秦环龙团队突破：“通用”肠菌特征+代谢物，助力大肠癌诊断 | 热心肠日报
今天是第2226期日报。
秦环龙团队：大肠癌的跨人群肠道菌群特征，及与血清代谢物的关系
Gastroenterology[IF:33.883]
① 纳入上海结直肠癌（CRC）队列225人（包括CRC和腺瘤患者及健康对照），鉴定出CRC的肠道菌群和血清代谢组变化；② 将所得的肠道菌群特征在7个不同地域的CRC队列中验证，得到一组跨队列的CRC相关微生物；③ 对菌群和代谢组进行整合分析，鉴定出CRC相关肠道菌群特征与多种CRC相关血清代谢物（如2-亚油酰甘油(18:2)和全氟辛烷磺酸）的关联；④ 开发了基于菌群和血清代谢物的诊断模型，能够准确鉴定CRC和腺瘤患者（AUC分别为0.994和0.912）。
Integrated analysis of colorectal cancer reveals cross-cohort gut microbial signatures and associated serum metabolites
07-01, doi: 10.1053/j.gastro.2022.06.069
【主编评语】Gastroenterology最新发表了来自上海市第十人民医院秦环龙团队的研究成果，通过整合宏基因组学和代谢组学分析，获得了结直肠癌（CRC）的跨队列肠道微生物组特征，并揭示了其中一些微生物特征与CRC相关的血清代谢物之间的关联，并建立了基于菌群和血清代谢物的诊断模型。该研究表明，CRC中的微生物和代谢的转变可能具有广泛的人群相关性，这些发现对于CRC的诊断以及疾病机理和治疗靶点的研究，具有重要参考价值。（@mildbreeze）
Nature Reviews：一文读懂菌群-肠-脑轴在帕金森病中的作用（综述）
Nature Reviews Neurology[IF:44.711]
① 肠脑轴在帕金森病（PD）的发生和发展过程中发挥重要作用；② 肠道菌群结构或功能异常、便秘、改变的肠道通透性和炎症、α突触核蛋白在肠神经系统中聚集都会增加PD的风险；③ 各种肠道疾病（感染、生物失调、炎症和运动障碍）、肠道干预和饮食因素与PD的发展和进展均有关；④ 肠动力、左旋多巴药物代谢和肠道菌群对PD的治疗效果有显著影响；⑤ 各种以肠道菌群为导向的疗法（饮食、益生菌、粪菌移植、后生元等）有望控制或改善PD相关症状和进程。
The microbiome–gut–brain axis in Parkinson disease — from basic research to the clinic
06-24, doi: 10.1038/s41582-022-00681-2
【主编评语】帕金森病（PD）是一种常见的神经退行性疾病，该病的发生受到遗传、环境、感染、衰老及氧化应激等多方面因素的影响，菌群-肠-脑轴是大脑和肠道功能整合的双向信息交流系统。近日，最新发表在Nature Reviews Neurology的综述概述了PD中的肠脑轴包括迷走神经的潜在作用和相互关系、肠神经系统中的α-突触核蛋白、改变的肠道通透性和炎症、以及肠道菌群及其代谢活动。还阐述了肠道相关因素与PD治疗的发展密切相关，针对PD也展望了未来各种以肠道菌群为导向的疗法，值得相关人员学习和交流。（@九卿臣）
Nature子刊：肠道病毒组或与代谢综合征有关？
Nature Communications[IF:17.694]
① 对97名MetS患者及99名健康人粪便进行病毒全基因组测序，选MetS和对照组各24名进行病毒样颗粒宏基因组测序；② MetS患者肠道病毒丰度和多样性降低，侵染链球菌科和拟杆菌科的噬菌体富集 ，侵染双歧杆菌科的噬菌体降低；③ 18个病毒簇与受试者显著相关，罗氏菌属病毒簇与MetS相关，粪杆菌属和Oscillibacter病毒簇与健康人相关；④ 超90%受试者发现了Ca. Heliusvirida噬菌体，其亚科与MetS关系不一，Ca. gammaheliusvirinae可能编码代谢基因。
Gut virome profiling identifies a widespread bacteriophage family associated with metabolic syndrome
06-23, doi: 10.1038/s41467-022-31390-5
【主编评语】噬菌体是人体微生物组中一个很重要的组成部分，肠道噬菌体的组成差异巨大，远大于其相对应细菌的组成差异。多项研究发现，肠道病毒群的改变与炎症性肠病、营养不良和2型糖尿病等疾病有关，但这些研究仍未能确定与此类疾病相关的特定病毒谱系。近日，发表在Nature Communications的研究探索了肠道病毒组与代谢综合征（MetS）间的关联，相比于健康人，发现MetS患者肠道中病毒丰度和多样性降低，侵染链球菌科和拟杆菌科的噬菌体富集。发现罗氏菌属病毒簇与MetS显著相关，Ca. Heliusviridae噬菌体似乎与人类健康密切相关。总之，该研究为未来进一步探究肠道病毒和特定疾病间的关联提供了新思路。（@九卿臣）
