医学微生物专栏 | 近期微生物重要期刊最值得看的研究成果盘点（20210730）

Gut

科研| Gut：COVID-19中人类口腔和肠道微生物组和脂质组的变化（国人重磅作品）

本文由R.A 编译

摘要：研究目的：本研究的目的是表征活动性 COVID-19 患者和康复患者的口腔微生物组、肠道微生物组和血清脂质特征；评估微生物组作为 COVID-19 非侵入性生物标志物的潜力；并探索微生物组和脂质特征之间的相关性。

实验设计：我们收集并测序了自华中和华东的：392 个舌苔样本， 172 个粪便样本和 155 个血清样本。我们对微生物组和脂质组进行了表征，在对应队列中构建了微生物分类器，并在来自中国的 74 名患者 (CPs) 和 37 名 IgG 阳性疑似患者 (SPs) 中验证了它们的诊断潜力。

研究结果：与健康对照 (HCs) 相比，CP 的口腔和粪便微生物多样性显著降低。与HCs相比，CPs中产生丁酸的细菌减少，而口腔中产生脂多糖的细菌增加。基于 8 个最佳口腔微生物标志物（7 个粪便微生物标志物）的分类器在不同的队列中实现了良好的诊断效率。重要的是，跨区域队列的诊断效率达到了 87.24%。此外，分类器成功地将 IgG 抗体阳性的 SP 诊断为 CP，诊断效率达到 92.11%（粪便微生物组的 98.01%）。与CPS相比，47个脂质分子，包括鞘磷脂（SM）（d40:4）、SM（d38:5）和甘油单酯（33:5）被耗尽，122个脂质分子，包括磷脂酰胆碱（36:4p）、磷脂酰乙醇胺(PE) (16:0p/20:5) 和甘油二酯 (20:1/18:2)，在确诊患者康复中得到了丰富。

研究结论：本研究中，作者首次对 COVID-19 中的口腔微生物组以及康复患者的口腔微生物组和脂质变化进行表征，以探索它们的相关性并报告成功建立和验证 COVID-19 诊断模型。

关键词：新冠肺炎（COVID-19）；肠道微生物学；脂质代谢；

原名：Alterations in the human oral and gut microbiomes and lipidomics in COVID-19

译名：COVID-19中人类口腔和肠道微生物组和脂质组的变化

期刊：Gut

IF：23.059

发表时间：2021.6.7

通讯作者：Zhigang Ren；Zujiang Yu；Lanjuan Li；

通讯作者单位：郑州大学第一附属医院感染科；郑州大学第一附属医院感染科；浙江大学医学院附属第一医院传染病诊疗国家重点实验室；

DOI号：10.1136/gutjnl-2020-323826

原文链接：

https://gut.bmj.com/content/70/7/1253

Gastroenterology

科研| Gastroenterology：抗菌抗体反应与克罗恩病的未来发病有关，但与肠道屏障功能改变、亚临床炎症和遗传风险等生物标志物无关

本文由R.A编译 

摘要：研究目的：假设宿主对微生物抗原的免疫反应性发生改变，从而触发克罗恩病 (Crohn’s disease，CD) 的发病。本研究的目的是：评估 CD 患者无症状一级亲属 (first-degree relatives，FDR) 血清抗菌抗体反应增加是否是未来 CD 发展的独立危险因素。

研究方法：采用普罗米修斯 ELISA 法(Prometheus ELISA)测定宿主血清对6种微生物抗原的抗体反应 (ASCA IgA/IgG、抗OmpC、抗-A4-Fla2、抗-FlaX、抗-CBir1) ，并得到阳性抗体总数 (AS)。我们从 CCC-GEM 项目的嵌套病例对照队列中使用个前瞻性随访的健康 FDR 登记样本。后期 CD 患者 (n = 77) 按年龄、性别、随访时间、地理位置进行1:4配对，对照组 FDRs 保持健康 (n = 307)。为了完成我们的研究目标，我们拟合了一个多变量条件logistic回归模型，并进行了因果中介分析。

研究结果：高基线 AS (≥2) (43% 病例，11% 对照组) 与 CD 发生风险增高相关(校正 OR 6.5，95% CI 3.4-12.7；p < 0.001)。重要的是，当调整肠屏障功能标志物、粪便钙保护素、 C反应蛋白和CD多基因风险评分时，这种关联仍然显著，并且在诊断前3年以上招募受试者。原因中介分析表明，高 AS 对未来 CD 发育的影响部分是通过临床前肠道炎症介导的 (42%)。

