医学周报 | 微生物重要期刊最新研究进展（20210817）

Nature子刊

科研 | Nature Communications：肠道微生物群介导的代谢对非洲城乡人群免疫的影响

本文由艾奥里亚编译

摘要：人类肠道微生物群越来越被视为是能够通过释放配体和代谢物来调节先天免疫和适应性免疫的一个重要因素。由于多种生活方式，城市化的非洲人口表现出很大的肠道多样性，这为衡量免疫调节因子提供了必要的变化。本研究中，我们揭示了从农村到坦桑尼亚城市，再到欧洲样本的肠道微生物组成的梯度，表现为在粪便宏基因组学中观察到的相对丰度和基因组的变异。农村人口表现出拟杆菌门（Bacteroidetes）的增加，其中以普氏菌（Prevotella copri）为主，但也存在真菌。测定的离体细胞因子响应与34种免疫调节微生物显著相关，这些微生物对循环代谢物的影响大于非显著微生物。对细胞因子（尤其是TNF-α和IFN-γ）差异代谢组分析和酶拷贝数富集的途径效应集中于组氨酸和精氨酸代谢，这些途径可作为长双歧杆菌（Bifidobacterium longum）和艾克曼菌（Akkermansia muciniphila）介导的潜在免疫调节途径。

原名：Gut microbiome-mediated metabolism effects on immunity in rural and urban African populations

译名：肠道微生物群介导的代谢对非洲城乡人群免疫的影响

期刊：Nature Communications

IF：14.919

发表时间：2021年8月11日

通讯作者：Mihai G. Netea，Quirijn de Mast

通讯作者单位：荷兰拉德堡德大学医学中心（Radboud University Medical Center）

DOI号：10.1038/s41467-021-25213-2

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25213-2

香港大学| Nature Communications：一个以组学为基础的评估抗菌素耐药性基因健康风险的框架

本文由维迪编译

摘要：抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）在细菌中广泛存在。然而，并不是所有的ARG都对公共卫生构成严重威胁，因此必须查明那些高风险的ARG。本次研究中，我们开发了一个“基于组学”的框架来评估ARG风险，考虑了人类相关富集、基因迁移和宿主致病性等因素。该框架将人类相关的移动ARG（占所有ARG的3.6%）归类为最高风险，我们进一步将其区分为“当前威胁”（一级；3%）—已经存在于病原体中，以及“未来的威胁”（二级；0.6%）—来自非病原体的新耐药性。我们的框架确定了73个“当前威胁”ARG家族。其中，35个来自世界卫生组织和其他文献提出的37个高风险ARG；其余38例在医院质粒中显著富集。通过评估框架构建释放的所有病原体基因组，我们确认了最近转移到病原体中的ARG在二级（“未来威胁”）中的显著富集。最后，我们将该框架应用于粪便微生物组移植供体的肠道微生物组基因组。我们发现，尽管ARG广泛存在（73%的基因组），但只有8.9%的基因组包含高风险ARG。总之，我们的框架提供了一种易于实施的方法来确定当前和未来的抗菌素耐药性威胁，具有潜在的临床应用，包括减少基于微生物群落的干预的风险。

原名：An omics-based framework for assessing the health risk of antimicrobial resistance genes

