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重磅研究 | Microbiome：中科院微生物所建成人肠道微生物生物库（hGMB）

2021

06/11

微生态

A-

A+

本研究从239份健康中国志愿者粪便标本中分离到10558株细菌。

编译：微科盟R.A，编辑：微科盟木木夕、江舜尧。

微科盟原创微文，欢迎转发转载。

导读

在肠道微生物组学研究中，培养的肠道微生物资源起着至关重要的作用，如帮助揭示肠道微生物的功能和宿主微生物的相互作用。虽然已经进行了几项主要的研究来阐明培养的人类肠道微生物群，但迄今为止，多达70%的人类胃肠道微生物尚未培养。大规模的肠道微生物分离和鉴定以及对公众的可用性是肠道微生物研究和进一步描述人类肠道微生物功能的必要条件。本研究中，作者构建了人肠道微生物生物库（hGMB；主页：hgmb.nmdc.cn），而该研究是通过培养来自中国健康志愿者239份新鲜粪便样本的31份样本混合物中的10558个分离物，并将代表400个不同物种的1170个菌株保存在国际微生物保藏库（中国普通微生物菌种保藏管理中心，CGMCC等）中，以便在全球范围内长期保存和公众获取。根据国际原核生物命名规则，对102个新种进行了特征描述和命名，提出了28个新属和3个新科。hGMB代表了全球人类肠道16S rRNA基因扩增子数据（n=11647）中80%以上的常见和优势人类肠道微生物属和种，并培养了24个“最想要的”和“中等优先”分类群。作者总共测序了115个基因组，代表102个新分类群和13个已知物种。进一步的分析显示，新测序的hGMB基因组代表了统一人类胃肠道基因组（UHGG）中22个以前未培养的物种，并贡献了24个UHGG未发现的潜在“暗物种”。由hGMB基因组产生的非冗余基因目录涵盖了全球最大的人类肠道基因目录中50%以上的功能已知基因（KEGG直系同源），以及FUnkFams数据库中大约10%的“最想要的”功能未知蛋白质。本研究建立了一个可公开获取的人类肠道微生物生物库（hGMB），包含1170个菌株，代表400个人类肠道微生物种类。hGMB通过增加102个新物种、28个新属、3个新科和115个人类肠道微生物基因组，扩展了肠道微生物资源和基因组库，将为推动人肠道微生物研究提供有力的的资源支持。

论文ID

原名：Enlightening the taxonomy darkness of human gut microbiomes with a cultured biobank

译名：用培养微生物库揭开肠道微生物的面纱

期刊：Microbiome

IF：11.607

发表时间：2021.5.21

通讯作者：Shuang-jiang Liu（刘双江）& Chang Liu（刘畅）

通讯作者单位：中国科学院微生物研究所

实验设计

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视频摘要

结果

1 大规模培养来构建人肠道微生物库（hGMB）及其特性研究

从中国健康志愿者身上采集239份新鲜粪便样品，共混合成32份样品混合物（每种混合物的供者信息见表S2），用于大规模肠道微生物分离培养，而这个过程是遵循先前建立的工作流程，使用11种预处理方法和67种不同的培养条件（附表S3和S4）。收集琼脂平板上的单个菌落并测序16S rRNA基因（~1.4kb）。我们收集了18560多个菌落，获得了10558个纯培养物（培养物ID和全长16S rRNA基因序列见表S5）。通过在EZBioCloud和NCBI的16S核糖体RNA序列数据库的16S rRNA基因的BLAST分析，确定了这些培养物的分类学地位。通过16S rRNA基因序列同一性阈值为98.7%的聚类分析，10558个培养物在物种水平上被分为400个潜在分类单元。然后，按照“方法部分”所述，从400个分类单元中选出1170个代表菌株，用于新分类单元的鉴定和长期保存。根据：（1）系统发育分析，（2）形态学观察，（3）BIOLOG测试和（4）基因组分析的结果，在400个分类单元中，102个新分类单元包括28个新属和3个新科被鉴定。所有新分类单元的命名都遵循了国际原核生物命名法（ICNP）规则，其原始记录见表1。新分类单元的更详细描述见补充数据1。在本研究中，我们对115个基因组进行了测序，其中102个代表了新描述的分类单元（图S1，蓝色），6个代表已知物种的新分离株，其16S rRNA基因同一性小于相应类型菌株的98.7%（图S1灰色）；7个NCBI数据库中没有可用的基因组的菌株代表了已知物种的新分离株（16S rRNA基因同一性大于类型菌株的98.7%）。对115个基因组（10个完整基因组和105个草图基因组）的装配质量进行了评估，并显示在表S6中。115个基因组中绝大多数质量较好，平均完整度达97.65± 5.50%（中位数为99.26%），平均污染为0.63%± 0.96%（中位数为0.19%）和估计质量分数的平均值（完整性） − 5 × 污染）为94.49± 7.10% （中位数96.22%）。所有的基因组都可以通过公共数据库，即：在NCBI和中国国家微生物数据中心（NMDC），公开获取（见“数据和材料的可用性”）。