研究结论：我们的研究结果表明，抗菌抗体反应的增加与 CD 未来发展的风险相关，而这独立于肠道屏障功能异常、亚临床炎症（subclinical inflammation）和 CD 相关遗传风险的生物标志物。这表明抗菌抗体反应是 CD 发展过程中的早期疾病前事件。

关键词：血清学；抗菌抗体；克罗恩病（Crohn’s disease）；调解；

原名：Anti-microbial antibody response is associated with future onset of Crohn’s disease independent of biomarkers of altered gut barrier function, subclinical inflammation, and genetic risk

译名：抗菌抗体反应与克罗恩病的未来发病有关，但与肠道屏障功能改变、亚临床炎症和遗传风险等生物标志物无关

期刊：Gastroenterology

IF：22.682

发表时间：2021.7.20

通讯作者：Wei Xu；Kenneth Croitoru

通讯作者单位：加拿大多伦多大学公共卫生学院生物统计学系；加拿大多伦多大学泰默蒂医学院胃肠病学与肝病部

DOI号：10.1053/j.gastro.2021.07.009

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016508521032431#!

Microbiome 

科研 | Microbiome：微生物代谢物对甲酚 p-Cresol通过重塑肠道微生物群诱导小鼠的自闭症类似行为

本文由陈维迪编译

摘要：背景：自闭症谱系障碍（Autism spectrum disorders，ASD）与微生物-肠道-大脑轴的失调、微生物菌群组成的变化以及粪便、血清和尿液中微生物代谢物的水平有关。然而，微生物-肠道-大脑轴调节失调与自闭症之间的因果关系仍有待证实。在这里，我们假设微生物代谢物对甲酚在ASD患者中比在神经正常个体更丰富，可以在小鼠中诱发ASD样行为。

结果：结果表明饮用对甲酚4周的小鼠表现出社会行为缺陷、刻板印象和持续性行为，但在焦虑、运动或认知方面没有变化。对甲酚引起的异常社会行为与参与社会奖励回路的中枢多巴胺神经元的活动减少有关。此外，通过粪便微生物群移植（fecal microbiota transplantation，FMT），对甲酚诱导的微生物菌群组成变化和社会行为缺陷可以从对甲酚处理的小鼠转移到对照组小鼠。我们还发现，与对照组小鼠相比，移植了对甲酚处理的微生物菌群小鼠粪便中对甲酚水平上升。此外，我们鉴定了可能的对甲酚细菌产生者。将这种细菌移植到对甲酚治疗的小鼠体内时，对照组小鼠的微生物菌群恢复了社会互动、多巴胺神经元兴奋性和粪便中对甲酚的水平。

讨论：这说明微生物代谢物对甲酚具有选择性诱导小鼠ASD样行为症状的作用。对甲酚引起的社会行为缺陷依赖于微生物菌群组成的变化。该研究为针对微生物菌群和对甲酚产生的治疗干预措施治疗ASD患者铺平了道路。

关键词：微生物、自闭症、行为、奖励系统、代谢物、对甲酚（p-Cresol, 4-Cresol）

原名：The microbial metabolite p-Cresol induces autistic-like behaviors in mice by remodeling the gut microbiota

译名：微生物代谢物对甲酚（ p-Cresol）通过重塑肠道微生物群诱导小鼠的自闭症类似行为

期刊：Microbiome

IF：14.650

发表时间：2021.7.8

通讯作者：Laetitia Davidovic

通讯作者单位：蔚蓝海岸大学分子和细胞药理学研究所国家科学研究中心

DOI号：10.1186/s40168-021-01103-z

原文链接：

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-021-01103-z

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视频摘要

科研| Microbiome：人体皮肤微生物组的日变化影响法医微生物组匹配的准确性

本文由雪花飘飘编译 

文章摘要：背景：由于人们在与其相互作用的物体和表面上留下了潜在的独特微生物组群的痕迹，因此人类皮肤微生物组群最近被作为一种潜在的法医工具进行了研究。在这项宏基因组研究中，基于四个香港人本身的微生物以及他们的家园、他们生活的公共表面微生物，在数小时到数天的时间尺度上对这些微生物群痕迹的稳定性和可识别性进行深入研究。

