02 月 24 日的《熱心腸日報》，我們解讀了 9 篇文獻，關注：微生物組，生命早期，sIgA，羔羊，資料質控，環境暴露，FMT，褪黑素，植物-微生物互作。 ​​

陳衛、楊波等：sIgA包被腸道細菌與生命早期健康（綜述）

Trends in Microbiology——[13.546]

① 腸道內分泌型免疫球蛋白A包被(sIgA+)的細菌種類，依宿主的年齡和飲食差異等表現出不同的特徵，且同種細菌中sIgA+和sIgA-的菌株可以同時存在，目前還沒有確定sIgA+的核心細菌組成；② sIgA+細菌可以從母體的腸道轉移到母乳中；③ 嬰兒腸道sIgA+細菌組成呈時間依賴性，並受宿主遺傳背景、餵養方法和生產方式等因素的影響；④ 特定的sIgA+細菌可能與新生兒的疾病發生相關；⑤ sIgA+細菌可透過獨特的模式調節新生兒先天免疫和適應性免疫發育。

【主編評語】

近年來，母嬰菌群一直是備受關注。嬰兒的腸道微生物在調節和維持嬰兒免疫力的發展中發揮著潛在的重要作用。分泌型免疫球蛋白A (Secretory immunoglobulin A, sIgA)是腸道內的主要免疫球蛋白，能靶向細菌表面的多糖和鞭毛蛋白，從而形成sIgA包被（sIgA+）的細菌。近期Trends in Microbiology刊登的來自江南大學陳衛、楊波與研究團隊的綜述文章，回顧了成人腸道、母乳和嬰兒腸道中細菌的組成，以及影響早期腸道微生物群發育的因素。討論了與嬰兒和成人腸道中sIgA包被細菌變化相關的疾病，及sIgA包被細菌在調節新生兒先天和適應性免疫中的潛在作用。最後，文章還提出，未來研究的一個挑戰是最終解決sIgA包被細菌的組成和豐度變化與各種疾病之間的關係，並最終應用於臨床。此外，更好地瞭解sIgA包被細菌對嬰兒的作用，將有助於我們開發新的益生菌，以促進早期生命的健康。（@nana）

【原文資訊】

Crosstalk between sIgA-Coated Bacteria in Infant Gut and Early-Life Health

2021-02-15, doi: 10.1016/j.tim.2021.01.012

農科院：多組學分析揭示，羔羊出生前腸道中已定植微生物

Gut——[19.819]

① 對無菌羔羊盲腸內容物進行宏基因組和宏轉錄組測序,並檢測盲腸中微生物代謝物；② 盲腸中存在低多樣性和低生物量的微生物群，主要由變形菌門、放線菌門和厚壁菌門組成，大腸桿菌數量最多；③ 微生物代謝產物包括多種短鏈脂肪酸、脫氧野尻黴素、絲裂黴素和妥布黴素，表明羔羊產前已存在有代謝活性的微生物群；④ 檢測到噬菌體phiX 174和Orf病毒以及抗生素耐藥基因，提示噬菌體、病毒和攜帶抗生素耐藥基因的細菌可在妊娠期間從母體傳播到胎兒。

【主編評語】

長期以來，人們一直認為子宮是無菌的，胎兒微生物群的建立始於出生時。儘管已經在胎盤、羊水、胎膜和胎糞中檢測到微生物，但對於分娩前胎兒腸道中是否存在微生物尚無共識。Gut近期發表的來自中國農業科學院刁其玉團隊的研究，以羔羊為動物模型，透過對盲腸內容物樣本進行宏基因組和宏轉錄組測序分析，證明胎兒出生前腸道中含有微生物，並且胎兒腸道的微生物定植開始於子宮。這些發現促進了我們對胎兒腸道菌群的理解，並有助於設計臨床治療方案，改善人類健康和治療與腸道菌群失調相關的疾病。（@nana）

【原文資訊】

Multiomics analysis reveals the presence of a microbiome in the gut of fetal lambs

2021-02-15, doi: 10.1136/gutjnl-2020-320951

Eran Elinav等詳解微生物組研究的突破與瓶頸

Trends in Molecular Medicine——[11.099]

① 宏基因組有效揭示了微生態和健康的關係，但不能解釋細菌丰度和功能，需結合多組學開展綜合分析；② 飲食影響微生態和健康，但沒有通用健康飲食，基於菌群的智慧學習系統可以解決臨床個性化飲食指導；③ 宏基因組是有效的臨檢方法，其廣泛應用依賴於提升技術的便捷性和可操作性；④ 噬菌體治療、糞菌移植和益生菌均應用前景廣闊，但需要探明這些干預的機制，提升可控性和安全性；⑤ 精準醫療依賴於全面解析微生態結構功能及變化規律的機制研究。

