02月02日的《熱心腸日報》，我們解讀了 10 篇文獻，關注：母嬰菌群，慢性腎病，奶牛，IBD，糖尿病，代謝障礙，藥物-菌群互作，生物膜。
趙方慶等GUT：一文讀懂母嬰菌群（綜述）
Gut——[31.793]
① 母親與後代間的微生物互作在圍產期頻繁發生，對新生兒發育有很大影響；② 遺傳和環境因素等多種決定因素可影響妊娠、分娩和哺乳期間的微生物傳遞和定植；③ 從懷孕開始，女性菌群發生巨大變化，母體菌群失調可能對後代有不良影響；④ 產前菌群富有爭議，但越來越多的證據表明存在產前菌群，且對胎兒免疫系統有潛在影響；⑤ 生命早期的微生物定植和發育極為重要，來自母親的微生物傳遞有助於正常的菌群演替，並促進新生兒免疫系統成熟。
【主編評語】
母嬰菌群是菌群研究中的一大熱點。中科院北京生命科學研究院趙方慶團隊在Gut發表最新綜述，對該領域的研究進展進行了全面回顧，總結了從母親到後代的菌群傳遞，描述了孕前和孕期母體菌群變化對新生兒的影響，討論了子宮內存在產前菌群的可能性及其相關的支持性和反對性證據，並闡明了母體菌群和不同的產後因素對早期嬰兒菌群發育的影響。文章乾貨很多，值得專業人士關注。（@mildbreeze）
【原文信息】
Microbial transmission, colonisation and succession: from pregnancy to infancy
2023-01-31, doi: 10.1136/gutjnl-2022-328970
秦環龍+鮑慧等：慢性腎病嚴重程度與腸菌及代謝物的紊亂有關
Microbiome——[16.837]
① 納入68名非透析慢性腎病（CKD）患者和20名健康者，26種微生物在CKD患者中顯著變化，18種隨著疾病進展而改變；② 腸菌變化伴隨著精氨酸、脯氨酸、花生四烯酸、穀胱甘肽代謝和其他萜類醌生物合成途徑的功能變化；③ CKD嚴重程度相關細菌與4種基本代謝途徑的特徵代謝物間存在複雜共生關係，布氏瘤胃球菌、糞便氫醌和血清肌酐在CKD進展中起關鍵作用；④ 基於識別的4種標記物種和代謝物構建隨機森林模型，可很好區分CKD疾病嚴重程度（AUC>0.9）。
【主編評語】
慢性腎病（CKD）是一種嚴重的公共衛生問題，與腸道菌群紊亂有關。然而，關於微生物群的改變及其與疾病嚴重程度相關代謝途徑的互作機制仍不清楚。近日，上海市第十人民醫院秦環龍、鮑慧在Microbiome上發表最新研究，納入68名非透析慢性腎病（CKD）患者和20名健康者，通過解析兩組間的物種、糞便及血清代謝物差異識別到潛在的疾病標記物，進一步構建隨機森林模型，發現可以很好的區分CKD患者疾病嚴重程度，且預測評分隨著疾病嚴重程度進展而下降。總之，該研究為未來構建無創診斷腎損傷策略提供了新的參考，值得關注。（@九卿臣）
【原文信息】
Perturbed gut microbiome and fecal and serum metabolomes are associated with chronic kidney disease severity
2023-01-09, doi: 10.1186/s40168-022-01443-4
毛勝勇等：奶牛胃腸道不同區域的菌群組成和功能有何特徵？
Microbiome——[16.837]
① 收集12頭飼餵牧草和穀物的荷斯坦奶牛10個GIT區域，採集120個食糜樣本進行微生物組分析；② GIT微生物群主要分四腔胃、小腸和大腸三個集群，與降解頑固性多糖底物相關的四腔胃菌群多樣性最高，潛在纖維素體生產和植物源多糖利用基因組流行率較高；③ GIT區域小腸微生物聚糖和大腸宿主聚糖降解基因普遍存在，碳和氫代謝譜在不同GIT位點呈區域特異性分布；④ 從草料到穀物的轉變通過減少植物生物質水解改變四腔胃特定種群，有利於澱粉降解。
【主編評語】
奶牛嚴重依賴其相關的胃腸道 (GIT) 微生物群來消化植物飼料，然而，奶牛GIT微生物組的區域特異性分類組成和功能以及飲食誘導效應的機制基礎仍有待闡明。近日，南京農業大學的毛勝勇及團隊在Microbiome發表最新研究，收集12頭飼餵牧草和穀物的荷斯坦奶牛10個GIT區域（採集120個食糜樣本）進行宏基因組測序，發現GIT微生物群主要分四腔胃、小腸和大腸三個集群，GIT微生物組的不同區域呈現特異性營養系統和飲食驅動的代謝靈活性，以適應營養可用性和能量獲取，值得關注。（@九卿臣）
【原文信息】
The gastrointestinal microbiome in dairy cattle is constrained by the deterministic driver of the region and the modified effect of diet
