發(fā)表期刊：Nature Microbiology

發(fā)表時間：2023

影響因子：28.3

DOI:?10.1038/s41564-023-01426-7

? ? ? ?在過去的二十年里，人們對人類微生物組研究的興趣呈指數(shù)級增長，同時伴隨而來的一系列相關(guān)研究的文獻發(fā)表數(shù)目也是逐年遞升。當我們的大腦充斥著這些海量的研究結(jié)果時，很容易就忽略了一些問題，比如這些研究結(jié)論是否都是已經(jīng)證實的，還是只是一些假設(shè)和猜測，但是在無數(shù)重復的實驗操作和研究結(jié)果的強調(diào)中，久而久之我們的大腦可能就會誤以為這就是既定事實，從而導致我們獲得了很多錯誤的認知。最近，小編發(fā)現(xiàn)了一篇寶藏文獻，該文獻于2023年7月發(fā)表于《nature microbiology》，文獻作者對于現(xiàn)在存在的一些微生物組的“神話”或誤解，尤其是對一些非常細節(jié)的內(nèi)容做出了明確的闡述。在我們研究微生物組過程中具有很重大的意義，小編選擇了其中幾個比較關(guān)注的問題，在這里跟大家進行分享。

問題1：人體內(nèi)的微生物群重量真的能達到1到2公斤？

? ? ? ?關(guān)于人體內(nèi)微生物群落的重量問題，有這樣的說法“人類的微生物群重達1到2公斤。”這個問題在文獻中經(jīng)常被提到，但是卻一直無從考證，當然，我們知道這個說法很大程度上一定不是真的。人體內(nèi)微生物主要集中在結(jié)腸，這些微生物通常占不到糞便固體重量的一半，例如在對一項猝死受害者的小型研究中，人體糞便平均重量小于200g，結(jié)腸的總重量也只到83-421g之間，試問，微生物的重量如何能達到1-2公斤？即使是罕見的嚴重便秘患者的糞便結(jié)腸極其壓實的情況外，人類微生物群的總重量更有可能小于500克。

問題2:人體內(nèi)微生物的數(shù)量是細胞數(shù)量的10倍？

? ? ? ?這個說法，一些研究表明10比1的神話可能源自于20世紀70年代進行的一項評估，這是“一項優(yōu)雅的研究，但很可能從來沒有料到會在隨后的幾十年中被廣泛引用”。而更詳細的計算結(jié)果表明，兩者的比例更接近1：1，并且該比例會因人而異，并取決于宿主的身體大小和結(jié)腸中攜帶的糞便數(shù)量等因素。目前的計算結(jié)果，也主要基于對生活在城市化高收入國家環(huán)境中的成年人的觀察。

問題3：人體內(nèi)的微生物是從出生就從母親那里繼承的？

? ? ? ?針對這個問題，一些微生物確實從出生時會從母親體內(nèi)轉(zhuǎn)移到嬰兒體內(nèi)，這一點無可否認。但是從嬰兒成長到成人的這一過程，這些微生物是否有遺傳性，甚至說繼續(xù)轉(zhuǎn)移給下一代，存在繼承性的少之又少。事實上，大多數(shù)腸道微生物群多樣性的擴張發(fā)生在出生后，在生命的最初幾年，并且在斷奶后增長最為顯著（圖1）。每個成年人最終都有一個獨特的微生物群結(jié)構(gòu)，即使是在同一個家庭中長大的同卵雙胞胎，其腸道微生物群結(jié)構(gòu)也不一樣。因此，成年人體內(nèi)的微生物群主要是由過去隨機的環(huán)境暴露，以及多種因素（如飲食、抗生素療法和宿主遺傳學等）塑造的，而出生時從母親處繼承的微生物作用相對較小。

