表达大量不同功能的酶，介导菌群代谢物的生成，从而影响宿主生理和健康，但目前人们对于这些酶的研究仍存在大量空白。Trends in Biotechnology近期发表综述，详细总结了基于组学数据（宏基因组、代谢组、转录组、宏转录组等）来挖掘肠道菌群中的酶的研究方法，推荐专业人士参考。（@mildbreeze）

赵江潮团队：猪肠道菌群培养组学详解

mSystems[IF:6.496]

① 采用53种培养方式（结合不同培养基和供氧条件），对猪在哺乳期、保育期、生长期和肥育期的肠道菌群进行分离培养和测序；② 随着生长猪肠道菌群多样性不断增加；③ 与非培养法分析原始粪样相比，混合不同培养方式中的菌落的纯培养法可鉴别更多细菌扩增子序列变体，菌群多样性高；④ 两种方法均发现普雷沃氏菌、巨球型菌、乳杆菌、链球菌、厌氧弧菌和拟杆菌为猪肠道优势菌属；⑤ 研究绘制了猪肠道菌培养参考图，可为特定菌种选择合适的培养条件。

Comprehensive Cultivation of the Swine Gut Microbiome Reveals High Bacterial Diversity and Guides Bacterial Isolation in Pigs
07-20, doi: 10.1128/mSystems.00477-21

【主编评语】猪不仅是研究肠道菌群的模式生物，也是重要的养殖动物。开展猪肠道菌群的培养组学工作，将为进一步研究猪的肠道细菌功能及其与疾病的因果关系奠定基础。阿肯色大学赵江潮团队近期在mSystems发表研究，提供了一份最新的猪肠道微生物组综合性培养指南。（@solo）

上海第十人民医院：粪菌移植干预IBS的长期效果

Frontiers in medicine[IF:5.091]

① 纳入227名IBS患者进行3种方式的FMT治疗，并根据1年后疾病情况决定是否继续治疗，随访5年；② 初次治疗后1、3、6、12、24、36、48和60个月的有效率分别为51.92%、74.62%、74.41 %、71.54%、75.00%、73.03%、61.64%和62.71%，口服胶囊的效果和依从性最好；③ FMT后1个月，IBS严重程度分数显著下降；④ FMT后3个月，IBS生存质量分数显著提高，疲劳评定量表分数显著降低；⑤ 随访期间无严重不良事件，39.21%的患者出现副作用但在病症治疗下缓解。

Long-Term Follow-Up Results of Fecal Microbiota Transplantation for Irritable Bowel Syndrome: A Single-Center, Retrospective Study
07-30, doi: 10.3389/fmed.2021.710452

【主编评语】越来越多的研究和临床试验证实，粪菌移植（FMT）可以缓解肠易激综合征（IBS），但是尚不清楚其长期效果如何。同济大学附属第十人民医院Qiyi Chen与团队近期在Frontiers in medicine发表的回顾性研究，对接受FMT干预的IBS患者5年长期随访的数据进行了分析，并对比了3种移植方法的效果和依从性的差异。结果显示FMT干预可改善IBS，但治疗效果会随时间减弱，因此需要定期/重复干预以维持疗效。（@兵兵）

短期补充菊粉未改善2型糖尿病患者的血糖调控及肠降血糖素应答

Diabetic Medicine[IF:4.359]

① 29名成年糖尿病患者随机分为2组，每天分别摄入16g菊粉型果聚糖或16g的对照补充剂（麦芽糊精），干预持续6周，中间间隔4周清洗期后进行交叉干预；② 菊粉型果聚糖干预后，膳食诱导的血浆GLP-1应答的预测平均值下降4.8%，而对照补充剂干预后增加8.6%，两组之间具有显著差异；③ 两组之间的空腹血糖、餐后血糖、胰岛素及GLP-2水平则无显著变化；④ 可能需要更长时间的益生元干预才能使肠道细菌发生变化。

Effects of prebiotics on postprandial GLP-1, GLP-2 and glucose regulation in patients with type 2 diabetes. A randomised, double-blind, placebo-controlled crossover trial
07-23, doi: 10.1111/dme.14657

【主编评语】Diabetic Medicine上发表的一项随机双盲安慰剂对照交叉试验，对29名成年2型糖尿病患者进行6周的益生元（菊粉型果聚糖）或安慰剂干预，补充菊粉并未改善患者的肠降血糖素（GLP-1、GLP-2、胰岛素）应答及血糖调节。（@aluba）

感谢本期日报的创作者：nana，白蓝木，fzc，KJL，兵兵，楸楸

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