大连改善肠道菌群的疫苗，或能预防炎症疾病

发布时间：2020-04-23 来源：大连胃肠医院

改善肠道菌群的疫苗，或能预防炎症疾病和肥胖

今天是第1312期日报。

Nature子刊：靶向肠道菌群的疫苗，或能预防慢性炎症性疾病

Nature Communications[IF:11.878]

① 用沙门氏菌的鞭毛蛋白作为免疫原，对小鼠进行反复注射，可引起对鞭毛蛋白的长效抗体应答，增加粪便和肠腔内的抗鞭毛蛋白IgA水平；② 这改变了小鼠肠道菌群组成，降低了粪便中的鞭毛蛋白浓度，减少了菌群对肠上皮的入侵，减轻了菌群的促炎性；③ 这种免疫策略可保护小鼠预防由IL-10缺陷引起的结肠炎，还可减轻高脂饮食引起的低度炎症和肥胖；④ 肥胖患者的粪便中，鞭毛蛋白水平升高，抗鞭毛蛋白IgA水平降低。

Flagellin-elicited adaptive immunity suppresses flagellated microbiota and vaccinates against chronic inflammatory diseases
12-11, doi: 10.1038/s41467-019-13538-y

【主编评语】肠道菌群改变与代谢综合征和慢性炎症性疾病（如IBD）相关。这种菌群变化的一个特征是鞭毛蛋白水平升高，这可能通过刺激宿主的促炎性基因表达，来引发肠道炎症。另一方面，鞭毛蛋白表达增加也反映出，菌群中能通过鞭毛来运动的细菌增多，这些细菌可能更容易突破肠道黏液层防线，入侵肠上皮。Nature Communications发表的一项最新研究发现，给小鼠注射以鞭毛蛋白为免疫原的疫苗，可引起抗鞭毛蛋白的抗体免疫，从而改变肠道菌群，有助于预防肠道炎症和肥胖。这种靶向肠道菌群内致病共生菌的免疫策略，或是预防相关慢性炎症疾病的有效手段。（@mildbreeze）

Nature子刊：一次验血预测多种疾病风险？

Nature Medicine[IF:30.641]

① 纳入16894名受试者的共约8500万个蛋白检测结果及临床数据，开发检测血浆蛋白以预测健康指标的模型；② 针对的健康指标包括：肝脏脂肪、肾脏功能、体脂比、内脏脂肪、瘦体重、心肺适能、体育活动、酒精摄入、吸烟、糖尿病风险、原发性心血管事件风险；③ 针对不同健康指标开发基于不同血浆蛋白组合的检测模型，预测准确性也有所差异；④ 针对肾脏功能、体脂比的预测模型的AUC可超过0.90，而针对心血管事件及糖尿病风险的预测模型的AUC较低。

Plasma protein patterns as comprehensive indicators of health
12-02, doi: 10.1038/s41591-019-0665-2

【主编评语】Nature Medicine上发表的一项最新研究，通过对近1.7万名受试者的近亿个血浆蛋白检测结果及临床数据进行分析，针对11种不同的健康指标，开发了基于特定血浆蛋白检测以预测健康程度及疾病风险的模型。（@沈志勋）

中科院先进院发现空间扩展生境定殖的进化稳定性策略

Nature[IF:43.07]

① 种群在不同大小生境的定殖，都对应着一个最优的迁徙和生长策略；② 菌群的迁移速率呈发散状变化，占领外围的菌群越‘跑’越快，而占领中心的菌群则不断放慢‘脚步’；③ 细菌在空间扩张过程中，不止采用加快运动速度这一种策略，还有其它因素决定着最终的‘版图’分布；④ 对于空间定植，并不是迁移速率越快的种群越有优势；⑤ 只要控制好迁移速率和生长速率，就可以让不同种群有序且稳定的分布在空间不同区域。

An evolutionarily stable strategy to colonize spatially extended habitats
11-06, doi: 10.1038/s41586-019-1734-x

【主编评语】中国科学院深圳先进技术研究院、深圳合成生物学创新研究院刘陈立研究员实验室，与加州大学圣地亚哥分校华泰立教授团队合作，研究团队根据模型计算和实验验证推导出一个简单定量公式，包含生存面积、运动速度、生长速度这三大关键因素。根据该公式，在已知空间大小的条件下，便能算出迁徙进化的最优策略。作为基础研究领域的重大突破，此次从细菌上学习到的生物迁徙进化规律，能够从理论上指导多细胞生物或生态体系的构建。未来，在该理论的指导下，调控细胞运动、生长速度，定量计算细胞在空间中的分布位置，有望实现生物组织和器官的工程化合成。（@刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组）

Nature子刊：肠道内的尿路病原体，或是尿路感染

Nature Communications[IF:11.878]

① 对168例肾移植个体的510个粪便样本进行16S rRNA基因测序，对17个尿路感染（UTI）者尿液和配对粪便样品进行宏基因组分析；② 埃希氏菌属的肠内相对丰度达到1%，是未来发生埃希氏菌的菌尿症及UTI的独立风险因素；③ 肠球菌属的肠内相对丰度达到1%，是未来发生肠球菌菌尿症的独立风险因素；④ 同一个体的尿液和粪便中，大肠杆菌及肠球菌在菌株水平相似；⑤ 大肠杆菌菌尿症患者尿液和配对粪便样品，含相同尿路致病基因和抗生素抗性基因。

Gut uropathogen abundance is a risk factor for development of bacteriuria and urinary tract infection
12-04, doi: 10.1038/s41467-019-13467-w