表1 hGMB中102个新分类单元的原始记录（分类等级*：“pebnv”表明了有效发表但是不符合ICNP命名法）；菌种描述*：更多详细说明见补充资料1）

通过上述工作，我们构建了人类肠道微生物生物库（hGMB），其中包括1170个菌株（表S7），代表了6门53科159属的400细菌物种（图1a）。hGMB中的所有1170株菌株已存放在中国微生物培养物总收集中心（CGMCC），供公众查阅（hGMB主页位于CGMCC网站：http://www.cgmcc.net/english/hgmb),新分类单元的模式菌株也被保存在韩国模式培养标本馆（KCTC）或NITE生物资源中心（NBRC）（表1）。hGMB主页（hGMB.nmdc.cn）和eLMSG6也提供了hGMB成员的菌株来源、表型特征和基因组数据。

‍

图1 hGMB的分类多样性和特异性。a显示hGMB分类多样性的分类学地位。102个新种、28个新属和3个新科的节点用红色表示。背景根据6个门进行着色，黄色：厚壁菌门，绿色：拟杆菌门，红色：变形杆菌门，蓝色：放线杆菌门，灰色：梭杆菌门，紫色：疣状杆菌门。外圈（珊瑚红指针）显示了hGMB所独有的138个物种。b不同肠道微生物库中肠道微生物的分类单元多样性。hGMB（本研究）：本研究构建的人类肠道微生物培养物共有400种102个新物种；SPORE：2016年构建的人类肠道微生物培养物集合包括121个物种，包括68个新的候选分类单元；BIO-ML：2019年构建的人类肠道微生物培养物集合包括106个物种和20个新的候选分类单元；培养组学（Culturomics）：2016年对人类肠道微生物的文化组学研究发现1056种，包括247个新分类单元，其中117个新分类单元在写本稿时仍然是候选分类单元；CGR：2019年构建的人类肠道微生物培养物集合包括319个物种，基于16S rRNA基因序列聚类，一致性为98.7%，其中141个分类单元为新的候选分类单元；HBC：2019年构建的人类肠道微生物培养物集合包含236个物种和100个新的候选分类单元。c维恩图显示了每个研究中独特的和共享的分类单元。在一个集合中唯一的或由不同研究共享的分类单元的数量在面板中被标记。d 在1项或1项以上研究声称的新分类单元。条形图中的数字表示新分类单元的数量。注：在b组和c组中比较的每个先前发表的研究的分类学多样性在“方法”中被重新挖掘和总结，并且在撰写本文时，所有提到的“新候选分类单元”从未被描述。

2 hGMB扩大了现有的人类肠道微生物库，并提供了“最需要”（“Most wanted”）分离的肠道微生物

为了更好地了解人类肠道微生物群的培养细菌多样性，并证明hGMB扩展了现有的公开人类肠道细菌库，我们将hGMB与最近大规模收集人类肠道微生物的主要工作进行了比较，如SPORE、CGR、BIO-ML、文化组学，和HBC。通过重新访问数据并从“方法”中所述的研究中提取分类信息，我们对每项研究的分类多样性进行了单独分析（图1b）。值得注意的是，除hGMB外，其他5项研究（SPORE、CGR、BIO-ML、Culturomics和HBC）中所有新的候选分类单元从未被描述过。进一步分析表明，不同类群的分类单元库相互重叠，图1c和d显示了6个研究中共享和独特分类单元的分布。这6项研究共收集了1519种来自人类肠道的非冗余培养细菌。hGMB为基于大规模培养的肠道微生物库提供了138种独特的肠道微生物（图1c）。值得注意的是，138个独特的hGMB物种中有76个是新的分类单元。如图1d所示，这6个集合贡献了416个非冗余的新候选分类单元，其中102个根据hGMB的ICNP规则在本研究中得到了很好的描述和命名，占总新分类单元的24.5%。

