医学周报 | 微生物重要期刊最新研究进展（20210921）

   今天微生态汇总了上周医学微生物领域重要期刊最新的研究成果，包括Nature Reviews Microbiology、Microbiome、mSphere 、Gut Pathogens等期刊。

    为了方便各位小伙伴研读，我们整理了这些文章对应的pdf文档，有需要的小伙伴可以免费领取文献包（限48h）。具体领取方式请参见文末。

Nature Reviews Microbioology

综述 | Nature Reviews Microbiology：人乳头瘤病毒：多样性、感染和宿主相互作用

本文由可爱多编译

美国国立卫生研究院过敏和传染病研究所病毒病实验室Alison A. McBride于2021年9月14日在Nature Reviews Microbiology发表题为《Human papillomaviruses: diversity, infection and host interactions》的文章。乳头状瘤病毒是一种普遍存在的古老的小DNA病毒，感染从鱼类到哺乳动物的脊椎动物的皮肤和粘膜。乳头状瘤病毒具有高度的物种特异性，并与脊椎动物宿主共同进化了数百万年；这些病毒的祖先形式很可能在智人（Homo sapiens）出现之前就已经感染了古代人类。乳头状瘤科Papillomaviridae 目前包含约450种人乳头状瘤病毒（HPV）类型（乳头状瘤病毒属），分为五个系统发育属：Alphapapillomaviruses, Betapapillomaviruses, Gammapapillomaviruses, Mupapillomaviruses和Nupapillomaviruses。所有五个属的HPV都含有感染皮肤上皮特定区域的病毒类型，但Alphapapillomaviruses也含有口腔和生殖道粘膜上皮嗜性的HPV类型。许多HPV引起无症状感染，可被视为正常微生物皮肤菌群的一部分。另一些会导致良性病变（疣或乳头状瘤），一些HPV类型会导致病变，在长期感染后会发展为癌症。目前的分类法使用L1基因（编码主要衣壳蛋白）的核苷酸序列来定义和分类HPV。每个属的病毒都进化到利用皮肤和粘膜上皮中不同的解剖和生态龛位。值得注意的是，不同的HPV通过利用与增殖、分化和免疫防御相关的关键宿主细胞途径，进化出在不同类型的分层上皮中持续和复制的能力。这篇综述对迄今为止发现的各种HPV的进化、病毒学、宿主相互作用和临床相关性进行了广泛概述，以启发读者深入研究这一非常成功和普遍存在的人类病毒群的非凡生物学。

摘要：人乳头瘤病毒（Human papillomaviruses，HPVs）是一组古老而成功的病毒，它们与宿主共同进化，在分层上皮的特定解剖位置复制，在分裂的细胞中持续复制，劫持关键宿主细胞过程以操纵细胞环境并逃避免疫检测，并在从宿主脱落的最终分化细胞中产生病毒粒子。一些HPV在皮肤和粘膜上引起良性增生性病变，而其他HPV则与癌症的发展有关。然而，除非免疫系统受损，否则大多数HPV会导致无症状和不明显的感染。迄今为止，已分离并测序了近450种不同HPV类型的基因组。这篇综述探讨了HPV的多样性、进化、感染周期、宿主相互作用和疾病关联。

论文ID

原名：Human papillomaviruses:  diversity, infection and host interactions

译名：人乳头瘤病毒：多样性、感染和宿主相互作用

期刊：Nature Reviews Microbiology

IF：60.633

发表时间：2021.9.14

通讯作者：Alison A. McBride

通讯作者单位：美国国立卫生研究院过敏和传染病研究所病毒病实验室

DOI号：s41579-021-00617-5

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41579-021-00617-5

不同人乳头瘤病毒感染的自然过程示意图（原文中图4）

Microbiome

浙江大学| Microbiome：二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸通过菌群-肠道-器官轴减轻db/db小鼠的高血糖（国人作品）

本文由京墨编译

摘要：背景：二十碳五烯酸 (Eicosapentaenoic acid，EPA) 和二十二碳六烯酸 (docosahexaenoic acid，DHA) 可应用于预防代谢紊乱的发生，但二者在治疗高血糖中的作用以及糖尿病背景下肠道菌群和代谢组的作用机制仍不清楚。

