Nature子刊重磅：对人类微生物组的认知有哪些“误区”？ | 热心肠日报
今天是第2615期日报。
Nature子刊：关于人类微生物组，有哪些误解（观点）
Nature Microbiology[IF:28.3]
① 微生物组研究始于十九世纪末，并不是一个新领域；② 每克湿重粪便中含有10^10~11个微生物细胞，微生物群总重量可能小于500克；③ 微生物群数量和人类细胞的比例因人而异，并不都是1:1；④ 母系遗传的微生物群作用较小；⑤ 因个体差异，多数疾病并没有特征性病原菌组；⑥ 厚壁菌：拟杆菌的比例和肥胖没有确切的直接关系；⑦ 不同微生物之间的功能并不冗余；⑧ 测序技术存在偏差，也没有完美的标准化方法；⑨ 只要条件合适，人类大多数微生物是可培养的。
Human microbiome myths and misconceptions
07-31, doi: 10.1038/s41564-023-01426-7
【主编评语】在过去的二十年中，对人类微生物组研究的兴趣呈指数级增长。然而，令人遗憾的是，这也带来了一定程度的炒作和错误信息，可能会对研究的进展和公众对研究的信心造成负面影响。为此，发表在Nature Microbiology上的一项观点文章强调了一些缺乏坚实证据支持的人类微生物组的观点。通过展示这些例子，作者希望引起人们对文献中可能存在的不准确观点的关注，并认识到在描述复杂的人类微生物组时，细微差别的重要性。（@EADGBE）
Nature Reviews：共生真菌与肠道健康（综述）
Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology[IF:65.1]
① 真菌是肠道菌群成员，其激活的免疫途径与细菌不同；② 炎症或癌症期间，肠道真菌增多，其定植生态位改变；③ 真菌在肿瘤或IBD肠上皮中的定植可激活免疫反应，加剧致病性炎症，抑制损伤修复及抗肿瘤免疫；④ 一些真菌可激活 Th17和浆细胞，促进抵抗感染；⑤ 肠道细菌通过产生抗真菌毒素/代谢物和激活宿主免疫来限制真菌定植，使用广谱抗生素与真菌定植增加相关；⑥ 真菌生命周期复杂，其形态转变可影响粘附能力、毒素分泌、肠道定植和代谢物分泌。
Commensal fungi in intestinal health and disease
07-21, doi: 10.1038/s41575-023-00816-w
【主编评语】共生真菌在健康和疾病中的重要性日益突显。Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology发表的这篇综述，讨论了真菌群特定成员参与肠道疾病（包括炎症性肠病、结肠直肠癌和胰腺癌）的证据，强调了真菌与肠道细菌和免疫系统相互作用的重要性，同时也探讨了真菌群在肠道中的有益作用，以及潜在的基于真菌治疗方法。（@mildbreeze）
Cell子刊：共生细菌如何在宿主的粘液中聚集？
Cell Host and Microbe[IF:30.3]
① 无菌斑马鱼定植表明肠道中的气单胞菌共生体(Aer01）和宿主肠道粘液之间存在很强的空间关系，体外培养发现黏液蛋白及分解产物能驱动Aer01聚集；② Aer01的粘附素——MbpA驱动其在肠内的聚集，MbpA受到破坏后，Aer01定植到正常水平，但主要是浮游性的，更具有促炎性，增加细胞表面MbpA可逆转这些特性；③ MbpA样粘附素在人类相关细菌中很常见，在缺乏MbpA的Aer01中表达阿克曼氏菌MbpA样粘连素，可恢复其肠道聚集并逆转其促炎特性。
A mucin-regulated adhesin determines the spatial organization and inflammatory character of a bacterial symbiont in the vertebrate gut
07-28, doi: 10.1016/j.chom.2023.07.003
【主编评语】健康的肠道中，微生物常常和宿主的粘液聚集在一起，但这种组织结构的分子基础以及对健康的影响尚不清楚。粘液是一种将共生微生物与上皮细胞分离的粘性物理屏障，同时也提供调节微生物行为的聚糖线索。Cell Host and Microbe近期发表的文章，发现斑马鱼肠道的气单胞菌共生体(Aer01）利用黏蛋白调节表达的粘附素，来控制其炎症特征和其在肠道的空间分布。并且在人类的肠道共生菌阿克曼菌也存在功能类似的粘附素，表明相似的微生物机制是人类肠道健康的基础。（@章台柳）
Cell子刊：肠道原生生物或可抑制病毒介导的口服耐受性丧失
Immunity[IF:32.4]
① 使用呼肠孤病毒分离物1型Lang (T1L)介导的口服耐受性丧失(LOT)小鼠模型，发现T.arnold促进口服耐受并保护免受呼肠孤病毒和鼠诺如病毒介导LOT的影响，这不会影响宿主的抗病毒免疫，也不依赖微生物群；② T.arnold保护T1L介导的LOT不依赖于琥珀酸盐和IL-25, 而IL-18必不可少；③ T. arnold直接抑制呈递饮食抗原的DC中病毒诱导IRF1/NF-kB炎症反应，从而限制其促进Th1反应的能力；④ T. arnold相关菌株可保护LOT抵抗谷蛋白和乳糜泻发展。