译名：一个以组学为基础的评估抗菌素耐药性基因健康风险的框架

期刊：Nature Communications

IF：14.919

发表时间：2021.8.6

通讯作者：张彤

通讯作者单位：香港大学土木工程系环境微生物组工程及生物技术实验室

DOI号：10.1038/s41467-021-25096-3

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25096-3

Cell Host & Microbe

科研| Cell Host & Microbe：肠道菌群的改变有助于生酮饮食和缺氧引起的认知障碍

本文由番茄加牛腩同学编译

摘要：许多遗传和环境因素增加了认知障碍 (cognitive impairment，CI) 的易感性，并且越来越多的研究发现肠道菌群参与其中。然而，与认知障碍发生风险相关的肠道菌群的角色、这些肠道菌群对认知障碍的影响及其机制仍不清楚。本研究中作者发现限制碳水化合物（carbohydrate-restricted，生酮）饮食会增强小鼠间歇性缺氧诱导的认知障碍并改变肠道菌群。小鼠饲喂标准饮食时，当清除肠道菌群会降低认知障碍，当粪菌移植与认知障碍风险相关的菌群或单一移植沃氏嗜胆菌（Bilophila wadsworthia）菌属会导致认知障碍。沃氏嗜胆菌（Bilophila wadsworthia）菌属和其他认知障碍风险相关的微生物组会破坏海马突触可塑性、神经发生和基因表达。认知障碍与肠道产生干扰素-γ (IFNg) 的Th1细胞的微生物组依赖性增加有关。抑制Th1细胞发育可废除沃氏嗜胆菌（Bilophila wadsworthia）菌属和环境风险因素对认知障碍发生的不利影响。总之，这些发现确定了通过促进炎症和海马功能障碍而导致小鼠认知障碍发生风险的特定肠道细菌。

关键词：肠道菌群、嗜胆菌属、海马体、脑、认知、神经免疫

原名：Alterations in the gut microbiota contribute to cognitive impairment induced by the ketogenic diet and hypoxia

译名：肠道菌群的改变有助于生酮饮食和缺氧引起的认知障碍

期刊：Cell Host & Microbe

IF：21.023

发表时间：2021.08.05

通讯作者：Christine A. Olson, Elaine Y. Hsiao

通讯作者单位：美国加利福尼亚大学综合生物学与生理学系

DOI号：10.1016/j.chom.2021.07.004

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1931312821003371

图文摘要

Microbiome

科研| Microbiome：妊娠期1型糖尿病与肠道微生物组成和功能的明显变化有关

本文由流浪过的梦编译

摘要：肠道微生物组提供必需的代谢物、维生素、免疫因子和激素，保护宿主免受病原微生物的侵害，并在免疫和其他系统的发育中发挥关键作用。肠道微生物的组成变化与年龄增长、环境条件及疾病状态等有关。在妊娠期间，女性会经历明显的生理变化，但在此背景下研究肠道微生物组的报道却屈指可数，而且他们的研究结果也不完全一致。1型糖尿病 (T1D) 是一种自身免疫性疾病，肠道微生物的改变与I型糖尿病有着密不可分的联系。在妊娠期间，T1D与亚临床炎症的全身性和子宫内标志物以及母亲和胎儿并发症的影响有关。本文应用宏基因组测序对澳大利亚国家中有和没有T1D的70例女性肠道微生物组进行研究。

结论：我们的研究结果表明，肠道微生物组的组成不仅在妊娠期间发生变化，这些变化在患有T1D的女性中尤其明显。到了妊娠晚期，患有T1D的女性表现出更多的促炎和分解代谢肠道微生物组特征，这反映在产生脂多糖（LPS）的细菌增加和产生短链脂肪酸（SCFA）的细菌减少上。这些变化可能是我们在T1D女性中观察到的钙卫蛋白（肠道炎症标志物）和I-FABP（肠道上皮完整性标志物）增加的原因，已知这些变化与上皮屏障功能受损以及LPS和其他细菌产物的渗漏有关，可能导致低度全身炎症。我们认为继发于T1D肠道微生物组变化的全身性炎症可能导致T1D妊娠并发症风险增加。此外，母亲体内的促炎肠道微生物组可能会在出生后影响婴儿，但可能通过饮食方式进行改善。

关键词：微生物组、1型糖尿病、妊娠、宏基因组学、定量PCR、炎症标志物

原名：Type 1 diabetes in pregnancy is associated with distinct changes in the composition and function of the gut microbiome

