常見的六種腸道致病菌群（重磅72家機構聯手）

2023-05-09 02:05:13

01 月 19 日的《熱心腸日報》，我們解讀了 9 篇文獻，關注：遺傳-菌群互作，微生物組GWAS，腸肝軸，肝癌，FMT，生信，胃癌，低碳水飲食，維生素D。

Nature Genetics——[27.603]

① 納入24個隊列共18340人的全基因組基因型和16S糞便菌群數據，分析影響腸道菌群的宿主遺傳因素；② 不同隊列間菌群組成有明顯異質性，410個菌屬中只有9個核心菌屬，反映了種族和樣本處理方法的差異；③ 鑑定出19個可遺傳細菌類群和31個影響菌群特徵的基因座（mbTL），其中乳糖酶LCT基因座與雙歧桿菌屬的關聯最顯著，二者關係有年齡依賴性和種族異質性；④ mbTL富集了在小腸和大腦表達的基因，且大多與宿主代謝、免疫、營養偏好等有關；⑤ 雙歧桿菌屬和草酸菌科分別對潰瘍性結腸炎和類風溼性關節炎有潛在保護作用。

【主編評語】

腸道菌群的組成受到飲食、藥物等諸多因素的影響，宿主遺傳因素也在一定程度上影響菌群特徵，但相關研究還比較缺乏。Nature Genetics最新發表了由荷蘭格羅寧根大學醫學中心團隊領導的MiBioGen國際聯盟研究，中科院微生物所王軍研究員是該論文的共同第一作者，格羅寧根大學傅靜遠教授為共同作者。該研究納入了歐美、中東、東亞多個國家和種族的24個隊列、超過1.8萬人的基因組和腸道菌群數據，揭示了腸道菌群在不同人群間的異質性，鑑定出若干可遺傳的細菌類群以及31個影響菌群組成特徵的基因位點（例如：乳糖酶基因可影響雙歧桿菌、巖藻糖轉移酶基因可影響特定瘤胃球菌），並通過基因集富集分析、全表型組關聯研究和孟德爾隨機化方法等，探索了遺傳-微生物關聯對宿主健康相關特徵的潛在影響，包括特定腸道細菌與人類疾病間的因果效應等。該研究是迄今規模最大的人類遺傳與腸道菌群的關聯性研究，推薦專業人士參考和研讀。（@mildbreeze）

【原文信息】

Large-scale association analyses identify host factors influencing human gut microbiome composition

2021-01-18, doi: 10.1038/s41588-020-00763-1

Nature Genetics——[27.603]

① 納入5個德國隊列8956人進行微生物組全基因組關聯分析，鑑定出38個與特定腸道細菌及菌群整體組成相關的基因位點；② 鑑定出ABO血型和巖藻糖基轉移酶FUT2分泌狀態與腸道細菌的若干關聯，如ABO血型與特定的擬桿菌OTU和糞桿菌屬物種相關，該擬桿菌OTU還與FUT2基因位點相關；③ 孟德爾隨機化分析鑑定出微生物與宿主特徵間的19個潛在的因果效應，例如上述擬桿菌OTU和某普氏菌對克羅恩病的保護性作用、副擬桿菌屬物種對肥胖表型的保護性作用。

【主編評語】

Nature Genetics最新發表的另一項微生物組全基因組關聯研究，納入了德國近9000人數據，鑑定出38個遺傳-腸菌關聯，包括ABO血型對特定腸道細菌的影響，並通過孟德爾隨機化分析挖掘了潛在的腸道菌群與疾病間的因果效應。（@mildbreeze）

【原文信息】

Genome-wide association study in 8,956 German individuals identifies influence of ABO histo-blood groups on gut microbiome

2021-01-18, doi: 10.1038/s41588-020-00747-1

Nature Communications——[12.121]

① 非酒精性脂肪肝（NAFLD）相關肝硬化患者的微生物出現失調特徵，隨著肝癌（HCC）的發展，其組成和功能發生改變；② NAFLD-HCC產短鏈脂肪酸的細菌種類的豐度增加，同時參與從膳食纖維中合成SCFA的功能基因增加；③ NAFLD-HCC的糞便和血清中SCFA及其中間體濃度升高；④ 來自NAFLD-HCC的微生物群細菌提取物在體外可誘導免疫抑制表型，包括調節性T細胞的擴增和CD8 T細胞的衰減，減少抗原遞呈細胞，同時誘導的細胞因子也支持免疫抑制表型。