The gut protist Tritrichomonas arnold restrains virus-mediated loss of oral tolerance by modulating dietary antigen-presenting dendritic cells
07-20, doi: 10.1016/j.immuni.2023.06.022
【主编评语】对谷蛋白的口服耐受性（LOT）丧失是乳糜泻（CeD）的标志，是由树突状细胞（DC）引发谷蛋白特异性Th1免疫反应引起的。肠道病毒会诱导机体对谷蛋白的口服耐受性丧失，从而导致乳糜泻的发展。Immunity近期发表的文章，发现小鼠肠道共生原生物Tritrichomonas arnold，能够通过直接抑制促炎树突状细胞功能来防止病毒介导的口服耐受性丧失。（@章台柳）
国内团队：肠道菌群和代谢物或能鉴别不同类型糖尿病
EClinicalMedicine[IF:15.1]
① 招募36名健康对照（HC）、51名成人1型糖尿病（T1D）和56名2型糖尿病（T2D）患者为实验队列，28名HC、27名成人T1D和20名T2D为验证队列；② 成人T1D与HC和T2D的菌群及其代谢物组成存在显著差异，产短链脂肪酸细菌（直肠真杆菌）显著减少，酚酸及其衍生物水平显著下降；③ 与HC相比，成人T1D的细菌-病毒或细菌-真菌的跨界关系（噬菌体和有益菌间的正相关）显著减弱；④ 基于六种细菌和六种代谢物的预测模型可以高精度区分成人T1D与T2D和HC。
Distinct signatures of gut microbiota and metabolites in different types of diabetes: a population-based cross-sectional study
08-03, doi: 10.1016/j.eclinm.2023.102132
【主编评语】目前，全球超过一半的新诊断的1型糖尿病（T1D）发生在成年人身上，然而，近40%的成人发病的T1D最初被误诊为2型糖尿病（T2D），造成严重的医疗后果。先前的研究表明，肠道菌群和代谢物参与儿童发病的T1D和成人潜伏性自身免疫性糖尿病的发病机制，但没有一项研究提到成人发病的T1D。基于肠道菌群和代谢物的不同类型糖尿病的鉴别诊断方法的有效性可能被低估。中南大学湘雅二医院周智广和肖扬联合香港大学徐爱民团队在EClinicalMedicine上发表最新横断面研究结果，发现T1D成人患者在宿主-菌群-代谢物相互作用方面表现出独特的变化。基于肠道菌群和代谢物的算法可以用作不同类型糖尿病及其他类型糖尿病鉴别诊断的附加工具。（@RZN）
国内团队：中药Arula-7粉末或可治疗病原性大肠杆菌感染犊牛的腹泻
Microbiome[IF:15.5]
① 研究Arula-7粉末（ASP）对感染E.coli O1的犊牛腹泻、肠道屏障功能及其肠道菌群的影响；② ASP抑制变形菌、硒单胞菌和肠杆菌相对丰度，增加乳杆菌、粪杆菌和同源菌的相对丰度；③ ASP和环丙沙星（CIP）促进体重增加、降低腹泻率并增强抗氧化能力；④ ASP和CIP增加回肠中紧密连接蛋白ZO-1、Occludin和Claudin-1的表达，且血清中IL-2、IL-4、IFN-γ、IgA和IgG水平增加、回肠粘膜CD4+ T细胞增强、CD8+ T和CD11c+ T细胞降低而增强犊牛的免疫力。
Arula-7 powder improves diarrhea and intestinal epithelial tight junction function associated with its regulation of intestinal flora in calves infected with pathogenic Escherichia coli O1
08-05, doi: 10.1186/s40168-023-01616-9
【主编评语】致病性大肠杆菌感染会损害动物肠道菌群的结构和功能，但目前有关中药粉对肠上皮紧密连接功能、肠道菌群影响的报道较少。近日，内蒙古农业大学王纯洁团队在Microbiome上发表文章，发现Arula-7粉末早期干预形成的肠道菌群环境对病原性大肠杆菌感染犊牛的肠粘膜功能具有保护作用。（@圆圈儿）
妊娠早期母体糖皮质激素水平影响后代肠道细菌组成和功能
Microbiome[IF:15.5]
① 在婴儿、幼年和成年猕猴中，个体发育期间暴露母体高浓度糖皮质激素（GC）时间与后代肠道菌群变化相关；② 妊娠早期（而非妊娠晚期或哺乳期）母体GC水平升高会降低后代细菌丰度，且这种影响在食物丰富的季节更为明显；③ 妊娠早期母体GC对菌群组成和功能的影响随后代年龄增长而加剧，是产前后期或产后暴露影响的10倍；④ 产前早期较高GC与几种潜在促炎细菌相对丰度增加及双歧杆菌和其他抗炎类群丰度降低有关，且该影响随后代年龄增长而加剧。
The long-term gut bacterial signature of a wild primate is associated with a timing effect of pre- and postnatal maternal glucocorticoid levels