译名：妊娠期1型糖尿病与肠道微生物组成和功能的明显变化有关

期刊：Microbiome

IF：14.650

发表时间：2021年8月6日

通讯作者：Leonard C. Harrison

通讯作者单位：沃尔特和伊丽莎霍尔医学研究所&墨尔本大学医学生物学系

DOI号：10.1186/s40168-021-01104-y

原文链接：

https://doi.org/10.1186/s40168-021-01104-y

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视频摘要

Current Opinion in Microbiology

综述 | Cur. Opin. Microbial.：细菌间的共生相互作用形成了微生物群

本文由艾奥里亚编译 

摘要：肠道菌群是由不同区域微生物组成的复杂的生态系统，影响宿主的生理和疾病。在这个生态系统中，细菌间的相互作用及其对微生物菌群群落结构和真核宿主的影响仍未得到充分的探索。与微生物相关的细菌间相互作用包括共生相互作用（涉及营养物质、酶和遗传物质的交换）；对营养物质和空间的竞争（由生物物理改变以及毒素和抗菌剂的分泌所介导）以及捕食过度繁殖的细菌。总体而言，这些未得到充分研究的相互作用为形成微生物群多样性、生态位形成以及对宿主对进入宿主体内的病原体的感知信号，以及宿主对环境的感知信号的响应提供了重要线索。在这篇综述中，我们强调了微生物菌群中细菌间相互作用的作用和机制，以及它们对宿主和致病性感染的潜在影响。我们讨论了用于解释这些复杂相互作用机制的挑战，以及利用它们作为策略--在未来在多种疾病中对微生物进行合理的修饰，用于疾病的治疗。

原名：Commensal inter-bacterial interactions shaping the microbiota

译名：细菌间的共生相互作用形成了微生物群

期刊：Current Opinion in Microbiology

IF：7.934

发表时间：2021年8月5日

通讯作者：Elinav, Eran

通讯作者单位：以色列魏兹曼科学研究所（Weizmann Institute of Science）

DOI号：10.1016/j.mib.2021.07.011

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369527421000989

npj Biofilms and Microbiomes

广东中医&华师| npj Biofilms and Microbiomes：宏基因组分析揭示了肠道菌群在痛风中的潜在作用（国人佳作）

本文由往昔编译 

摘要：越来越多的研究表明，关节炎与肠道菌群有关，包括痛风和肠道菌群的相关性。然而，肠道菌群是如何影响痛风病人的尿酸降解与炎症发生，以及哪些菌在其中发挥关键作用尚不清楚。本研究采用宏基因组学技术分析了来自102位痛风病人和86位健康对照者的307份粪便样品。痛风病人的宏基因组显著不同于健康正常人的宏基因组：普雷沃氏菌（Prevotella）、梭杆菌（Fusobacterium）和拟杆菌（Bacteroides）的相对丰度在痛风病人中增加，而肠杆菌科（Enterobacteriaceae）和产丁酸盐菌的相对丰度降低。宏基因组功能注释结果表明，痛风病人果糖、甘露糖代谢和脂质A生物合成方面的基因丰度较高，而尿酸降解和短链脂肪酸产生的基因丰度较低。宏基因组物种、功能和临床信息之间的三重关联分析揭示了在痛风病人粪便中丰度降低的肠杆菌（Enterobacteriaceae）与氨基酸代谢和环境感知有关，进而导致痛风病人血清尿酸和C反应蛋白含量的升高。基于三个肠道微生物基因的随机森林分类在发现队列和验证队列中均能较好地预测痛风（准确率分别为0.91和0.80）。纵向队列分析结果表明，降尿酸药和抗炎药在治疗24周后能够部分恢复患者的肠道菌群。与代谢疾病（肥胖和2型糖尿病）和自身免疫疾病（强直性脊柱炎和类风湿关节炎）病人的肠道宏基因组比较表明，痛风病人的肠道微生物的宏基因组与自身免疫性疾病病人的肠道宏基因组更相似。总之，肠道微生态失调与宿主尿酸降解失调和全身性炎症有关，肠道菌群或可以作为痛风的无创诊断指标。

原名：Metagenomic analysis revealed the potential role of gut microbiome in gout

译名：宏基因组分析揭示了肠道菌群在痛风中的潜在作用

期刊：npj Biofilms and Microbiomes

IF：7.29

发表时间：2021.08.09

通讯作者：黄清春，王璋，黄闰月

通讯作者单位：广州中医药大学第二附属医院中医湿证国家重点实验室，华南师范大学生命科学学院

DOI号：10.1038/s41522-021-00235-2

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41522-021-00235-2