【主编评语】尿路感染是最常见的细菌感染疾病之一。接受肾脏移植的个体会定期检查菌尿（尿液中有细菌感染，但患者不表现排尿困难、尿急、尿频等临床症状）及尿路感染（尿液中有细菌感染，患者表现排尿困难、尿急、尿频等临床症状）情况，因此有利于研究尿路感染机制。Nature communications 最近发表的一项研究，主要探讨了肠道菌群与发生菌尿症或尿路感染风险之间的关系，发现肠道中高丰度的大肠杆菌和肠球菌与相应细菌感染导致的菌尿症相关，并且肠道中高丰度大肠杆菌还与尿路感染相关。本研究结果支持肠道菌群- 尿路感染轴，并暗示调节肠道菌群或可用于预防尿路感染。（@nana）

野生非人灵长类动物的肠道真核生物组成

ISME Journal[IF:9.493]

① 收集16种野生非人灵长类（NHP）物种的62只个体的粪便样本，进行18S rRNA测序，分析肠道真核生物（包括真菌、原生生物及线虫）的多样性及组成；② 猕猴科物种（尤其是cercopithecines）的肠道真核生物α多样性显著高于其它NHP物种；③ 肠道相关原生生物及线虫广泛分布于NHP物种中；④ 与NHP物种的肠道细菌不同，NHP物种的肠道真核生物组成表现出的宿主物种特异性较低，且受到饮食的影响很小。

Biodiversity of protists and nematodes in the wild nonhuman primate gut
11-07, doi: 10.1038/s41396-019-0551-4

【主编评语】ISME Journal上发表的一项最新研究，对16种野生非人灵长类动物的肠道真核生物（包括真菌、原生生物及线虫）的多样性及组成进行了对比分析。（@沈志勋）

发育不良儿童的肠道菌群多样性与腹泻的因果关联

Clinical Infectious Diseases[IF:9.055]

① 纳入271名秘鲁新生儿，在0-2岁期间，每个月评估一次生长情况、腹泻发生率、病原体感染、抗生素暴露等，每半年分析一次粪便菌群；② 腹泻发生率、持续时间及严重程度与粪便细菌的多样性及丰富度呈显著负相关；③ 严重发育不良儿童表现出最高程度的腹泻相关的粪便菌群多样性降低，且在腹泻发病后，粪便细菌多样性的恢复最慢；④ 粪便细菌多样性的增加可预测6-18月龄时的腹泻减少。

Diarrhea as a Potential Cause and Consequence of Reduced Gut Microbial Diversity Among Undernourished Children in Peru
09-17, doi: 10.1093/cid/ciz905

【主编评语】Clinical Infectious Diseases上发表的一项出生队列研究，在200多名秘鲁新生儿的0-2岁期间，发现肠道菌群多样性的降低与腹泻发病率、持续时间及严重程度的增加显著相关。尤其在营养不良儿童中，腹泻相关的菌群多样性降低的程度最高，且腹泻发病后的菌群多样性恢复最慢。（@沈志勋）

功能基因组筛选鉴定出可激活NF-κB信号通路的细菌菌株

mBio[IF:6.747]

① 将来自人体内不同部位（呼吸道、口腔、胃肠道、皮肤、尿道等）的116种细菌菌株的基因组克隆至肠杆菌中；② 将大肠杆菌与HEK293:NF-B GFP报告细胞共培养以进行功能基因组筛选，鉴定出多种编码了可激活NF-κB信号通路的蛋白的效应基因；③ 这些效应基因编码的蛋白的功能可分为4类：细胞壁水解酶、膜转运蛋白、LPS生物合成酶、未知功能；④ 这些效应基因来自屎肠球菌TX0133a04等6种不同的菌株。

Functional Multigenomic Screening of Human-Associated Bacteria for NF-κB-Inducing Bioactive Effectors
11-19, doi: 10.1128/mBio.02587-19

【主编评语】来自mBio上发表的一项最新研究，通过将不同人体细菌菌株的基因组导入大肠杆菌中进行功能基因组筛选，鉴定出了来自6种不同的人体细菌菌株中的多种效应基因编码的蛋白可激活NF-κB信号通路。该研究提供了一种深入理解宿主-菌群互作机制的方法。（@沈志勋）

厌氧微生物群落推动着自然生物质的降解（综述）

Current Opinion in Biotechnology[IF:8.083]

① 厌氧微生物基因组序列“组学”技术的最新进展，解释了厌氧微生物群落的组成和包含的碳水化合物活性酶多样性进行了表征；② 厌氧群落的宏组学已发现大量碳水化合物活性酶(CAZymes)；③ 真菌的纤维素体表现出令人印象深刻的纤维素水解活性；④ 转录组学揭示了微生物的协同作用和酶的调节；⑤ 基因组级代谢模型存在于一组有限的厌氧菌中，厌氧生物群落的代谢和空间相互作用可通过生物信息学进行模拟。

Nature’s recyclers: anaerobic microbial communities drive crude biomass deconstruction
10-05, doi: 10.1016/j.copbio.2019.08.015

【主编评语】微生物富集、测序和生物信息学方法的出现为破译厌氧微生物群落中的功能并将其用于生物能源和可持续的化学产品提供了新的机会。关键在于尽量减少或完全消除与预处理相关的工作，并降低所需的酶负荷。这篇综述介绍了厌氧微生物群落的组成以及它们通过新兴的“组学”技术而获得的酶学策略。并进一步讨论了目前对厌氧菌动态代谢功能的理解及它们相互交织的代谢，并展望了利用厌氧菌群进行木质纤维素生物转化的新策略。（@刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组）