07-27, doi: 10.1186/s40168-023-01596-w
【主编评语】在发育过程中，母体糖皮质激素（GC）水平升高会对后代的形态、认知、行为以及生理和代谢产生不利影响。根据暴露GC时间的不同，这种影响的强度和方向也不同，可能随着后代年龄的增长而减轻，或者涉及更稳定和长期的表型性状的形成。母体GC水平对后代肠道细菌多样性、组成和功能的影响，以及这种影响对后代成年后的持久性，仍未得到充分研究。Microbiome上近期发表的论文，首次在野生阿萨姆猕猴中评估了母体GC水平变化对婴儿，少年和成年后代的肠道细菌多样性，功能和组成的影响。结果表明，妊娠早期母体GC水平的升高，会降低后代肠道中总体细菌丰度，打破有益和有害菌之间的平衡，促进潜在促炎物质的产生。（@RZN）
Nature子刊：利用机器学习评估微生物基因组质量的工具CheckM2
Nature Methods[IF:48]
① CheckM2是一种基于机器学习预测宏基因组组装基因组（MAG）完整度和污染率的改进方法；② CheckM2不依赖于谱系特异性标记集，更适合分析代表性较差或新谱系基因组，无需明确分类信息；③ 在已知完整度和污染率的模拟基因组上训练CheckM2，并应用于来自多种不同环境（土壤、肠道和海洋等）的MAG；④ CheckM2比现有方法更快、更准确，当应用于新的谱系和基因组大小减少的谱系时（如Patescibacteria和DPANN超级门），其性能优于CheckM1和BUSCO。
CheckM2: a rapid, scalable and accurate tool for assessing microbial genome quality using machine learning
07-27, doi: 10.1038/s41592-023-01940-w
【主编评语】基因组组装或者Binning获得的基因组草图，首先需要评估其质量，包括基因组完整度、污染度、序列分布等信息，其中CheckM是最常用的工具之一。近日，昆士兰大学研究人员在Nature Methods发表了最新生信工具CheckM2。CheckM2比现有方法更快、更准确，当应用于新的谱系和基因组大小减少的谱系时，它的性能优于现有方法，如Patescibacteria和DPANN超级门，值得关注。（@九卿臣）
Nature子刊：Greengenes2或可实现扩增子和宏基因组结果一致？
Nature Biotechnology[IF:46.9]
① 使用16S rRNA和宏基因组学的研究通常会产生不同的结果，通常归因于PCR扩增偏差；② 构建了一个名为Greengenes2的新参考数据库，可比较组合和统一来自16S rRNA或宏基因组测序的微生物组数据；③ 与SILVA相比，Greengenes2的系统发育覆盖率远大于过去的资源（如Greengenes和GTDB等）；④ 从相同人类微生物组样本中获得了16S和宏基因组测序数据，发现Greengenes2有助于标准化测序技术，两者均显示出高度相关的多样性评估、分类概况和效应大小。
Greengenes2 unifies microbial data in a single reference tree
07-27, doi: 10.1038/s41587-023-01845-1
【主编评语】使用16S rRNA和宏基因组学的研究通常会产生不同的结果，这通常归因于PCR扩增的偏差。近日，加州大学圣地亚哥分校Rob Knight及团队在Nature Biotechnology发表最新研究，发布了一个名为Greengenes2的新参考数据库，该数据库可以比较组合和统一来自16S rRNA或宏基因组测序的微生物组数据，值得关注。（@九卿臣）
李萍+李菁iMeta：编码胆盐水解酶的乳杆菌鉴定
iMeta[IF:N/A]
① 胆盐水解酶（BSHs）是胆汁酸（BAs）肝肠代谢所必需的酶；② 本研究中乳酸杆菌被鉴定为编码胆盐水解酶的关键菌属，并根据编码的BSH系统型将16个主要乳酸杆菌菌种分为4类；③ 对7种结合BAs体外解离活性最高的乳酸杆菌是编码BSH‐T3的菌株；④ 在小鼠体内的研究表明，给予编码BSH-T3的罗伊氏乳酸杆菌可以改变肠道菌群和代谢组的结构，并显著增加游离BAs和总BA排泄水平。
Taxonomic identification of bile salt hydrolase-encoding lactobacilli: Modulation of the enterohepatic bile acid profile
07-16, doi: 10.1002/imt2.128
【主编评语】中国药科大学李萍、李菁与团队在iMeta发表研究。本研究的发现促进了人类肠道菌群中编码胆盐水解酶的关键乳酸杆菌的分类鉴定，并阐明了它们对胆汁酸肝肠循环调节的贡献，这将有助于未来编码胆盐水解酶的益生菌应用于治疗以改善人类健康。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）
感谢本期日报的创作者：Leo，陈娟娟，YANG WEI，Sunflower，accepted，圆圈儿，白蓝木，刘永鑫-农科院-宏基因组