结果：使用基于堪培拉距离的皮肤和表面微生物组比较方法，作者发现，在84%的测试中，一个人可以准确地匹配到他们的家庭，在50%的测试中，匹配到他们的邻居，并且在研究的10天内，匹配的准确度不会下降，尽管它在公共场所也有所存在。此外，一天中采集皮肤或表面样本的时间会影响匹配的准确性，所有地点的160种物种在早晚样本之间的丰度存在显著的差异性。作者假设日常生活驱动着公共表面微生物群中扩散的节奏，然后通过与家庭微生物库的接触使一个人的微生物群正常化，根据动态贝叶斯网络（DBNs）支持从公共表面到皮肤的扩散，这作为所有研究的主要扩散路径。

结论：这些结果表明，除了考虑微生物群随时间的衰减外，在开发这一潜在的法医学方法时，还必须考虑有助于人类皮肤微生物群组合暴露的日变化模式。

关键词：建筑环境，法医，微生物群，皮肤，表面

原名：Diurnal variation in the human skin microbiome affects accuracy of forensic microbiome matching

译名：人体皮肤微生物组的日变化影响法医微生物组匹配的准确性

期刊：Microbiome

IF：14.650

发表时间：2021.06

通讯作者：Patrick K. H. Lee

通讯作者单位：中国香港大学能源与环境学院

DOI号：10.1186/s40168-021-01082-1

原文链接：

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-021-01082-1

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视频摘要

Gut Microbes

科研| Gut Microbes：在少数族裔占主导地位的美国队列中，COVID-19康复患者的肠道微生物群恢复至未感染状态

本文由R.A Uyghurii编译

摘要：在一个以非洲裔美国人为主的美国队列中，研究了肠道微生物群与SARS-CoV-2介导的致病性之间的关系。我们前瞻性地收集了50例SARS-CoV-2感染患者、9例SARS-CoV-2康复患者和34例与呼吸系统疾病无关的未感染者（对照组）的粪便样本。对粪便DNA/RNA进行16S rRNA测序和qPCR分析。发现SARS-CoV-2患者和对照组的粪便微生物组成存在显著差异（PERMANOVA FDR-P=0.004），与抗生素暴露无关。与对照组相比，在COVID-19患者中Peptoniphilus, Corynebacterium和Campylobacter被鉴定为三个最显著富集的菌属。活动感染患者的肠道菌群也与恢复患者不同（PERMANOVA FDR-P=0.003），感染患者中最富集的菌属是Campylobacter，恢复患者中富集的菌属是Agathobacter 和Faecalibacterium。康复患者和未感染对照组之间的微生物群落结构没有差异，三组之间的α多样性也没有差异。在50例COVID-19患者中，24例（占48%）通过RT-qPCR检测粪便SARS-CoV-2rna呈阳性。SARS-CoV-2阳性和阴性样本的肠道微生物组成存在显著差异，阳性队列发现中Klebsiella和Agathobacter的富集。未发现微生物组分与疾病严重程度之间存在显著相关性。肠道菌群对SARS-CoV-2敏感，与胃肠道疾病相关的属（Campylobacter，Klebsiella）相对丰度增加。SARS-CoV-2对胃肠道健康的影响尚需进一步研究。 

关键词：人类肠道微生物群；SARS-CoV-2；16S rRNA 测序；临床研究；微生物组；微生物群；COVID-19；

原名：The gut microbiome of COVID-19 recovered patients returns to uninfected status in a minority-dominated United States cohort

译名：在少数族裔占主导地位的美国队列中，COVID-19康复患者的肠道微生物群恢复至未感染状态

期刊：Gut Microbes

IF：10.245

发表时间：2021.6.8

通讯作者：Raad Z. Gharaibeh；Christian Jobin

通讯作者单位：美国佛罗里达大学医学院医学系；佛罗里达大学医学院解剖学和细胞生物学系

DOI号：10.1080/19490976.2021.1926840

原文链接：

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2021.1926840

科研| Gut Microbes：新型冠状病毒肺炎COVID-19的防控措施对肠道微生物和医院感染的影响

本文由往昔编译

摘要：COVID-19的防控措施减少了人与人之间的社会联系，可能会改变病人的肠道微生物并影响临床结局。因此，我们在广泛接触医院环境且感染风险高的接受住院化疗的急性髓系白血病人中检验了这一假设。本研究采集了急性髓系白血病住院患者COVID-19大流行之前和大流行期间的粪便样本，控制除COVID-19防控措施外的其他变量，如纳入试验的患者、疾病和治疗方式等。结果表明，大流行期间医院感染的发生率低于COVID-19前。多变量分析结果表明COVID-19的防控措施对肠道微生物的影响是医院感染发生率降低的潜在原因。总之，COVID-19防控措施改变了急性髓系白血病人的肠道微生物，从而影响了其对病原体的易感性和医院感染的发生率。 