【主編評語】

在過去15年中，共生微生物組學蓬勃發展，空前繁榮，領域內取得了很多重大的突破。但是同樣在新技術不斷湧現之時，無論從理論研究還是臨床開發應用，微生物組學也面臨著很多新的限制和挑戰。近期發表在Trands in Molecular Medicine的一篇小綜述，簡要從宏基因組分析、飲食-微生物-宿主相互關係、宏基因組在臨床診斷應用、噬菌體療法、糞菌移植和宏基因組背景下的益生菌研究等幾個方面概括了微生物組研究進展、方向和迫切需要解決的問題。（@Zhonghua）

【原文資訊】

Breakthroughs and Bottlenecks in Microbiome Research

2021-02-06, doi: 10.1016/j.molmed.2021.01.003

微生物組研究中如何進行質量控制？

Microbiome——[11.607]

① 為對低生物量微生物組分析進行質量控制，提出一個方法框架；② 第一步，透過模擬群落和生物對照，評估測序結果的技術重複性和再現性，驗證測序的準確性；③ 第二步，透過使用統計算法雙層策略，比較批次間的資料結構，去除汙染物和批次差異；④ 第三步，證實微生物組成和下游統計分析的重複性和再現性；⑤ 對同一兒童佇列研究中分兩批產出的母乳微生物群資料進行研究，能識別出標準演算法遺漏的潛在試劑汙染物，並大幅減少汙染物引起的批次變化。

【主編評語】

【原文資訊】

Repeatability and reproducibility assessment in a large-scale population-based microbiota study: case study on human milk microbiota

2021-02-10, doi: 10.1186/s40168-020-00998-4

糞菌移植恢復HIV感染患者的腸道菌群失調

Nature Communications——[12.121]

① 29名正在接受抗逆轉錄病毒治療的HIV感染患者服用糞菌膠囊或安慰劑，持續8周，未發生糞菌移植相關的嚴重不良事件；② 糞菌移植可顯著增加菌群的α-多樣性，HIV患者中通常缺失的毛螺菌科及瘤胃球菌科在糞菌移植後逐漸在患者腸道中定殖；③ 供體菌群輕微且短暫地在患者腸道中定殖，糞菌移植前的抗生素使用可促進供體菌群的定殖；④ 糞菌移植可降低腸道脂肪酸結合蛋白的水平，後者作為腸道損傷的生物標誌物，可獨立預測患者的死亡率。

【主編評語】

Nature Communications上發表的一項臨床研究結果，納入29名HIV感染患者，14名服用糞菌膠囊，15名服用安慰劑，持續干預8周，並隨訪至48周。糞菌移植可顯著增加患者的腸道菌群α-多樣性，供體菌群的定殖可使毛螺菌科及瘤胃球菌科富集，從而恢復HIV感染相關的菌群失調。另外，糞菌移植可降低患者血漿中的腸道脂肪酸結合蛋白（腸道損傷的生物標誌物）的水平。（@szx）

【原文資訊】

Fecal microbiota transplantation in HIV: A pilot placebo-controlled study

2021-02-18, doi: 10.1038/s41467-021-21472-1

華南農業大學：褪黑素調控腸道減輕赭麴黴毒素A誘導的肝臟炎症

Journal of Hazardous Materials——[9.038]

① 採用褪黑素（MEL）干預赭曲毒素A（OTA）誘導的雛鴨肝臟炎症，探究MEL對腸道菌群與代謝的影響；② MEL逆轉OTA誘導的腸道微生物群改變，降低了血尿桿菌和擬桿菌的丰度，減少了LPS的生物合成；③ MEL顯著減輕OTA誘導的肝臟炎症，增強空腸和盲腸段的緊密連線蛋白表達，改善鴨的腸道形態，保護腸道黏膜；④ 抗生素干預後，MEL在OTA誘導的肝臟炎症模型中，對腸道菌群、LPS、肝臟炎症、腸道形態和腸道粘膜的有益影響仍然存在。