【主編評語】

腸道微生物調控肝癌中的免疫反應。Nature Communications近期發表的文章，利用宏基因組和代謝組學技術對非酒精性脂肪肝（NAFLD）相關的肝硬化合併/未見肝癌（HCC）的患者的腸道微生物進行分析，發現NAFLD相關肝硬化患者的腸道菌群失調，隨著HCC進展，腸道菌群的組成和功能發生改變。NAFLD-HCC患者的腸道菌群中產短鏈脂肪酸的細菌種類增加，其腸道菌群提取物在體外可誘導免疫抑制表型，這或與HCC患者較差的臨床結果和免疫治療耐藥性有關。（@愛的抉擇）

【原文信息】

Gut microbiota impact on the peripheral immune response in non-alcoholic fatty liver disease related hepatocellular carcinoma

2021-01-08, doi: 10.1038/s41467-020-20422-7

Journal of Hematology and Oncology——[11.059]

① 肝細胞癌（HCC）樣本中，NOD2被激活和表達上調，其高表達與HCC患者的預後不良有關；② 肝臟NOD2缺失小鼠通過減少炎症反應、DNA損傷和基因組不穩定性降低二乙基亞硝胺（DEN） / CCl4誘導的HCC；③ NOD2通過RIP2依賴性的方式激活MAPK、NF-κB和STAT3途徑，增加肝臟炎症；④ NOD2激活還通過不依賴RIP2的方式誘導核自噬：NOD2經歷核運輸並直接結合核纖層蛋白A/C，以促進其蛋白質降解，從而導致DNA損傷修復受損和基因組不穩定性增加。

【主編評語】

復旦大學張思、陳舌與附屬中山醫院薛如意團隊研究成果。研究發現，肝臟肝臟模式識別受體NOD2可以1）通過RIP2依賴性的方式促進肝炎發生，2）通過不依賴RIP2的方式誘導核自噬，兩種方式促進HCC發生。該研究表明，NOD2作為模式識別受體，可以感知到達肝臟的腸道菌群或代謝物，從而能夠作為腸肝軸相關病症的表徵或潛在靶點。（@兵兵）

【原文信息】

Hepatic NOD2 promotes hepatocarcinogenesis via a RIP2-mediated proinflammatory response and a novel nuclear autophagy-mediated DNA damage mechanism

2021-01-07, doi: 10.1186/s13045-020-01028-4

Gut——[19.819]

① 白消安處理可顯著降低小鼠的懷孕率及後代活仔數，而褐藻寡糖處理可恢復；② 將褐藻寡糖處理後的小鼠的糞菌移植給白消安處理後的小鼠，也可恢復小鼠的懷孕率及後代活仔數；③ 褐藻寡糖通過調節小鼠的腸道菌群，以促進精子發生，並提高精液質量，從而提升雄性小鼠的生育力；④ 褐藻寡糖可增加小鼠腸道菌群中的有益菌，如擬桿菌目、雙歧桿菌、鞘脂單胞菌目、彎曲菌目，這些細菌可通過保護腸道屏障、產生抗氧化物質等方式發揮益生作用。

【主編評語】

來自中國農業科學院的張宏福團隊、Wei Shen團隊及Yong Zhao團隊在Gut上發表的一項最新研究，發現移植褐藻寡糖處理後的小鼠的糞菌，可恢復白消安導致的小鼠懷孕率及後代活仔數降低。機制上，褐藻寡糖可增加小鼠腸道中的有益菌，從而促進精子發生。（@szx）

【原文信息】

Rescue of male fertility following faecal microbiota transplantation from alginate oligosaccharide-dosed mice

2020-12-22, doi: 10.1136/gutjnl-2020-323593

Microbiome——[11.607]

① 使用深度優先搜索方法進行樹結構推導，其最大化了節點到根的平均距離 ，可以對序列進行更具體的注釋；② 比較Kraken、Kraken 2和MEM方法，確定了使用DNA-DNA對比和使用DNA-蛋白質比對對功能分類的影響；③ 最低通用功能分類方法平均分類36.17%的讀長，比使用DIAMOND觀察到的平均23.0%的對齊讀長的分類比例更高；④ 當關注那些以均等機會分配給多個位置的讀長時，最低共同祖先LCA / LCF最低通用功能方法會就讀長「最佳」位置做出明智的決策。

【主編評語】

為了促進功能菌群分析，作者重新利用了著名的分類學工具，以使其能夠執行直接的功能測序讀長分類，並獲得功能層次結構的額外好處。為實現此目的，作者開發並提出了一個樹形功能層次結構，該層次結構代表了基因本體注釋結構的分子功能子集。作者使用此功能層次結構來取代分類工具使用的標準系統分類，並將查詢序列準確地分配到樹中最低可能的分子功能。作者用模擬和實驗數據集證明了這一點，並揭示了新的生物學見解。（@劉永鑫-中科院-宏基因組）

