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Cell子刊解析人类肠道微生物群持久性人类肠道微生物群是一个由数万亿个微生物组成的复杂群落，它们不断地相互作用，并与我们的身体相互作用。它支持我们的健康、免疫系统和心理健康——但它是如何维持的呢？ 英国和德国的研究人员以及其他国际合作者，研究了人类肠道微生物群中细菌的进化——询问这些微生物如何在其一生中持续存在——同时考虑了内部和外部影响因素。 研究结果将有助于了解定制的益生菌、特定食品或补充剂中发现的活细菌，以及饮食或医疗干预，以治疗肠道疾病和保持健康的肠道微生物群。 保持稳定、健康的肠道微生物群对我们和细菌都是互利的。作为营养和舒适栖息地的交换，微生物群落通过为我们提供健康益处来回报我们，我们现在开始了解这一点。 来自Quadram研究所和Earlham研究所的主要作者和小组负责人Falk Hildebrand博士解释说：“我们知道某些微生物在我们出生时就定居，有些人可以和我们一起生活几十年。然而，尽管研究着眼于单个微生物物种，但尚未探索整个微生物群中持久存在的机制和规模。” 为了检验这一点，诺里奇研究园的厄勒姆研究所和夸德拉姆研究所的一组科学家，以及德国的欧洲分子生物学实验室（EMBL），使用宏基因组学分析人类肠道微生物群中不同细菌的进化策略和持久性。 宏基因组学是研究群体中许多不同生物的所有基因。就人类肠道微生物组而言，这一过程不仅提供了有关现有细菌菌株的详细信息，而且还表明，基于这些菌株的遗传学，这些菌株的能力得到了增强，以保持肠道处于良好的工作状态。 通过分析粪便样本，研究小组重新检查了2种以上的亚基因组，000份成人和婴儿样本，包括来自同一家庭的几个样本，发现了人类肠道细菌持久性的三种主要传播策略。这些数据来自先前发表的研究，研究微生物组随时间的变化，每个人平均间隔几个月提供2-3个样本。 最后一位作者兼EMBL海德堡（科学活动）主任Peer Bork教授，他说：“通过研究个人和家庭成员的时间序列，并将其与从家庭到城市到国家的地理信息叠加，我们确定了显示不同传播策略的细菌菌株群。这在宿主、区域传播和数百种细菌的地理分布方面呈现出非常不同的持久性模式。” 该数据构建在5278个亚基因组的不同数据集中，研究人员分析了不同类型细菌的持久性模式，以及这些模式如何受到共同因素的影响：年龄、家庭成员、地理区域，希尔德布兰德博士说：“我们的分析表明，微生物群中存在的大多数细菌菌株都是非常持久的——一种菌株至少持续一年的可能性超过90%。 “一些微生物物种确实表现出一致的差异，要么是高度持久的分类群，或者是低执着，更依赖于家庭成员之间的交流。然而，在婴儿中，细菌菌株的平均持久性下降到80%。这并不意外；我们知道，特别是在新生婴儿体内，肠道微生物的交换正在进行。” 博克教授补充说：“研究表明，成人体内细菌的固有持久性水平也反映在儿童身上，渐渐地，我们开始获得那些大约10年前的持久性细菌，此时微生物组达到稳定状态。” “抗生素对不同类型的细菌有不同的效果，总体效果取决于不同细菌的抵抗力、其固有的持久性以及它们在微生物组中可替代的程度。” 为了深入研究是什么驱动了持久性，研究人员对微生物群落进行了超越个体水平的比较，也对不同家庭、国家和地区的微生物群落进行了比较。这使他们能够根据细菌的持久性特征对细菌进行分类，并通过基因组分析，寻找这些细菌在新的人类宿主中分散策略进化的线索，是人类肠道中最持久和最适合生存的。例如，当宿主从婴儿期进入成年期时，这些细菌能够通过切换到不同的营养来源而存活下来。然而，顽强的细菌是使用抗生素后最有可能从微生物群中消失的细菌。如果我们从小就携带这些细菌，它们的损失可能是永久性的。与抗生素的过度使用和滥用有关，这是一个特别令人关注的问题。 另一组被称为“遗传性”细菌，这是一种“遗传性”菌株，在家族内聚集。这些细菌在儿童期的持久性较低，更替率较高，表明再感染的周期是其在个体中持久性的关键。 基因组分析表明，这些细菌往往具有通过孢子传播的基因，这将有助于从父母传给子女，第三类，命名为“空间抗性”，似乎聚集在他们自己的地理区域，但与家庭无关。 目前对维护或控制微生物群以促进健康有很大兴趣，研究小组希望，他们对肠道微生物不同持久性进化的整体探索，将导致更好、更明智的临床策略。 例如，一次性干预措施如粪便微生物群移植（FMT）可能适合引入甚至取代顽强的细菌，但不适合依赖于再感染的细菌。这些可能受益于益生菌为基础的治疗或饮食变化，随着时间的推移，改变肠道环境，以利于他们的殖民和持久性。对抗生素可能对微生物群造成的广泛而潜在的永久性损害的新见解，也可能指出减轻这些不同影响的新策略。 “我们的研究让我们更好地了解了哪些肠道细菌与其宿主密切相关，哪些更容易在宿主之间切换。Hildebrand博士补充说：“这对于益生元和大多数针对人类肠道微生物群的医学应用是重要的信息。”这项研究由生物技术和生物科学研究理事会和欧洲研究理事会资助 Journal Reference:
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