【主編評語】

褪黑素（MEL）具有抗炎作用，可調節動物和人類腸道菌群；赭麴黴毒素A（OTA）透過腸道菌群誘導肝臟炎症。MEL是否能夠調控OTA誘導的肝臟炎症，還有待進一步研究。華南農業大學的王文策在Journal of Hazardous Materials發表文章，發現MEL可透過維持腸道穩態和腸道菌群非依賴性方式改善OTA誘導的肝臟炎症。MEL或是一種對OTA或其他真菌毒素具有保護作用的潛在藥物。（@愛的抉擇）

【原文資訊】

Melatonin alleviates Ochratoxin A-induced liver inflammation involved intestinal microbiota homeostasis and microbiota-independent manner

2021-01-26, doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.125239

早期環境暴露對自然分娩小鼠的腸道生態系統影響較小

Gut Microbes——[7.74]

① 在飼養籠中新增土壤模擬農村和城市環境，並將自然分娩的幼鼠從出生到斷奶階段都置於此環境中；② 生命早期的土壤暴露對新生小鼠腸道菌群的丰度影響較小，僅能解釋小鼠早期和成年期腸道菌群變異的5％和9％；③ 早期暴露於城市土壤會增加梭菌和丙酸的含量，並持續到成年期；④ 早期暴露於農村環境增加幼鼠結腸巨噬細胞的浸潤；⑤ 雖然土壤暴露對腸道類群的影響有限，但土壤暴露導致成年小鼠全身的細胞因子和趨化因子圖譜發生改變。

【主編評語】

【原文資訊】

Early life environmental exposures have a minor impact on the gut ecosystem following a natural birth

2021-02-02, doi: 10.1080/19490976.2021.1875797

Science綜述：共生和病原微生物的互作驅動植物進化！

Science——[41.845]

① 在4.5億年的土地多樣化中，植物與微生物共同進化，經歷了從寄生到互利共生的演變；② 透過系統發育學、細胞生物學和反向遺傳學從開花植物到苔蘚植物的研究揭示了植物-微生物網路的遺傳基礎和進化軌跡；③ 保守和進化枝特有的植物機制以不同的速度發展，並可以抵抗病原體和促進有益的共生微生物；④ 探索和利用非開花植物-微生物相互作用中使用的分子機制多樣性，可能為工程化擴充套件共生能力和病原體適應性作物提供了可能。

【主編評語】

植物和微生物在進化過程中相互作用，從而塑造了多樣性並幫助植物在陸地上定植。2021年2月19日，國際頂級學術期刊Science發表了來自法國圖盧茲大學CNRS的Pierre-Marc Delaux和英國劍橋大學Sainsbury實驗室Sebastian Schornack的最新相關研究成果，題為Plant evolution driven by interactions with symbiotic and pathogenic microbes的綜述性論文。Delaux和Schornack回顧了一系列植物和藻類基因組的見解，揭示了透過古老基因模組的進化以及譜系特異性分化的出現而實現的持續利用。蘚類、苔類以及角苔類已經在現有途徑上進行了分層創新，以建立新的微生物相互作用。這樣的創新可能會被轉移到作物植物上，以期建立一個更可持續的農業。（@劉永鑫-中科院-宏基因組）

【原文資訊】

Plant evolution driven by interactions with symbiotic and pathogenic microbes

2021-02-19, doi: 10.1126/science.aba6605

開發土壤微生物菌劑面臨哪些問題？（綜述）

Trends in Biotechnology——[14.343]

① 最近，人們對開發土壤微生物菌劑來增強農業價值功能的興趣和投資激增，但對於田間產品的成功仍然是不可預測和不可靠的；② 微生物接種劑的選擇往往是根據其在受控實驗室篩選中的活性和易於大規模培養，而很少考慮與生態相關的特性，要求它們在目標功能期內在田間存活，又能防止過度的永續性；③ 作者著重介紹了每個產品階段微生物菌劑特性的相互衝突作用，以及這如何可能會使對在田間發揮所需功能的微生物的選擇複雜化。

【主編評語】

多年來，潛在的有益微生物已被接種到農業土壤中，但土壤微生物菌劑的有效性仍然不可靠，並且與作物育種不同——長期以來人們一直在考慮目標性狀（例如產量）與環境相容性，而微生物接種劑生態還沒有被充分融入到微生物的選擇和生產中。本研究在產品開發和應用的五個階段中提出了對接種劑轉移約束的整體時間模型，並重點介紹了兩個階段之間的潛在衝突。作者還對用當前方法開發理想的土壤微生物接種劑的可行性提出了質疑。（@劉永鑫-中科院-宏基因組）

【原文資訊】

The Inherent Conflicts in Developing Soil Microbial Inoculants

2019-02-01, doi: 10.1016/j.tibtech.2018.11.011