肠道宏基因组数据如何泄露宿主遗传信息？ | 热心肠日报

今天是第2539期日报。

Nature子刊：利用肠道宏基因组测序数据或可重建宿主信息

Nature Microbiology[IF:30.964]

① 从343名日本人肠道宏基因组中重建个人信息，发现97.3%的样本可根据性染色体测序深度准确预测遗传性别；② 根据从肠道宏基因组数据中恢复的人类reads，通过可能性评分能从匹配的基因型数据中重新识别个体，灵敏度为93.3%；③ 两步插补可从超深层肠道宏基因组数据中重建全基因组常见变异的基因型，证明常见和罕见变体的基因型都可从粪便样本中重建，包括临床相关变异；④ 从超深层肠道宏基因组数据中成功鉴定一组罕见变异，如pLoF和致病变异。

Reconstruction of the personal information from human genome reads in gut metagenome sequencing data
05-15, doi: 10.1038/s41564-023-01381-3

【主编评语】粪便样本中存在的人类 DNA 会导致肠道鸟枪法宏基因组测序数据中出现少量的人类reads。然而，目前尚不清楚有多少个人信息可以从这些reads中重建出来，而且还没有进行定量评估。近日，日本大阪大学研究人员在Nature Microbiology发表最新研究，从343名日本人肠道宏基因组中重建个人信息。基于人类对肠道宏基因组数据的reads，开发了一种从基因型数据集中重新识别个体的方法。通过计算可能性得分，可有效利用肠道宏基因组中的少量reads，量化肠道宏基因组数据中包含的个人信息，值得关注。（@九卿臣）

西湖大学Nature子刊：菌群辅助的铁摄取促进肠道免疫耐受

Nature Communications[IF:17.694]

① 肠道中调节性T细胞（Treg ）的稳态依赖于高水平的细胞铁含量，肠道菌群产生的短链脂肪酸戊酸可促进铁的摄取；② 转铁蛋白受体1（TfR1）耗竭引起的Treg缺铁，导致肠道中Treg减少及致命性自身免疫性疾病；③ TfR1是c-Maf +Treg（肠道Treg的主要成分）分化所必需的；④ 机制上，铁增强转录因子HIF-2α mRNA的翻译，HIF-2α反过来诱导c-Maf表达；⑤ 菌群衍生的戊酸可促进肠道铁摄取和Treg分化，从而恢复结肠炎小鼠的免疫耐受并改善铁缺乏症。

Microbiota-assisted iron uptake promotes immune tolerance in the intestine
05-15, doi: 10.1038/s41467-023-38444-2

【主编评语】缺铁是炎症性肠病（IBD）患者中最常见的非肠道综合征，但其对肠道免疫耐受的影响尚不清楚。近日，西湖大学常兴团队在Nature Communications上发表文章，揭示菌群辅助的铁摄取促进肠道免疫耐受新机制，突出肠道营养摄取和免疫耐受之间的关联。（@圆圈儿）

华西医院：微生物疗法在抗癌治疗中有何作用？（综述）

Signal Transduction and Targeted Therapy[IF:38.104]

① 肠道菌群可通过在粘膜表面或肿瘤微环境中的接触依赖性效应和非接触依赖效应影响肿瘤发生；② 促癌细菌可能通过诱导DNA损伤和表观遗传学改变、干扰DNA损伤反应、触发异常信号通路、引起免疫抑制参与肿瘤发生；③ 细菌可通过直接或间接途径激活免疫进而杀伤肿瘤细胞，也可借助自身及其衍生的代谢物影响肿瘤发生；④ 肠道菌群可影响癌症治疗效果，涌现出很多当前和新兴的微生物干预/治疗策略及其临床应用方案，但其抗癌应用仍面临许多挑战。

Role of the gut microbiota in anticancer therapy: from molecular mechanisms to clinical applications
05-13, doi: 10.1038/s41392-023-01406-7

【主编评语】多项研究已经证明通过调节肠道菌群组成以提高抗癌药物的疗效是可行的。然而，仍需要深入了解人类微生物群与癌症的互作关系，对于挖掘其在癌症治疗中的全部潜力至关重要。近日，四川大学华西医院胡建昆、杨昆及团队在Signal Transduction and Targeted Therapy发表最新综述，重点论述了肠道菌群与癌症发展互作的分子机制线索，并强调了肠道菌群与免疫治疗、化疗、放疗和癌症手术疗效的关系。此外，还总结了当前和新兴的用于癌症治疗的微生物干预措施及其临床应用，值得关注。（@九卿臣）

国内团队：胃酸响应性的ROS纳米生成器可有效治疗幽门螺杆菌感染

Advanced Science[IF:17.521]