通过BLAST分析，我们进一步确定24种hGMB物种在人类微生物组学项目提出的“最需要”或“中等优先”的分类单元名单上（表S7）。一个“最想要”的分类单元Eubacteriumdifficile sp. nov.（Taxon_69）和9个“中等优先”的分类单元包括三个新属（Simiaoa gen. nov., Jutongia gen. nov. 和Wansuia gen. nov.）是本研究首次描述的新分类单元（表1）。

3 hGMB在很大程度上代表了人类肠道微生物群的物种多样性

为了进一步评估hGMB对人类肠道微生物群主要分类组成的物种代表性，我们从NCBI SRA数据库（日期：2020-02-22）收集了26项研究（N=26）的公开16S rRNA基因扩增子数据集。这26个数据集的样本数从102到3538不等，代表了来自不同遗传和环境背景的捐赠者的人类肠道微生物群（研究资料见表S8）。如“方法”部分所述，26个数据集分别进行处理、质量控制，并通过基于USEARCH的标准分析管道进行加权评估分析。结果显示，26个数据集共包含11647个质量控制样品（n=11647），每个数据集有228个± 85 OTUs。通过补充LTP数据库v132和102个新分类单元，使用LTP\u vhGMB对每个OTU的分类状态进行注释。按“方法”所述计算了每个注释物种或属的等加权平均相对丰度（RA）和出现频率。结果显示：总reads的76.3 ± 8.0% 和53.7 ± 11.8%分别代表了990属和1461种。如图2a和b所示，在从26项研究的24个数据集（属或种水平）取样后，累积曲线几乎饱和。26项研究的分类学组成在很大程度上可以代表在属和种水平上分类学定义的人类肠道微生物群组成。在26个研究样本（n=11647）中，有386个属出现占比1%以上（加权平均值大于1%），hGMB覆盖129个属。如果我们将等加权平均RA>0.1%的属定义为“优势属”，将等加权平均FOs>30%的属定义为“普通属”，则分别有69和74个属被认为是优势属和普通属（图2c）。优势属69个，占注释的16S扩增子reads的94.7 ± 4.7%；74个常见属占注释的16S扩增子reads的91.3%± 11.3%。hGMB分别占总属和优势属的85.1%和84.1%。如果使用相同的标准来定义“优势种”（等加权平均RAs>0.1%）和“普通种”（等加权平均FOs>30%），则从26项研究中识别出91个优势种和84个普通种（图2d）。hGMB覆盖了79.1%的优势种和80.9%的常见种。hGMB新描述了12个和16种，分别属于优势种和普通种。

图2 hGMB在属和种水平上培养恢复人肠道微生物群的主要成分。a和b采集1到26个16S rRNA基因扩增子数据集（表S8），显示分配属（a）和种（b）数量增加趋势的稀疏曲线用于组合分析。人类肠道常见属（条形图）和优势属（方框图和whiskers图）的覆盖率。所有被hGMB覆盖的属均为蓝色，而hGMB中不存在的属均为橄榄棕色。d人类肠道常见（条形图）、优势（盒whiskers图）物种的覆盖率。hGMB覆盖的所有属均为紫色，而hGMB缺失的属均为橄榄棕色。普通属/种：等重平均发生频率（FOs）>30%的属/种（定义：当一个分类单元出现在所有样本中时，定义FO=100%；当一个分类单元没有出现在任何样本中时，定义FO=0；平均加权FO是26项分析研究平均FOs的平均值）；优势属/种：等加权平均相对丰度（RA）>0.1%（log 10（RA（%））> − 1）（定义：等加权平均RA是26项分析研究的平均RAs的平均值）。c和d中的浅粉色背景突出了优势属/种和普通属/种共有的核心属/种，而浅蓝色背景则突出了优势属/种或普通属/种中唯一呈现的分类单元。c和d中的条形图显示了26个FO平均值（%）的平均值，而方框和whiskers图显示了每个研究中每个分类单元平均Ras（%）的对数10，中心线：中位数，方框边界：四分位，whiskers：Tukey极值。

4 新分类单元在全球人类肠道微生物群中普遍存在，并阐明了“暗物种”