2023-01-20, doi: 10.1186/s40168-022-01453-2
聶少平+蕭建波等：西芹的兩種抗腸炎成分，一起用反而失效
Journal of Advanced Research——[12.822]
① 在小鼠飼料中添加蔬菜粉（西芹、羽衣甘藍或紅菊苣），通過DSS誘導構建小鼠結腸炎模型，發現3種蔬菜中西芹緩解結腸炎效果最差；② 相比DSS組，單獨補充西芹可溶性膳食纖維（CSDF）和西芹黃酮類化合物（CF）可緩解DSS誘導結腸炎的生理指標；③ CSDF和CF聯合使用會拮抗其調節腸屏功能及腸菌組成的作用，CSDF也會抑制CF對阿克曼菌屬的富集效果；④ 通過體外小鼠混菌發酵實驗發現CSDF會抑制Apiin（CF主要成分）對嗜黏蛋白阿克曼菌的促增殖作用。
【主編評語】
多項研究發現增加蔬菜攝入具有降低結腸炎風險的作用，可能與蔬菜中膳食纖維和黃酮類化合物有關，但少有研究報導膳食纖維和黃酮類化合物同時攝入對腸道健康的影響。近日，南昌大學聶少平、蕭建波及團隊在Journal of Advanced Research發表最新研究，發現在小鼠飼料中添加蔬菜粉（西芹、羽衣甘藍或紅菊苣），其中西芹緩解結腸炎效果最差，進一步探究揭示西芹可溶性膳食纖維（CSDF）和西芹黃酮類化合物（CF）均可顯著緩解DSS誘導的結腸炎，但CSDF會削弱CF對結腸炎的改善作用。總之，該研究為闡明不同膳食成分間的互作對腸道健康和其他疾病的影響提供了參考和見解，值得關注。（@九卿臣）
【原文信息】
Celery soluble dietary fiber antagonize flavonoids ameliorative effect on dextran-sodium-sulfate-induced colitis in mice
2023-01-21, doi: 10.1016/j.jare.2023.01.013
張晨虹+丁曉穎等：2型糖尿病中腸道菌群不只受血糖水平影響
mBio——[7.786]
① 根據血糖、胰島素和血脂水平等16項臨床參數，採用無監督方法將258名參與者分為3個簇；② 屬於Barnesville和另枝菌屬的擴增子序列變體（ASVs）在簇1中富集，其中參與者血糖水平最低，胰島素敏感性高，糞便短鏈脂肪酸濃度高；③ 屬於普雷沃氏菌和活潑瘤胃球菌的ASVs在簇2中富集，其特徵為中等水平的血糖，嚴重的胰島素抵抗，高水平的膽固醇和甘油三酯；④ 屬於普雷沃氏菌和普通擬桿菌的ASVs在簇3中富集，其特徵為高水平的血糖和胰島素缺乏。
【主編評語】
2型糖尿病（T2D）患者的腸道菌群會發生改變，然而特定細菌與T2D的關聯在不同研究中不盡相同甚至相反。可能原因是在確定T2D相關細菌時，只考慮到患者血糖水平，而忽略了即使在相同血糖範圍內，患者間與腸道菌群紊亂有關的胰島素抵抗和血脂異常也存在差異。近日，上海交通大學張晨虹和丁曉穎與團隊在mBio發表最新研究，發現3個糖代謝簇之間的腸道菌群結構不同，並且腸道菌群特徵與代謝表型相關，確定了簇特異性的菌群特徵，並進一步驗證了它們與糖代謝的關聯。（@RZN）
【原文信息】
Microbiome Features Differentiating Unsupervised-Stratification-Based Clusters of Patients with Abnormal Glycometabolism
2023-01-18, doi: 10.1128/mbio.03487-22
張和平+李冬梅等：特定複合益生菌可輔助改善糖尿病
mSystems——[7.324]
① 納入48名2型糖尿病（T2D）患者隨機分為益生菌組（複合益生菌Probio-X+二甲雙胍）和安慰劑組（安慰劑+二甲雙胍），干預持續3個月，期間採集患者糞便和血液及臨床指標；② 相比單獨服用二甲雙胍，Probio-X聯合二甲雙胍可顯著降低糖化血紅蛋白水平，並改善胰島β細胞功能指數；③ 宏基因組和代謝組分析顯示，Probio-X聯合二甲雙胍可顯著增加腸道短鏈脂肪酸產生菌（普拉梭菌和長雙歧桿菌等）豐度和膽汁酸水平（鵝脫氧膽酸及豬脫氧膽酸 ）。
【主編評語】
2型糖尿病（T2D）也被稱為非胰島素依賴型糖尿病，由於胰島素協助葡萄糖進入細胞代謝的功能下降，胰島素分泌相對不足或機體對胰島素反應性下降，導致血糖升高。近幾十年來，現代生活方式的改變使患者人數大幅增加。二甲雙胍是治療T2D的常用藥物，但其會引起胃腸道的不良反應，特別是在長期治療後。近日，內蒙古農業大學張和平、內蒙古人民醫院李冬梅及團隊在mSystems發表最新研究，進行一項為期3個月的隨機、雙盲、安慰劑對照試驗，48名T2D患者隨機分為益生菌組（複合益生菌Probio-X（由乾酪乳桿菌LCZ，植物乳桿菌P-8，鼠李糖乳桿菌Probio-M9，乳雙歧桿菌Probio-M8，乳雙歧桿菌V9組成）+二甲雙胍）和安慰劑組（安慰劑+二甲雙胍），結果發現Probio-X通過促進SCFAs產生菌和膽汁酸途徑可增強二甲雙胍治療T2D的療效。總之，該研究為未來靶向腸道菌群制定合理干預策略治療T2D提供了新見解和思路，值得關注。（@九卿臣）