关键词：急性髓系白血病、化疗、COVID-19、感染、肠道微生物

原名：Effect of COVID-19 precautions on the gut microbiota and nosocomial infections

译名：COVID-19的防控措施对肠道微生物和医院感染率的影响

期刊：Gut Microbes

IF：10.245

发表时间：2021.06.16

通讯作者：Armin Rashidi

通讯作者单位：美国明尼苏达大学医学院血液肿瘤移植科

DOI号：10.1080/19490976.2021.1936378

原文链接：

https：//www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/19490976.2021.1936378

npj Biofilms and Microbiomes

科研| npj biofilms and microbiomes : 人体肠道中干酪乳杆菌Zhang的宏基因组和宏转录组分析（国人作品）

本文由陈春萌编译

摘要：由于益生菌在经过人体胃肠道过程后复制和动态转录的研究甚少，进而阻碍了对益生菌机制的研究。本篇文章主要通过宏基因组和宏转录组测序技术来探究干酪乳杆菌Zhang（LcZ）在体内的表达模式，并与在体外生长的转录组情况以及补充益生菌后人体肠道菌群的动态变化进行对比。通过对比特定菌株的数据库后发现，外界摄入的LcZ的复制和转录水平增加，但是定殖于肠道中的干酪乳杆菌的复制和转录水平不变。将LcZ的基因组数据进行对比显示，LcZ的基因表达水平在体内体外的表达水平差异很大。当摄入的LcZ到达肠道后，大约39%的mRNA和45%的sRNA的表达受到抑制。当摄入14天后，诱导与ABC转运体以及氨基酸代谢相关基因的表达，当摄入28天后，与糖代谢以及氨基酸代谢相关的基因被激活。在体外培养到稳定期后LcZ的rli28c sRNA表达达到高峰，在人体肠道中rli28c sRNA的表达也被激活；在体外rli28c sRNA的表达升高将会抑制LcZ的生长以及乳酸的产生。然而，人类肠道菌群对LcZ具有异质性与有限性。这些结果表明摄入的益生菌必须通过改变其转录模式才能在人类肠道中存活和适应，时间依赖性激活模式表明益生菌和人类肠道微生物之间的高度动态串扰。

原名：Metagenomic and metatranscriptomic profiling of Lactobacillus casei  Zhang in the human gut

译名：人体肠道中干酪乳杆菌Zhang的宏基因组和宏转录组分析

期刊：npj biofilms and microbiomes

IF：7.290

发表时间：2021.07.01

通讯作者：孙志宏

通讯作者单位：内蒙古农业大学食品科学与工程学院

DOI号：10.1038/s41522-021-00227-2

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41522-021-00227-2

科研| npj Biofilms and Microbiomes：Veillonellaceae科改变了人体三维上皮模型中的宫颈代谢微环境

本文由R.A Uyghurii编译

摘要：细菌性阴道病（Bacterial vaginosis ，BV）是一种妇科疾病，其特征是宫颈阴道微生物群从乳酸杆菌为主转变为由多种厌氧菌组成的多微生物生物膜。我们利用一个具有良好特征的人类三维宫颈上皮细胞模型，结合非靶向代谢组学和免疫蛋白质组学分析，来确定Veillonellaceae科三个成员的免疫代谢贡献：非Veillonella atypica, Veillonella montpellierensis和Megasphaera micronuciformis。我们发现，Veillonella spp.感染诱导多胺显著升高。M. micronuciformis感染显著增加可溶性炎症介质，诱导中等水平的细胞毒性和细胞膜脂质的积累。V. atypica和 V. montpellierensis菌感染导致乳酸的消耗，而乳酸是一种与妇科和生殖健康相关的关键代谢物。总的来说，我们的方法和数据为Veillonellaceae科成员对BV发病机制和妇女健康的特殊贡献提供了独特的见解。

原名：Veillonellaceae family members uniquely alter the cervical metabolic microenvironment in a human three-dimensional epithelial model

译名：Veillonellaceae 科改变了人体三维上皮模型中的宫颈代谢微环境

期刊：npj Biofilms and Microbiomes

IF：7.290

发表时间：2021.7.6

通讯作者：Melissa M. Herbst-Kralovetz

通讯作者单位：美国亚利桑那大学医学院产科病区与妇科学系 

DOI号：10.1038/ s41522-021-00229-0

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41522-021-00229-0

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