在hGMB中的400种中，共有102种是首次被报道，它们代表了新的分类单元。为了显示人类肠道微生物群中新分类单元的分布和丰度，我们检索了代表全球健康人类GMs开放获取的宏基因组数据（n=1129）进行联合分析。宏基因组数据集（表S9）是通过GMrepo使用“方法”中所述的定义过滤条件进行搜索来选择的。在1129个宏基因组中，102个新分类单元的分布是通过基于kraken2的注释对每个样本进行调查的，每个样本带有定制的分类定义的GTDB数据库，补充了102个hGMB新分类单元物种基因组，以及每个样本中新分类单元的相对丰度用Bracken估算（详见“方法”）。在1129个宏基因组中平均72.4 ± 14.3%被分类，新的hGMB类群占15.4%± 7.4%的reads。表S10和图3显示的结果显示，102个新分类单元中有101个在至少一个宏基因组中被注释，并且101个新分类单元中有31个的平均RAs>0.1%（图3中的框和whisker图）。值得注意的是，新的hGMB分类单元广泛分布于全球人类肠道宏基因组中，因为95、82和17个新分类单元分别在所研究的宏基因组样品（n=1129）中有>50%、>90%和100%中被发现，分别占本研究所述所有新分类单元的93.1%、80.4%和16.7%（图3中的条形图）。

图3 全球健康人类肠道宏基因组中hGMB新分类单元的分布率（n=1129）。条形图显示了1129个分析的健康人肠道宏基因组中每个新分类单元的出现频率（FO）（表S9）（定义：当一个分类单元出现在所有样本中时，定义为FO=100%，而当一个分类单元没有出现在任何样本中时，定义为FO=0）；盒与whiskers图以log10格式显示了所有样品中每个新分类单元的相对丰度（RA）。中心线：中位数，方框边界：四分位数，whiskers：Tukey极值。

最近，研究人员通过构建迄今为止最大的统一人类胃肠道基因组（UHGG）数据库，确定了4644种推测的原核物种，70%的UHGG物种是基于宏基因组组装基因组（MAG）分配的，但缺乏培养的微生物物种代表。为了评估hGMB中新基因组对提高培养的UHGG物种代表性的可能贡献，以及对潜在的“暗类群”的阐明，这些潜在的“暗类群”尚未通过培养独立的宏基因组研究确定，计算了102个新分类单宏基因组与4644个UHGG代表基因组之间的Mash距离，并从同一物种中鉴定出保持<0.05距离的基因组对。如表S10所示，102个新基因组中有78个与UHGG物种匹配，其中22个是UHGG中只有MAG代表的未培养物种。因此，hGMB物种培养了22个UHGG基因组。此外，6个与hGMB基因组匹配的UHGG物种只培养了来自未知环境的基因组，表明它们对应的物种出现在人类肠道中。值得注意的是，24个新的hGMB基因组与任何UHGG物种水平的基因组都不匹配，这表明它们是人类肠道中的“暗物种”，以前的基于培养的研究或宏基因组研究都没有鉴定过它们。

5 新的hGMB基因组丰富了全球人类肠道基因库，恢复了培养的“黑暗”基因库

基因编目概述了人类转基因功能的潜力，已经建立了一些基因编目。我们建立了包含341876个非冗余基因和115个新测序的hGMB基因组的非冗余基因目录（命名为hGMB.catalog），并通过BLAST分析将其与迄今为止最大的人类GM目录、统一人类胃肠道蛋白（UHGP）目录和整合基因目录（IGC）进行了比较。尽管hGMB目录中的大多数非冗余基因（79–90%）由IGC和UHGP代表（表S11），hGMB进一步丰富了人类GM基因目录。hGMB以60%的氨基酸序列同一性为阈值（功能保护），分别为UHGP和IGC贡献了45388个和79982个新的非冗余序列。当同一性值降低到40%（结构保持）时，添加到UHGP和IGC的新基因数分别为32669和44924。如图4a所示，hGMB.catalog在60%和40%的阈值下分别覆盖了14.9%和21.5%的IGC基因。对于UHGP，hGMB.catalog在功能和结构层面的覆盖率分别为13.7%和20.3%。