① 开发酸响应性的活性氧(ROS)生成器，由金属多酚网络壳(MPN)及载有双氢青蒿素(DHA)的中孔金属有机纳米结构核(Fe-HMME)组成；② MPN在胃酸中解离并释放Fe-HMME，超声波可激发HMME产生1O2，亚铁离子可催化微环境中的H2O2产生·OH，DHA可与亚铁反应进一步产生·OH，共同消灭幽门螺杆菌(Hp)；③ ROS纳米生成器在体外可杀死多重耐药Hp并去除生物膜，且Hp感染小鼠模型中具有三联疗法类似疗效；④ 不同于三联疗法，ROS纳米生成器对肠道菌群无副作用。

Gastric Acid-Responsive ROS Nanogenerators for Effective Treatment of Helicobacter pylori Infection without Disrupting Homeostasis of Intestinal Flora
05-01, doi: 10.1002/advs.202206957

【主编评语】幽门螺杆菌感染可引起胃炎、胃溃疡、胃癌等多种胃病，且胃酸对抗生素的降解以及抗生素耐药菌株的流行降低了标准三联疗法的疗效，因此，目前迫切需要有效治疗幽门螺杆菌感染的策略。近日，中山大学丁鑫、袁佩妍团队联合新加坡国立大学杨义燕团队在Advanced Science发表文章，成功开发胃酸响应性的ROS纳米生成器可有效治疗幽门螺杆菌感染而不破坏肠道菌群稳态。（@圆圈儿）

Cell子刊：线粒体呼吸链复合物I抑制剂选择性杀灭幽门螺杆菌

Cell Chemical Biology[IF:9.039]

① 呼吸复合物I是一种真核细胞和许多细菌之间保守的多组分酶；② 线粒体复合物I抑制剂可有效阻碍Cag IV型分泌系统（幽门螺杆菌主要毒力因子）的蛋白质转运，选择性杀死幽门螺杆菌，而空肠弯曲杆菌和其它代表性物种不受影响；③ 抑制剂立即减少氧气和ATP的快速消耗，对膜电位影响相对较小表明IV型分泌强烈依赖于细菌ATP水平；④ 结合不同表型分析、抗性诱导突变选择和分子建模方法，证明幽门螺杆菌复合物I醌结合口袋独特组成是超敏反应的基础。

Selective killing of the human gastric pathogen Helicobacter pylori by mitochondrial respiratory complex I inhibitors
04-25, doi: 10.1016/j.chembiol.2023.04.003

【主编评语】Cell Chemical Biology近期发表的文章，发现幽门螺杆菌中呼吸复合物I的独特组成使这些细菌极易受到针对复合物I醌结合袋的小分子抑制剂的影响，而肠道细菌则不受影响，这为开发选择性抗菌药物提供了机会。（@章台柳）

益生菌或肥皂可替代消毒剂，用于预防非ICU病房的医院获得性感染

EClinicalMedicine[IF:17.033]

① 纳入18个非ICU病房的13896名住院患者，病房表面随机使用肥皂、消毒剂或益生菌进行5个月的常规清洁；② 肥皂组4708名、消毒剂组4535名、益生菌组4653名，暴露天数共98933天，评估三种表面清洁策略对医院获得性感染（HAI）发生率的影响；③ 肥皂组的HAI发生密度为每1000个暴露日2.31例，消毒剂组和益生菌组相似，均为每1000天暴露2.21例；④ 在非ICU病房的HAI预防中，消毒剂并不优于肥皂或益生菌。

Environmental cleaning to prevent hospital-acquired infections on non-intensive care units: a pragmatic, single-centre, cluster randomized controlled, crossover trial comparing soap-based, disinfection and probiotic cleaning
04-06, doi: 10.1016/j.eclinm.2023.101958

【主编评语】EClinicalMedicine上发表的一项随机对照交叉试验，在近1.4万名非ICU病房的住院患者中，分别使用肥皂、消毒剂或益生菌进行常规清洁，相比于肥皂或益生菌，消毒剂对医院获得性感染的预防作用并无优势。（@aluba）

益生菌或可用于治疗严重急性营养不良儿童的腹泻症状（RCT）

American Journal of Clinical Nutrition[IF:8.472]

① 最终纳入384名患有严重急性营养不良（SAM）的儿童，随机分为益生菌组和安慰剂组；② 对于腹泻儿童，益生菌组的患病天数低于安慰剂组；③ 对于16个月或以上的儿童，益生菌组的腹泻风险低于安慰剂组，但年龄最小者的风险无显著差异；④ 在第6周40.6%的益生菌组婴儿等待营养恢复，而安慰剂组为68.7%，但两组在第12周的营养恢复率相似；⑤ 益生菌对肺炎发病率和转移到住院治疗没有影响。

Probiotics for children with uncomplicated severe acute malnutrition (PruSAM study): A randomized controlled trial in the Democratic Republic of Congo
04-19, doi: 10.1016/j.ajcnut.2023.01.019