問題4：大多數(shù)人類的微生物群都是“不可培養(yǎng)的“

? ? ? ? 這個觀念在高通量測序技術(shù)迅速發(fā)展的這些年來逐漸加深，因為大多數(shù)人類的微生物群都是“不可培養(yǎng)的”，所以必須通過高通量測序手段獲得這類微生物的信息。然而，事實上，我們的微生物群中相當大比例的細菌和古細菌成分已經(jīng)被培養(yǎng)出來了（病毒和真菌的代表性菌株培養(yǎng)仍然不足），早在20世紀70年代就有開創(chuàng)性的工作，建立了人類腸道微生物群中多種物種的可培養(yǎng)性。隨著實驗室的努力投入，更多的物種繼續(xù)被分離培養(yǎng)。這表明，我們需要區(qū)分一個概念，即所指的“不可培養(yǎng)的”，并不代表這些微生物真的不能被培養(yǎng)出來，而是因為過去的技術(shù)能力限制而不能被培養(yǎng)出來。盡管培養(yǎng)無疑是勞動密集型的，有其自身的偏見，而且往往需要昂貴的專業(yè)設(shè)備和培養(yǎng)基，但培養(yǎng)微生物有明顯的優(yōu)勢，比如可以進行機理實驗、驗證基因組預測，并將它們開發(fā)作為新的治療方法。

問題5：測序技術(shù)已經(jīng)非常強大，結(jié)果是無偏差的？

? ? ? ?雖然高通量測序的方法對微生物組研究具有變革性意義，但它們并不完美。偏差可能出現(xiàn)在測序研究的每一步，從樣本收集和儲存，到基于實驗室的步驟，如DNA提取，再到選擇用于分析數(shù)據(jù)的生物信息學管道和參考數(shù)據(jù)庫?；跍y序和基于培養(yǎng)的微生物群研究的比較表明，基于測序的方法無法檢測到一些僅使用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法恢復的物種。因此，雖然現(xiàn)有的測序手段很強大，但是我們必須清楚的知道每一種技術(shù)方法固有的一些局限性，才能更好的對研究內(nèi)容做出解釋。

問題6：腸道微生物群在功能上是冗余的

? ? ? ?這一觀點的產(chǎn)生，來源于一些對微生物功能的研究結(jié)果，盡管人類宏基因組的分類組成可以有很大差異，但功能基因預測譜仍然非常一致。我們認為，這至少在一定程度上是人為的，因為這些功能比較通常是在丟棄了大量沒有映射到參考數(shù)據(jù)庫的宏基因組數(shù)據(jù)之后進行的。與這些數(shù)據(jù)庫相對應的大部分基因很可能來自共同的管家基因和/或特征良好的基因，這些基因存在于許多不同的細菌中，并且在參考數(shù)據(jù)庫中也有相對較好的代表性。因此，這些比較分析不能準確地捕捉到專業(yè)的功能，或特征不太明確的功能。因此，實際的功能結(jié)果更加微妙。盡管許多不同的人類微生物群物種中具有重要的保守功能，如短鏈脂肪酸的生產(chǎn)，但仍有許多關(guān)鍵功能僅由相對少數(shù)的微生物群物種完成，例如草酸鹽和抗性淀粉的降解。在沒有關(guān)鍵物種的情況下，這些功能不一定會被微生物群中的其他成員完全取代。

? ? ? ? 微生物組領(lǐng)域是廣泛的，還有許多其他有爭議的話題，以上這些話題只是其中的一小部分。然而，其中許多方面的知識仍在不斷發(fā)展，因此，該篇文獻里主要關(guān)注那些作者認為有強有力的證據(jù)基礎(chǔ)來拒絕“神話”和誤解的概念。雖然上面的一些觀點可能看起來微不足道，但作者認為，這些細節(jié)的準確性很重要。同時，作者希望，通過舉例說明微生物組“神話”和誤解的幾個例子，可以引起人們對微生物組文獻中過度簡化和缺乏批判性評估的潛在問題的更多關(guān)注。

參考文獻

Human microbiome myths and misconceptions. nature microbiology, 2023.