【原文信息】

Re-purposing software for functional characterization of the microbiome

2021-01-09, doi: 10.1186/s40168-020-00971-1

Nature Medicine——[36.13]

① 對15例胃腺癌患者的腹膜癌（PC）進行單細胞轉錄組分析，繪製了45048個PC細胞的圖譜；② 從轉錄組學、基因型、分子和表型水平闡明腫瘤細胞譜系/狀態組成與腫瘤內異質性（ITH）之間的聯繫；③ PC樣本中腫瘤細胞譜系/狀態組成具有多樣性，將其定義為ITH的關鍵因素；④ 對ITH的單細胞分析可將PC樣本分為兩個亞型，這兩個亞型在預後上與臨床變量無關，並且定義出12個基因可表徵預後特徵；⑤ 預後特徵或是胃癌發生和進展的基礎，可用於患者的分層。

【主編評語】

腫瘤內異質性（ITH）是癌症的一個基本特徵，但ITH的起源目前還不清楚。Nature Medicine近期發表的文章，利用scRNA-seq繪製了胃腺癌患者的腹膜癌細胞的單細胞轉錄圖譜，對轉移性胃腺癌的瘤內異質性和譜系多樣性進行解析，同時定義出12個基因與預後特徵相關，該預後特徵可用於病人的分層治療。（@愛的抉擇）

【原文信息】

Single-cell dissection of intratumoral heterogeneity and lineage diversity in metastatic gastric adenocarcinoma

2021-01-04, doi: 10.1038/s41591-020-1125-8

British Medical Journal——[30.223]

① 納入23項隨機臨床試驗（共涉及1357名2型糖尿病患者），總結LCD及VLCD的療效及安全性，幹預至少持續12周；② 總結其中8項研究的數據，幹預6個月後，LCD組的糖尿病緩解率顯著高於對照組（57% vs. 31%）；③ 另外，6個月的LCD幹預可大幅改善體重、甘油三酯、胰島素敏感性等重要臨床指標，但長期（12個月）的LCD幹預可能降低生活質量，並惡化LDL-膽固醇指標；④ 6個月的VLCD幹預的減重效果不如LCD，可能是由於患者對VLCD的依從性較低。

【主編評語】

British Medical Journal上發表的一項薈萃分析結果，總結23項隨機臨床試驗的數據後發現，6個月的低碳水化合物飲食（LCD）可使更多的2型糖尿病患者得到緩解，並改善多種臨床重要指標，而極低碳水化合物飲食（VLCD）因較差的依從性，對患者的減重效果不如LCD。另外，12個月的LCD幹預可能降低患者的生活質量，並增加LDL-膽固醇水平，提示需重點關注LCD或VLCD幹預的長期安全性。（@szx）

【原文信息】

Efficacy and safety of low and very low carbohydrate diets for type 2 diabetes remission: systematic review and meta-analysis of published and unpublished randomized trial data

2021-01-13, doi: 10.1136/bmj.m4743

The Lancet Diabetes and Endocrinology——[25.34]

① 15373名60~79歲的受試者隨機均分為2組，每月分別口服一次6000IU維生素D3或安慰劑，隨訪長達五年；② 選取其中的2598名受試者，在冬季完成8周的呼吸症狀日記；③ 補充維生素D顯著增加了受試者血液中的25(OH)D水平（114.8nmol/L vs. 77.5nmol/L），但未能顯著降低急性呼吸道感染的風險；④ 日記數據顯示，補充維生素D對呼吸道感染的症狀和嚴重症狀的總持續時間有很小幅度的減少，但不太可能有顯著的臨床意義。

【主編評語】

一些觀察性研究的結果發現，缺乏維生素D與急性呼吸道感染相關。D-Health試驗是一項隨機雙盲安慰劑對照試驗，旨在評估每月口服維生素D對急性呼吸道感染的影響。The Lancet Diabetes and Endocrinology上發表了該試驗的最新數據分析結果，發現每月口服6000IU的維生素D，並未能顯著降低老年人的急性呼吸道感染風險，僅對症狀持續時間有輕微的減少作用。（@szx）

【原文信息】

The effect of vitamin D supplementation on acute respiratory tract infection in older Australian adults: an analysis of data from the D-Health Trial

2021-01-11, doi: 10.1016/S2213-8587(20)30380-6

感謝本期日報的創作者：mildbreeze，Echo Quasimodo，滿心歡喜.，szx，劉永鑫-中科院-宏基因組，愛的抉擇，陳彬林

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