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历时4年追踪300多人,傅静远联合团队开发“肠道微生物指纹”算法

 菌心说 2021-04-16

▎药明康德内容团队编辑  


每个人的肠道内都生活着数以亿计的细菌、病毒等微生物。肠道微生物对人体健康造成的影响,近些年越来越受到重视。已有的科学证据显示,肠道微生物的构成可以反映罹患某些疾病的风险,影响特定疗法的功效和毒性,甚至还能用来预测一个人的健康寿命


近日,由荷兰格罗宁根大学(University of Groningen)傅静远教授和 Alexandra Zhernakova 教授合作领导的一项新研究,历时4年追踪分析了338人的肠道微生物相关数据,发现了其中某些特征就像指纹一样,因人而异并长期保持稳定;而另一些不稳定的组成特征则可以用来指示疾病健康状态这项研究结果发表于顶尖学术期刊《细胞》。

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在这项研究中,科学家们分析了来自荷兰LifeLines-DEEP人群队列的数据,参与者为18~80岁的普通人,队列广泛采集了与基因、临床表型和健康状态相关的多项数据。研究人员比较了同一个人在相隔4年时间后,粪便样本中的肠道微生物组成和基因构成,以及血液样本中1000多种微生物代谢产物的水平有哪些变化。

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本研究共同通讯作者傅静远教授(图片来源:荷兰格罗宁根大学官网

研究结果显示,一个人的肠道微生物群组成越是丰富多样的,随着时间推移越是显得稳定。不同人之间,某些微生物物种的基因构成有很大差异,并且在几年时间里始终保持这种差异。

基于肠道微生物组成的稳定性和个体特异性,研究人员利用微生物图谱开发了一种识别个体的算法。用这种方法对间隔4年的样本进行分析时,识别出同一个体的准确率高达85%。对另一个独立队列相隔一年采集的样本进行分析时,则能以95%的准确率识别出同一个人

与此同时,研究人员发现,肠道微生物组中还有一些物种在丰度和基因构成上,随着时间的推移有明显的动态变化。这些变化可以通过代谢产物表现出来,例如维生素B、尿毒素等。而且,鉴于很多代谢产物可以影响人的血压、血脂等心血管疾病表型,研究人员指出,肠道微生物组中的这些可变组分,将为我们提供一条改变宿主表型的潜在途径

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本研究示意图(图片来源:参考资料[1])


研究人员总结说,这项研究揭示了人体肠道微生物在稳定性上的几个新特点,这些发现将对个体化医疗带来临床意义

参考资料
[1] Lianmin Chen et al., The long-term genetic stability and individual specificity of the human gut microbiome. Cell Doi: https:///10.1016/j.cell.2021.03.024
[2] Cell paper on gut microbiome stability over time. Retrieved Apr. 14, 2021 from https://www./research/genetics/newsarchive/cell-paper-on-gut-microbiome-stability-over-time

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