结果：本研究探讨了DHA和EPA补充对葡萄糖代谢的影响，以及肠道与脂肪、肝脏和胰腺之间的可能关系。实验表明，补充DHA和EPA可降低db/db 小鼠的高血糖和胰岛素抵抗状态，且对体重无影响，EPA的改善作用相比DHA更为明显。此外，补充DHA/EPA可降低含有脂多糖的肠杆菌科（Enterobacteriaceae）细菌丰度，增加了与谷氨酸水平呈负相关的Coriobacteriaceae科、与胆汁酸产生相关的Barnesiella菌属、Clostridium XlVa菌属，益生菌如双歧杆菌属Bifidobacterium 和乳杆菌属Lactobacillus，以及产短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFA）细菌在内的菌群丰度。肠道菌群的改变导致了代谢产物的变化，DHA/EPA干预后小鼠谷氨酸、胆汁酸、丙酸、丁酸和脂多糖等代谢产物的水平均发生改变，由此产生抑制代谢紊乱效果，表现为减轻β细胞凋亡，抑制肝脏糖异生，促进GLP-1的分泌、白色脂肪米色化和胰岛素信号通路的上调。相比DHA，EPA干预的保护作用更为明显。为了确定上述作用是否由肠道菌群和代谢物介导，研究者通过DHA/EPA干预体外菌群培养模拟DHA/EPA对db/db 小鼠葡萄糖稳态的改善作用以及体内肠道代谢物的变化。结果表明，DHA/EPA处理可抑制大肠杆菌Escherichia coli（肠杆菌科Enterobacteriaceae）的生长，同时促进Coriobacterium glomerans（Coriobactereriaceae科）菌群的生长，证明了DHA/EPA对特定肠道微生物群调节作用的因果效应。

结论：本研究发现DHA和EPA可显著减轻db/db小鼠的高血糖和胰岛素抵抗，其作用机制是通过肠道菌群干预调节肠道代谢物，进而将脂肪作用与肠道和肝脏、胰腺联系起来。这一发现揭示了肠道-器官轴可作为恢复葡萄糖稳态的干预途径，并且还表明EPA相比DHA具有更好的治疗糖尿病效果。

关键词：二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、肠道菌群、肠道代谢组、糖尿病

论文ID

原名：Eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids attenuate hyperglycemia through the microbiome-gut-organs axis in db/db mice

译名：二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸通过菌群-肠道-器官轴减轻db/db 小鼠的高血糖

期刊：Microbiome

IF：14.650

发表时间：2021.9.10

通讯作者：章宇，焦晶晶

通讯作者单位：浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江大学医学院附属第二医院

DOI号：10.1186/s40168-021-01126-6

原文链接：

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-021-01126-6

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视频摘要

科研| Microbiome：宿主免疫和肠道细菌之间的合作对蠕虫诱发的结肠炎的抑制至关重要

本文由蓝胖儿编译

加拿大卡尔加里大学卡明医学院Derek M. McKay等人于2021年9月13日在Microbiome发表题为《Cooperation between host immunity and the gut bacteria is essential for helminth-evoked suppression of colitis》的文章，本研究进一步了解了蠕虫对炎症疾病的调控，为细菌源性的SCFAs在缩小膜壳绦虫（Hymenolepis diminuta）改善结肠炎中的关键作用提供了证据，这是il-10上调SCFA转运体/受体表达的基本要求，以及丁酸盐对il-10受体表达的调节。此外，本研究推测，在特定个体中，通过与匹配的益生菌结合来弥补生态失调，可以提高蠕虫治疗的疗效。

摘要：背景：目前关于通过感染寄生虫抑制炎症的研究还忽略了健康的一个关键决定因素：肠道微生物群。蠕虫感染引起宿主微生物群组成的变化：其结果之一是肠腔中的代谢改变（例如，短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）水平）。肠道微生物组（成分和代谢物）中蠕虫诱发的变化对功能影响尚不清楚，并且其在控制肠道炎症方面需要进一步探究。

方法：用抗生素处理的野生型小鼠、无菌型小鼠（GF）和感染了缩小膜壳绦虫（Hymenolepis diminuta）的游离脂肪酸受体-2（free fatty-acid receptor-2，ffar2）缺陷型小鼠，3天后评估DNBS结肠炎严重程度和肠道il-10受体-α和SCFA受体/转运体的表达。用16s rRNA测序法检测肠道细菌组成，测定SCFAs。还评估了H. diminuta 感染小鼠的粪便或无菌粪便滤液抑制结肠炎的能力。