Nature子刊：与1型糖尿病自身抗体血清转换相关的肠道菌群特征
Nature Communications[IF:17.694]
① 对青少年糖尿病的环境决定因素（TEDDY）项目中887名儿童的12276份粪便宏基因样本，进行了以基因组为中心的研究；② 共得到来自883个物种的21536个高质量的MAGs，其中2373个MAGs与胰岛自身抗体（IA）血清转换正相关，1549个MAGs负相关；③ 与IA正相关的MAGs及功能特征包括，拟杆菌门MAGs的脂多糖生物合成，厌氧菌（Anaerostipes） MAGs的硫酸盐还原；④ 乳酸菌MAGs的碳水化合物降解和大肠杆菌MAGs的硝酸盐还原等功能，与IA负相关。
Islet autoantibody seroconversion in type-1 diabetes is associated with metagenome-assembled genomes in infant gut microbiomes
06-21, doi: 10.1038/s41467-022-31227-1
【主编评语】某些遗传易感儿童的免疫系统可由某些环境因素触发，产生针对胰岛β细胞的胰岛自身抗体（IA），这大大增加了他们患1型糖尿病的风险。肠道微生物群在免疫系统的教育具有重要作用，是可能触发IA的一个环境因素。Nature Communications上发表的一项最新研究结果，对887名具有风险的儿童进行宏基因组测序分析，鉴定出一组与IA血清转化相关的肠道微生物，并揭示了这些IA相关微生物的功能基因组特征。（@章台柳）
1型糖尿病患者的肠道菌群特征，及其与血糖控制和并发症的关系
Diabetes Care[IF:17.152]
① 纳入238名1型糖尿病（T1D）患者和2937名匹配的对照个体，分析肠道菌群及其与T1D相关特征和血管并发症的关系；② 肠道菌群的α多样性在T1D患者与健康对照间无显著差异，分别有43个和37个细菌分类群在T1D中减少和富集；③ 血糖控制（糖化血红蛋白HbA1c）、病程、微血管和大血管并发症，都可部分解释肠道菌群变异性；④ HbA1c、肾病和大血管并发症均与菌群的多个物种丰度有关，其中肾病和大血管并发症都与梭菌目相关。
The Gut Microbiome Composition Is Altered in Long-Standing Type 1 Diabetes and Associates With Glycemic Control and Disease-Related Complications
06-29, doi: 10.2337/dc21-2225
【主编评语】Diabetes Care发表的这项病例对照研究，发现肠道菌群在长期1型糖尿病患者中发生改变，且其变化与血糖控制和糖尿病并发症有关。（@mildbreeze）
Nature子刊：肠菌如何合成肌醇脂质
Nature Microbiology[IF:30.964]
① 通过基因组学和生化方法，研究多形拟杆菌（BT）的肌醇脂质代谢基因簇（涉及的肌醇脂合成途径为：G6P→MIP→PIP-DAG→PI-DAG→PI-DHC）；② 分析了BT的MIP合成酶（BT_1526）的晶体结构，并鉴定出将PIP-DAG转化为PI-DAG的磷酸酶（BT_1525）；③ 缺乏肌醇脂生成功能会影响BT的细菌荚膜、降低其对抗菌肽的耐受性，减少BT在小鼠肠道中的定植；④ 此外，还鉴定出一个无需PIP-DAG中间体的潜在替代途径，该途径普遍存在于拟杆菌门的普雷沃菌属中。
Characterization of inositol lipid metabolism in gut-associated Bacteroidetes
06-20, doi: 10.1038/s41564-022-01152-6
【主编评语】不同于真核生物，在细菌中肌醇脂质的产生比较少见。最近，人类肠道细菌——多形拟杆菌（BT）被报道可产生肌醇脂和鞘脂，但其代谢途径尚不明确。Nature Microbiology发表的这项研究对BT生成肌醇脂的代谢通路进行了解析，并探索了该通路对细菌适性的影响以及在拟杆菌中的普遍性。（@mildbreeze）
国内团队：肠道菌群和宿主Cyp450酶如何影响脂肪肝炎小鼠的药代动力学变化
Journal of Advanced Research[IF:12.822]