【主编评语】严重急性营养不良（SAM）每年导致全球近 100 万人死亡，腹泻和肺炎是与死亡率相关的常见病。越来越多的证据表明，肠道菌群失调在儿童营养不良中具有重要作用，因此或可开发靶向肠道菌群的疗法，用于预防或治疗营养不良。American Journal of Clinical Nutrition发表最新一项开展于刚果的随机对照试验，评估了益生菌对无并发症的SAM患儿腹泻、肺炎和营养恢复的影响。（@RZN）

益生菌对超重/肥胖个体的影响（综述）

Clinical Nutrition[IF:7.643]

① 纳入33项随机对照试验（样本量从21到220名受试者不等），总结益生菌对超重/肥胖个体的体重及肥胖指标的影响；② 约30%的随机对照试验报告了益生菌可显著降低体重及BMI，约50%的随机对照试验报告了益生菌可显著降低腰围及总脂肪量；③ 在干预时长≥12周，益生菌剂量≥10^10 CFU/天、以胶囊、小袋或粉末的形式且无能量限制的试验中，益生菌的有益效果更为一致。

Randomized controlled trials reporting the effects of probiotics in individuals with overweight and obesity: A critical review of the interventions and body adiposity parameters
04-04, doi: 10.1016/j.clnu.2023.03.017

【主编评语】Clinical Nutrition上发表的一篇评论性综述，总结了33项随机对照试验的数据，在30%的研究中，益生菌可显著降低体重及BMI；在50%的研究中，益生菌可显著降低腰围及总脂肪量。（@aluba）

国内团队：减肥草药干预疗法或可缓解肥胖

Frontiers in Endocrinology[IF:6.055]

① 将37名（年龄18-60岁，BMI 28-48 kg/m2）肥胖患者分为两组，治疗组服用含有中草药灵芝、黄连、黄芪、莲子和枳壳的“W-LHIT”胶囊，对照组服用安慰剂，进行一项为期两个月的随机双盲II期试验；② 治疗组体重减轻和BMI下降程度显著高于安慰剂组，且两个月体重无反弹；③ W-LHIT有效改善患者肥胖相关的血压、血糖和血脂指标；④ W-LHIT调节患者肠道菌群结构，Akk菌和粪肠球菌丰度增加，变形杆菌丰度降低。

Clinical efficacy of weight loss herbal intervention therapy and lifestyle modifications on obesity and its association with distinct gut microbiome: A randomized double-blind phase 2 study
03-22, doi: 10.3389/fendo.2023.1054674

【主编评语】肥胖在世界范围内的流行率一直在上升，对公众健康构成严重威胁。在我国，超重和肥胖人数一直在以惊人的速度增加。药物干预是一种有效且被广泛接受的辅助治疗肥胖的方法。河南中医药大学与纽约医学院、美国Healthy Freedom LLC公司合作在Frontiers in Endocrinology发表最新临床II期试验结果，表明由5种中草药（灵芝、黄连、黄芪、莲子和枳壳）组成的减肥草药胶囊能有效降低肥胖病人的体重和BMI，并改变肠道菌群。（@RZN）

广州医科大学：线粒体DNA和琥珀酸与特应性皮炎中的肠-皮肤轴

Journal of Allergy and Clinical Immunology[IF:14.29]

① 采用机械损伤皮肤和花生过敏原表皮致敏方式构建模型，采集造模后小鼠血清、皮肤及肠道等样本，发现小鼠出现系统性变态反应；② 小鼠皮肤及小肠均出现不同程度TH2/TH17混合型炎症，皮肤中炎症产生更迅速，血清中琥珀酸及肠道中琥珀酸产生菌含量显著增加，2型炎症反应增强；③ 造模后循环系统中线粒体DNA显著上调，肠道中潜在促炎信号通路（STING信号通路）明显被激活；④ 临床样本证实特应性皮炎患儿外周血浆中琥珀酸和mtDNA水平也显著升高。

Succinate and mtDNA Trigger Atopic March from Atopic Dermatitis to Intestinal Inflammation
2022-12-29, doi: 10.1016/j.jaci.2022.11.026

【主编评语】近年来，多项前瞻性队列利用“特应性疾病进程”或“过敏性疾病进程”来探究从婴儿早期特应性皮炎开始向其他过敏性疾病（如食物过敏、哮喘和过敏性鼻炎）转化的过程。近日，广州医科大学陶爱林及团队在Journal of Allergy and Clinical Immunology发表最新研究，通过过敏性模型和特应性皮炎临床样本，发现循环系统中的线粒体DNA及琥珀酸在特应性疾病进程中发挥关键作用。总之，该研究为临床上特应性进行性疾病的诊断及预防提供了新的思路，值得关注。（@九卿臣）

感谢本期日报的创作者：Sunflower，Jack Chen，WK红叶，accepted，Jenny，九卿臣

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