结果：抗生素处理后，对感染H. diminata 而引起的疾病的保护作用失效，在GF小鼠中未观察到。细菌群落分析显示，小鼠在感染H. diminata 8天后，属于毛螺菌科（Lachnospiraceae）和梭菌簇XIVa的细菌变异增加，并且将这些小鼠的粪便转移到GF小鼠中可以抑制DNBS结肠炎。用H. diminta感染小鼠的无菌粪便滤液处理的小鼠可预防DNBS结肠炎。代谢组学分析显示，感染H. diminata 的小鼠粪便中乙酸盐和丁酸盐（两者都可以减少结肠炎）增加，但经抗生素处理后的感染H.  diminata 的小鼠粪便中乙酸盐和丁酸盐的含量没有增加。在ffar2^−/−小鼠中未观察到H. diminta 诱导的对DNBS结肠炎的保护作用。在免疫学上，抗il-10抗体可抑制H. diminta 感染的抗结肠炎作用。对上皮细胞系、结肠腺和结肠段的分析揭示了在il-10受体和丁酸盐转运体的诱导中丁酸盐和il-10的相互作用。

结论：在感染H. diminta后，确定了il-10和丁酸盐之间的前馈信号回路，本研究确定肠道微生物群是这种蠕虫疗法抗结肠炎效果的关键组成部分。本研究建议，任何使用蠕虫治疗的意图都应基于患者对蠕虫的免疫和微生物反应的特征。

论文ID

原名：Cooperation between host immunity and the gut bacteria is essential for helminth-evoked suppression of colitis

译名：宿主免疫和肠道细菌之间的合作对蠕虫诱发的结肠炎的抑制至关重要

期刊：Microbiome

IF：14.650

发表时间：2021.9.13

通讯作者：Derek M. McKay

通讯作者单位：加拿大卡尔加里大学卡明医学院

DOI号：10.1186/s40168-021-01146-2

原文链接：

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-021-01146-2

mSphere

科研 | mSphere：生存能力解析--基因组学揭示了表皮葡萄球菌菌株在早产儿皮肤上的拮抗定殖动力学

本文由可爱多编译

摘要：定植于皮肤的凝固酶阴性葡萄球菌CoNS会增加早产儿感染的风险。当前，早产儿的低微生物生物量皮肤拭子测序的技术壁垒阻碍了对其发育中的皮肤微生物组内CoNS定植动态的菌株水平理解。本文对四名在出生前两个月住院的早产儿的五个皮肤部位和可用粪便的微生物组进行取样研究。研究人员对样品进行单叠氮化丙啶处理，以富集活菌群，并通过宏基因组鸟枪测序解析物种和菌株。与粪便微生物不同，不同皮肤部位的微生物群相互重叠，以表皮葡萄球菌（S. epidermidis）和头葡萄球菌（S. capitis）为主。尽管接触了抗生素，皮肤上的物种多样性仍随着时间的推移而增加。最常见的表皮葡萄球菌菌株（S. epidermidis strain）ST2和ST59之间存在拮抗作用的证据包括物种相关网络和原位复制率之间的负相关关系；ST2较早地在皮肤上定植，但随着时间的推移，通常被ST59取代。参考菌株的实验结果表明，ST2在塑料表面产生的生物膜比ST59多，在混合培养中减少。作者还发现一种罕见的表皮葡萄球菌菌株（S. epidermidis strain）ST5在粪便中快速生长，与疑似感染的嗜麦芽窄食单胞菌（S. maltophilia）有关。样本的生存能力处理和中等通量鸟枪测序提供了关于早产儿皮肤CoNS定植动态的菌株水平信息，最终可能用于预防感染。

重要性：皮肤通常是早产儿感染的微生物栖息地，但由于技术障碍，对早产儿皮肤微生物群落进行精细研究的测序方法受到了限制。作者用一种光活性染料处理早产儿的皮肤拭子，这种染料可以去除不可存活微生物的DNA，然后对剩余的DNA进行测序。作者发现文中两种最常见的表皮葡萄球菌菌种在皮肤上表现出拮抗关系，它们与不同的菌种共存，在不同的样本中复制最快，并且在不同的时间占据主要的皮肤部位。这些菌株的代表性在其粘附塑料表面的能力上也有所不同，这是该物种的一个重要致病性特征。本研究表明，从难测序的早产儿身体部位获得关于菌株定植动力学的详细信息是可行的，可作为指导预防感染的新方法。

