在人體腸道深處，無數(shù)“好”細菌和其他微生物幫助我們消化食物，并通過影響我們的免疫、代謝和神經(jīng)系統(tǒng)來保持我們的健康。人類成為人類之前，這些不起眼的微生物助手中就已經(jīng)存在于我們的腸道中——幾乎所有靈長類動物中都發(fā)現(xiàn)了某些腸道微生物，這表明它們與靈長類的一個共同的祖先建立了共生關(guān)系。

但研究人員上周在華盛頓特區(qū)舉行的微生物學會議上報告說，人類也失去了在其他靈長類動物中發(fā)現(xiàn)的大量此類共生者，并且隨著世界各地的人們繼續(xù)涌向城市，可能會失去更多。那些缺乏的腸道微生物可能會影響人類健康。

“這項工作有助于加深我們對人類生物和文化發(fā)展過程的理解?！奔又堇砉W院微生物學研究生 Lev Tsypin 說(他沒有參與這項研究)。

微生物組包括居住在個體(無論是人、植物還是渦蟲)的所有細菌、真菌、病毒和其他微觀生命。對于人類和許多其他物種，最具特征的微生物組集中在腸道中的細菌上。微生物學家對這些腸道微生物的研究越多，發(fā)現(xiàn)的細菌與其宿主功能的聯(lián)系就越多。例如，在人類中，腸道細菌會影響免疫系統(tǒng)對病原體和過敏原的反應，或與大腦相互作用，從而影響情緒。

康奈爾大學的進化生物學家 Andrew Moeller 是最早證明腸道細菌和人類在很長一段時間內(nèi)建立了這些關(guān)系的人之一。6年前，他和同事報告了一項工作，表明人類腸道微生物與其他靈長類動物的腸道微生物非常相似，這表明它們的存在早于人類進化。

但他的后續(xù)研究和其他人的工作也表明，在一般意義上，人類腸道微生物組的多樣性已不如我們目前的靈長類動物表親。一項研究在野生猿的腸道中發(fā)現(xiàn)了 85 個微生物屬，例如擬桿菌屬和雙歧桿菌屬，但在美國城市的人類中只有 55 個。世界欠發(fā)達地區(qū)的人們擁有 60 到 65 個這些細菌群，這一觀察結(jié)果將微生物多樣性的減少與城市化聯(lián)系起來。

美國大學微生物學家 Reshmi Upreti 說，隨著人類從狩獵采集時代進入城市，飲食發(fā)生變化、抗生素使用、生活壓力增加和衛(wèi)生條件更好，這些都可能導致人類腸道微生物的減少。華盛頓，博塞爾。幾位著名的研究人員認為，這種較低的多樣性可能導致哮喘和其他炎癥性疾病的增加。

Moeller和同事簡單地研究了存在哪些細菌或其他微生物屬的遺傳標記。Moeller 現(xiàn)在通過嘗試編譯人類最近親屬中當前腸道微生物的完整基因組，仔細研究了人類腸道中究竟丟失了哪些微生物物種。 “我們可以通過觀察其他靈長類動物身上的東西來判斷[人類]少的東西?！?/p>

Moeller 和同事從幾組非洲黑猩猩和倭黑猩猩身上收集了糞便，從腸道微生物的糞便中分離和測序微生物 DNA。他們還收集了其他研究人員之前為大猩猩和其他靈長類動物收集的腸道微生物 DNA 數(shù)據(jù)——積累了 22 種非人類靈長類動物的詳細信息。借助計算機，他們能夠?qū)y序的 DNA 片段編譯成存在的腸道微生物的全基因組。通過比較這些數(shù)據(jù)、來自 49 個人群的腸道微生物組數(shù)據(jù)和來自人類糞便化石的古代 DNA，并將其全部覆蓋在靈長類動物家譜上，該團隊可以描述不同靈長類動物不同微生物群之間的關(guān)系變化。

在美國微生物學會年上，他們展示了一些特定的腸道微生物隨著靈長類宿主的進化而多樣化，而另一些則消失了。 Moeller于6月11日在 Microbe 2022 上報告說，目前在黑猩猩或倭黑猩猩和至少一種其他非人類靈長類動物中發(fā)現(xiàn)的 100 個左右的微生物分支或進化枝中，人類已經(jīng)失去了 57 個，相當多的微生物已經(jīng)放棄了人類腸道。 Moeller 還能夠估算出一些人類腸道微生物的消失時間。一些在幾千年前就消失了，還有一些在最近消失，而城市居民的損失最大。

“讓我印象深刻的是，他開發(fā)的方法既簡單又富有洞察力?！奔又荽髮W (UC) 河濱分校的進化生物學研究生 Jessica Maccaro 說。

Tsypin 指出，證明腸道微生物已從宿主中丟失總是具有挑戰(zhàn)性的，因為腸道中罕見的微生物可能無法進入糞便，因此在這類研究中可能會被遺漏。

當然，也有一些樂觀的看法。加州大學伯克利分校的微生物學家Kyle Meyer認為，這種損失不一定是問題。 “也許我們不需要它們?！?但Moeller很擔心。

Moeller 和其他人還建議，識別丟失的微生物可能是讓它們回歸的第一步。 “如果我們確定這些群體提供了保持人類健康的重要功能，”Maccaro 說，“也許可以用益生菌來恢復它們。”