图4 新hGMB基因组对全球人类肠道基因目录的功能覆盖情况。hGMB.catalog对IGC、UHGP和FUnkFams的覆盖范围。hGMB.catalog是通过从hGMB中115个新测序的基因组中提取341876个非冗余基因构建的，并与受试者基因目录IGC（粉红色条带）、UHGP（黄色条带）和FUnkFams（绿色条带）进行BLAST分析，其截断序列同源性分别为40%和60%。y轴名称表示受试者基因目录的名称和用于BLAST的序列标识（括号中）。覆盖率列在每个栏右侧的面板中。b和c稀疏曲线显示IGC（b）和UHGP（c）目录中KOs（紫色）、GOs（蓝色）和未注释基因（灰色）的覆盖率累积增加。在每个x轴点重复取样50次；浅紫色点：从115个hGMB基因组中随机抽取一定数量的基因组，观察IGC或UHGP基因目录KO功能的覆盖率；暗紫线：KO函数的平均覆盖率；浅蓝色点：IGC或UHGP基因目录GO功能的覆盖率；深蓝线：GO函数的平均覆盖率；灰点：IGC或UHGP未注基因的覆盖率；黑线：IGC或UHGP未注基因的平均覆盖率。d稀疏度曲线显示FUnkFams中保守功能未知蛋白质的覆盖率累积增加。在每个x轴点重复取样50次；浅绿点：随机抽样时FUnkFams蛋白质的覆盖率；深绿线：覆盖率的平均值。

然后我们研究了hGMB基因组对人类肠道微生物功能的代表性。为此，UHGP、IGC和所有115个hGMB基因组都用eggNOG注释。通过随机增量选择hGMB基因组，对KO和GO剖面进行累积分析，以确定IGC和UHGP的覆盖率，结果显示在稀疏曲线中（图4b和c）。hGMB基因组分别占IGC和UHGP目录中KO基因的55.5%和56.2%（图4b和c中的紫色线）。类似地，hGMB基因组分别占IGC和UHGP目录中已知GO功能的47.1%和49.2%（图4b和c中的蓝线）。

除了人类肠道微生物（GMs）功能已知基因的代表性外，hGMB还提供了全球基因目录中功能未知基因的培养库，而培养的hGMB成员恢复这些“暗基因”将有助于基于培养的实验研究，使人类肠道中更多的“暗功能”得以揭示。IGC和UHGP目录的eggNOG注释结果显示，30.9%和30.6%的基因/蛋白质功能未知。BLAST分析（氨基酸序列一致性>40%，查询覆盖率>70%）显示hGMB基因组在IGC和UHGP中分别覆盖了4.0%（图4b中的灰色线）和3.5%（图4c中的灰色线）。与IGC和UHGP匹配的功能未知基因分别列于表S12和S13中。我们还绘制了功能未知的同源蛋白家族（FUnkFams）的覆盖范围，这是一个“最想要的”没有已知结构域的保守微生物蛋白家族列表，并通过hGMB.catalog和hGMB基因组给定了需要优先进行功能表征的蛋白家族列单。结果显示，在40%序列同一性和70%查询覆盖率的阈值下，hGMB覆盖了FUnkFams中61970个（9.7%）功能未知蛋白质中的5987个（图4a和d）。与hGMB基因组匹配的FUnkFams序列被总结在表S14中，从而促进了这些功能未知基因的进一步基于培养的研究。

讨论

通过总结以往肠道微生物生理生态学的培养经验，本研究采用了11种预处理和67种培养条件（包括不同培养基），获得了10558株纯细菌分离株。我们大力改进了培养基，特别是实现了培养基成分的多样化（表S4）。例如，基于我们之前的研究，我们发现小鼠肠道微生物更倾向于利用8种碳源（D-甘露糖、D-果糖、低聚果糖、D-半乳糖、腭糖、L-鼠李糖、D-（+）-纤维二糖和D-海藻糖）进行生长。在本研究中，用培养基补充8-碳水化合物混合物以提高人类肠道微生物培养能力（表S4）。结果表明，该混合物能显著促进肠道细菌的生长，尤其是Clostridiales和Erysipelotrichales。根据我们的统计，Eubacterium hominissp. nov., Eubacterium segne sp. nov., Agathobaculum hominis sp.nov., Fusobacterium hominis sp. nov., Wujia chipingensis gen.nov. sp. nov. 和Luoshenia tenuis gen. nov. sp. nov.都是从添加了8-碳水化合物混合物的改性mGAM琼脂平板上分离得到的。为了增加培养物种多样性和减少工作量，我们收集了在同一时间和同一地理位置采集的粪便样本，并将其用于微生物分离（更多详细信息，请参阅补充表S2）。因此，hGMB中的每个菌株只能追溯到其捐赠者的地理位置，而不是确切的个人信息，对于严格依赖于分离株和捐赠者之间的一对一联系而言，这使得hGMB成为未来研究的一个不太合适的储存库。如表S7所示，hGMB中鉴定出的102个新种分属24个科（包括3个新科），其中Lachnospiraceae（毛螺菌科）最为丰富，包括29个新种和7个新属（Wujia gen.nov., Simiaoa gen. nov., Jutongia gen. nov., Qiania gen. nov., Zhenhengiagen. nov., Jingyaoa gen. nov., 和 Wansuia gen. nov.）。，和Wansuia gen.）。类似地，Lachnospiraceae是健康成人GM中最主要的科之一，占粪便中细菌总数的10–45%，并且被认为在维持宿主肠道内稳态方面发挥着多种但有争议的作用。一方面，Lachnospiraceae（毛螺菌科）成员，如Roseburia属，通过产生短链脂肪酸（SCFA）和次生胆汁酸保护宿主免受病原体感染，以及应激诱导的内脏过敏，对宿主有益。另一方面，研究表明，Lachnospiraceae与非酒精性脂肪肝（NAFLD）和慢性肾病（CKD）等疾病之间存在正相关。动物实验表明，用Lachnospiraceae动物灌胃加速肥胖小鼠糖尿病的发展，并加重TLR5^−/−老鼠肠上皮细胞的炎症。这些相互矛盾的结论表明，作为人类肠道主要微生物的Lachnospiraceae的功能是复杂的。因此，以培养基为基础的Lachnospiraceae -寄主相互作用的研究将有助于更好地了解它们在健康和疾病中的复杂作用，前提是可以获得多种培养的Lachnospiraceae成员。生物库hGMB包含了49个不同种类Lachnospiraceae科的93个菌株，为今后的研究提供了一个可访问的丝光菌科资源库。