关键词：宏基因组，早产儿，表皮葡萄球菌，凝固酶阴性葡萄球菌

论文ID

原名：Viability-Resolved Metagenomics Reveals Antagonistic Colonization Dynamics of Staphylococcus epidermidis Strains on Preterm Infant Skin

译名：生存能力解析--宏基因组学揭示了表皮葡萄球菌菌株在早产儿皮肤上的拮抗定殖动力学

期刊：mSphere

IF：4.389

发表时间：2021.9.15

通讯作者：D. Ashley Robinson

通讯作者单位：美国密西西比大学医学中心

DOI号：10.1128/mSphere.00538-21

原文链接：

https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/mSphere.00538-21

Gut Pathogens

综述| Gut Pathogens：使用与肠漏症相关的生物标志物作为自闭症谱系障碍早期干预的诊断工具：一项系统综述

本文由大头虾编译

沙特阿拉伯国王大学女性科学和医学研究中心中央实验室的Afaf El-Ansary等人于2021年9月13日在Gut Pathogens发表题为《The use of biomarkers associated with leaky gut as a diagnostic tool for early intervention in autism spectrum disorder: a systematic review》的综述文章，该文章从自闭症和肠漏症、ASD中肠漏症的生物标志物、肠漏症和脑神经递质、饮食在肠漏症中的作用等方面回顾了来自众多研究的证据，这些研究表明，在ASD患者中，肠漏与肠道微生物群改变之间存在关联。同时本综述也回顾了作为ASD早期诊断工具的最重要的肠漏生物标志物。最后，本文描述了一些可能的食物干预策略来调节自闭症谱系障碍个体的肠道微生物群。

摘要：背景：创新性研究强调了自闭症谱系障碍 (autism spectrum disorder ，ASD) 和肠道微生物群之间的可能联系，因为许多自闭症患者都有胃肠道问题作为共病。这篇综述强调了在自闭症患者中经常观察到的肠道微生物群改变的作用，以及这种改变可能触发肠漏症的机制。

主要内容：本文综述了自闭症儿童血液和尿液中不同的细菌代谢产物，如短链脂肪酸、脂多糖、β-甲酚和细菌毒素。此外，本文还讨论了钙卫蛋白 (calprotectin) 、人连蛋白 (zonulin) 和溶菌酶 (lysozyme) 等蛋白作为早期检测肠漏症的生物标志物的重要性，这些蛋白是通过整合性较差的肠-血-脑屏障 (gut-blood-brain-barriers) 作为ASD的病因机制之一。肠-血-脑屏障的破坏可以解释这些患者细菌代谢物的渗漏。

结论：尽管ASD与肠道菌群改变之间的因果关系尚不清楚，但本综述表明，随着特定饮食的摄入，确定的益生菌可能是重建健康肠道菌群和刺激肠道健康的一种非侵入性工具。本文讨论了肠道蛋白和细菌源化合物作为新的可能的生物标志物以及潜在的治疗靶点的诊断和治疗价值。

挑战和局限性：尽管越来越多的证据表明，内源性标志物与ASD的病理有关，但早期识别肠道相关的标志物仍然是一个主要的挑战。用于研究肠道微生物与ASD关系的动物模型有限，大多是近交系或环境诱导模型，其有效性低于遗传模型。此外，在很多研究中，ASD个体之间的异质性是有贡献的，这些研究调查了ASD肠道菌群改变的贡献，以及使用益生菌作为抗炎疗法来治疗肠漏症。只有少数临床和精心设计的研究包括足够数量的患者，提供强有力的证据支持使用益生菌、饮食和补充剂作为治疗策略。

关键词：自闭症，肠漏症，肠道微生物群，短链脂肪酸，饮食，益生菌，人连蛋白

论文ID

原名：The use of biomarkers associated with leaky gut as a diagnostic tool for early intervention in autism spectrum disorder: a systematic review

译名：使用与肠漏症相关的生物标志物作为自闭症谱系障碍早期干预的诊断工具：一项系统综述

期刊：Gut Pathogens

IF：4.181

发表时间：2021.9.13

通讯作者： Afaf El-Ansary

通讯作者单位：沙特阿拉伯国王大学女性科学和医学研究中心

DOI号：10.1186/s13099-021-00448-y

原文链接：

https://gutpathogens.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13099-021-00448-y

饮食、肠道菌群和大脑之间的相互作用示意图（原文中图3）

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