肠道微生物组研究将细菌组成与健康结局及遗传因素关联起来

一项由剑桥大学研究人员牵头的大型国际研究发现，一类鲜为人知的肠道细菌在健康人群中出现的频率显著更高。这一类群被称为 CAG-170，在没有慢性疾病的人群中，其丰度持续处于较高水平。

研究团队采用先进的计算方法，在来自39个国家、超过11,000人的肠道微生物组样本中检索CAG-170的遗传“指纹”。与患有炎症性肠病、肥胖和慢性疲劳综合征等疾病的人相比，健康个体体内这类细菌更多。该数据集既包含健康人群，也包含被诊断为13种不同疾病的人群，包括克罗恩病、结直肠癌、帕金森病和多发性硬化。

CAG-170目前仅能通过其遗传特征被识别。科学家尚无法在实验室中培养其中的大多数细菌，这也使得对其进行直接研究变得困难。进一步的遗传分析显示，CAG-170具备大量合成维生素B12的能力。它还携带有助于分解肠道内碳水化合物、糖类和纤维的酶。

研究人员认为，CAG-170产生的维生素B12很可能主要是在支持其他有益肠道细菌，而非直接让宿主个体获益。换言之，这些微生物可能有助于维持更广泛肠道生态系统的平衡。该研究发表于期刊《Cell Host & Microbe》。

在第二项分析中，科学家考察了超过6,000名健康个体的完整肠道微生物组组成，以识别哪些物种最有能力稳定肠道生态系统。结果再次显示，CAG-170在与健康最稳定相关的类群中排名居首。第三项分析聚焦于菌群失调（dysbiosis）人群，这是一种肠道微生物组失去平衡的状态。CAG-170水平较低与更高的菌群失调发生可能性相关。

这项研究建立在此前构建人体肠道微生物基因组详细参考库的工作基础之上。该资源被称为“Unified Human Gastrointestinal Genome catalogue”，描绘了居住在人体内部微生物的遗传蓝图。研究共识别出肠道内超过4,600种细菌物种。值得注意的是，其中超过3,000种此前从未在该处被记录，凸显出微生物组仍有大量未知领域有待探索。

在另一项针对骨科术后恢复的研究中，研究人员在绝经后女性术前基线及术后6周两个时间点采集粪便样本。微生物谱分析采用Illumina MiSeq平台上的16S rRNA基因测序完成，数据处理与分类学分析使用QIIME2进行。结果显示，在恢复期间肠道微生物组成随时间发生显著变化。

细菌多样性在不同时间点存在差异，其中 Firmicutes 和 Bacteroidetes 被确定为优势菌门。这些分类单元丰度的增加与更好的功能结局和更快的恢复显著相关。相反， Proteobacteria 和 Escherichia 水平升高与愈合延迟及更差的临床表现相关。该预测模型的准确率达到85%，显示出肠道微生物组特征作为术后恢复指标的稳健性。

与此同时，迄今规模最大的全基因组关联研究（GWAS）在探索人类遗传因素与肠道微生物物种之间联系时，识别并复现了11个可塑造肠道微生物组组成的遗传变异，其中9个为首次报告。两项前后相继、发表于《Nature Genetics》的研究强调，参与肠道生理过程的基因可在塑造肠道微生物组方面发挥作用。

研究人员分析了来自4项瑞典人群队列研究的超过16,000名成年人的遗传数据与肠道细菌信息，据此识别出分布于8个基因的共15个遗传变异，这些变异与14种常见细菌物种显著相关。随后在挪威队列中对超过12,000人开展的复现研究证实了初始结果中的11个遗传变异，涉及6个基因。

在所识别的基因中，有2个此前已在GWAS研究中被报道并得到复现。它们分别是编码乳糖酶、在消化过程中分解乳糖的 LCT gene，以及编码决定细胞表面寡糖存在形式的糖基转移酶的 ABO gene。

在新发现的9个遗传变异中，包括编码感知微生物群产生脂肪酸的传感器的基因、参与胆汁酸代谢的基因，以及决定覆盖肠道的黏膜层组成的变异。其中一些遗传变异与麸质不耐受、痔疮及心血管疾病风险相关，提示肠道细菌组成的改变可能为更好理解遗传风险如何影响健康提供途径。