生物库 hGMB还提供了Christensenellaceae科的成员，包括：Christensenella minuta, Christensenella tenuis, 和三个新属Guopingia gen. nov., Luosheniagen. nov. 和Gehongia gen. nov.。Christensenellaceae是最近发现的一个肠道共生细菌科，目前仅有有限的培养的菌种代表，同时该科被认为是一种潜在的益生菌，用于干预肥胖和其他代谢综合征。特别是，实验证明，Christensenellaminuta可以减少受体小鼠的体重增加。为了探索和评估其治疗潜力，还需要进行更多的研究。hGMB为进一步研究该科提供了资源。值得注意的是，Guopingia属和它的模式株Guopingia tenuis广泛存在于全球人类肠道中，因为它们在所有调查数据集中都被发现，这使其成为一个有意义的候选研究对象。除了先前未培养的肠道微生物对公众的贡献外（表S7）hGMB还包括相当数量的代表已知物种的菌株，这些物种是人类转基因研究的热点。这些“明星物种”中的一些通常被认为具有益生菌潜力，如Akkermansia muciniphila，Faecalibacterium prausnitzii，Roseburia intestinalis，及乳酸杆菌属和双歧杆菌属成员，而其他物种，如Enterococcus faecium，Ruminococcus gnavus，Clostridioides difficile，Klebsiella属成员已被发现在宿主中发挥致病作用。据报道，有一大群肠道微生物对宿主具有菌株特异性影响。Bacteroides fragilis就是一个例子，因为致病菌株和益生菌菌株都是从这个物种中鉴定出来的。最近，hGMB的Bacteroides xylanisolvens菌株已被证明是一种益生菌，通过拟杆菌-叶酸-肝轴（Bacteroides-Folate-LiverAxis）减轻非酒精性肝脂肪变性。总之，hGMB有助于提高培养的人肠道微生物多样性，从而有助于深入和广泛地研究这些微生物的功能特性。

结论

本研究从239份健康中国志愿者粪便标本中分离到10558株细菌。这些细菌共有159属400种，隶属于6门53科。该研究建立了一个可公开获取的人类肠道微生物生物库（hGMB），其中包含400种人类肠道微生物的1170个代表菌株；hGMB通过增加102个新物种和115个人类肠道微生物基因组，扩展了肠道微生物资源和基因组库。根据新发现的肠道微生物种类，鉴定并提出了人体肠道微生物28个新属3个新科。所有新分类单元的描述和命名遵循国际植物保护协会（ICNP）的规则，以供以后有效的命名。进一步分析表明，hGMB代表了人类肠道中80%以上的微生物属和种，涵盖了50%的KEGG功能和10%的FUnkFams功能未知基因。本文利用UHGG数据库和1129个全球健康人体肠道宏基因组对hGMB基因组进行综合分析，分析了102个人类GMs中hGMB新物种的分布情况和遗传特征，表明hGMB在揭示更多人类肠道微生物暗物质方面具有巨大潜力。