① 通过灌胃或静脉注射6种Cyp450酶经典探药组合，探究肠道菌群和宿主对非酒精性脂肪肝炎（NASH）小鼠药代动力学变异性的影响；② 通过灌胃给药时，除美托洛尔外，所有药物在NASH组中暴露量均显著增加；③ 通过静脉注射给药时，仅甲苯磺丁脲在NASH组中暴露量显著增加；④ 奥美拉唑、非那西汀、咪达唑仑和氯唑沙宗的药代动力学变异主要源于NASH肠道菌群的生物转化活性降低，甲苯磺丁脲主要受宿主Cyp450酶差异的影响，美托洛尔受两者影响较小。
Gut microbiota and host Cyp450s co-contribute to pharmacokinetic variability in mice with non-alcoholic steatohepatitis: Effects vary from drug to drug
2021-10-18, doi: 10.1016/j.jare.2021.10.004
【主编评语】疾病状态下的药代动力学变异在临床实践中很常见，但其基本机制仍不清楚。Cyp450酶主要在肝脏中表达，是重要的药物代谢酶，此外，肠道菌群对药物代谢也有明显影响。中南大学湘雅医院的陈尧团队在Journal of Advanced Research发表研究，以非酒精性脂肪肝炎小鼠为模型，分析了宿主Cyp450酶和肠道菌群对不同药物的药代动力学变异性的贡献和差异。（@mildbreeze）
肠道菌群如何影响他汀类药物的疗效？
Med[IF:N/A]
① 在2个独立队列（探索组1848人，验证组991人）中研究肠道菌群与他汀药物疗效和不良反应的关系；② HMG-CoA的水解产物HMG与他汀药物治疗强度（降低LDL-C）正相关，与治疗反应的遗传变异相关；③ 他汀使用者的肠道菌群α多样性与HMG负相关，与剂量强度或遗传易感性无关，提示菌群多样性干扰药物疗效；④ 拟杆菌为主、α多样性低的个体，他汀诱导的代谢紊乱风险较高，而富含厚壁菌门的个体代谢风险较低；⑤ 肠道菌群监测有助于他汀药物的精准治疗。
Heterogeneity in statin responses explained by variation in the human gut microbiome
05-11, doi: 10.1016/j.medj.2022.04.007
【主编评语】他汀类药物是世界上最常用的处方药之一，具有明显的降胆固醇优势，但不同个体对同一药物治疗反应存在异质性。虽然有研究发现肠道细菌可以代谢他汀类药物，但肠道菌群与他汀药物疗效和不良反应的关系仍需深入探究。近日，发表在医学期刊Med的研究，发现了一种独特的血液的生物标志物-HMG与他汀药物治疗强度有关。还发现肠道菌群的组成差异可能解释了个体间他汀类药物反应的异质性。比如α-多样性减少、Bacteroide增多的肠道菌群类型与更强烈的他汀类药物反应有关。总之，本研究证实了通过监测肠道菌群以优化他汀类药物治疗的价值，值得相关人员关注。（@九卿臣）
母体肠道菌群影响胎盘的形态发生、营养转运和胎儿生长
Cellular and Molecular Life Sciences[IF:9.207]
① 短双歧杆菌UCC2003喂养无菌孕鼠影响了母体和胎盘的代谢物组如醋酸盐，甲酸盐和肉碱；② 缺乏母体肠道菌群阻碍了营养物质转运的胎盘迷路区Lz的生长，无菌孕鼠喂养短双歧杆菌UCC2003通过改变Igf2P0、Dlk1、Mapk1和Mapk14的表达来促进了胎盘形态发生；③ 无菌孕鼠的胎儿表现出生长受限、低血糖和肝重降低，给孕鼠补充短双歧杆菌UCC2003通过上调关键的胎盘营养转运体Slc2a1和Fatp1-4可改善与胎儿肝脏转录组变化相关的胎儿血糖和胎儿生长。
Maternal gut microbiota Bifidobacterium promotes placental morphogenesis, nutrient transport and fetal growth in mice
06-28, doi: 10.1007/s00018-022-04379-y
【主编评语】肠道菌群在调节宿主代谢中起着重要作用，虽然在发现微生物群如何影响胎儿出生后及以后的宿主功能方面已经取得了实质性的进展，但对于母体肠道微生物群的关键成员如何影响胎儿及胎盘的生长却知之甚少。近期发表于Cellular and Molecular Life Sciences的一项动物研究结果强调了妊娠期间母体肠道菌群的重要性，并表明双歧杆菌可调节母体生理、胎盘结构和营养转运能力，从而影响胎儿血糖和胎儿生长。（@注册营养师陈彬林）
感谢本期日报的创作者：mildbreeze，朱磊，WK红叶，青城昊，黄重洋，任正楠，注册营养师陈彬林
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