【原文信息】
Adjunctive Probio-X Treatment Enhances the Therapeutic Effect of a Conventional Drug in Managing Type 2 Diabetes Mellitus by Promoting Short-Chain Fatty Acid-Producing Bacteria and Bile Acid Pathways
2023-01-23, doi: 10.1128/msystems.01300-22
Nature子刊：腸道菌群紊亂導致家族性自主神經功能異常的代謝障礙
Nature Communications——[17.694]
① 家族性自主神經功能障礙（FD）相關的ELP1基因突變促進了腸道菌群代謝軸的功能失調，從而促進了神經退行性疾病和其他神經/神經精神疾病；② 幾乎所有FD患者都有便秘、腹瀉等胃腸功能紊亂，並且FD患者腸神經元數量減少，以及胃底摺疊術患者的迷走神經損傷；③ ELP1驅動的微生物組代謝組失調的漸進性是可變的，得到控制可以改善腸道功能和病理學缺陷；④ FD的神經功能障礙改變腸道菌群結構和功能進而改變宿主整體代謝，進一步使神經退化持續。
【主編評語】
家族性自主神經功能異常（FD）是一種罕見的遺傳性神經系統疾病，由神經元發育受損和中樞神經系統性退化引起。胃腸道症狀和代謝缺陷在FD患者中很常見，這表明腸道菌群和代謝組可能相比健康個體或發生改變和功能失調。Nature Communications發表最新人群研究，共招募49名FD患者和54名健康同居親屬提供樣本用於組學測序分析，結果表明FD中的神經功能缺陷會改變腸道菌群的結構和功能，從而改變宿主的整體新陳代謝，從而使進一步的神經變性永久化。本篇文章為「腸道代謝軸是FD進展的一個重要因素」提供關鍵證據。（@RZN）
【原文信息】
Gut microbiome dysbiosis drives metabolic dysfunction in Familial dysautonomia
2023-01-13, doi: 10.1038/s41467-023-35787-8
PNAS：抗抑鬱藥或可誘導突變增強對多種抗生素的耐藥性？
PNAS——[12.779]
① 將大腸桿菌K-12菌株MG1655暴露於5種常用抗抑鬱藥（舍曲林、度洛西汀、安非他酮、依他普侖和阿戈美拉汀），發現抗抑鬱藥會誘導細菌對多種抗生素產生耐藥性；② 表型和基因型分析表明，暴露於抗抑鬱藥後活性氧產生的增加與耐藥性增加直接相關；③ 氧化應激反應增加和外排泵表達刺激也與增加的耐藥性和持久性有關；④ 抗抑鬱藥也會引起染色體突變和多藥耐藥性，數學模型預測發現抗抑鬱藥會加速耐藥細菌出現，而耐藥株細胞將有助於維持耐藥性。
【主編評語】
抗生素耐藥性嚴重危害著全球人類和動物的機體健康，目前抗抑鬱藥的消費量很大，其藥品市場份額與抗生素相似。雖然抗生素被認為是增加抗生素耐藥性的主要驅動因素，但很少有研究關注抗抑鬱藥的大規模消費是否也和細菌耐藥性有關。近日，發表在美國科學院院刊PNAS的研究發現，抗抑鬱症藥物可以誘導產生抗生素的耐藥性以及增加耐藥的持久性。總之，該研究提醒我們需要慎用抗抑鬱症的藥物，並且需要對抗抑鬱症藥物的副作用進行更多的研究，值得關注。（@九卿臣）
【原文信息】
Antidepressants can induce mutation and enhance persistence toward multiple antibiotics
2023-01-23, doi: 10.1073/pnas.2208344120
Nature：非抗生素藥如何刺激細菌產生抗生素耐藥性（新聞）
Nature——[69.504]
① 抗生素耐藥性是一個重大的公共衛生威脅，一項新的研究表明除了抗生素濫用，抗抑鬱藥也能夠引發細菌產生抗生素耐藥性；② 抗抑鬱藥能夠通過產生活性氧激活細菌防禦機制，增加突變率，並加速其抗性基因水平轉移；③ 進一步認識非抗生素藥如何驅動抗生素耐藥性，需要從機理上確定其在細菌中的靶向分子，評估其對更多臨床細菌及對抗生素耐藥性產生的真實影響；④ 因此後續研究應關注微生物組及發揮作用部位，量化其對抗生素耐藥性的貢獻。
【主編評語】
由抗生素濫用導致的細菌抗生素耐藥性是全球公共衛生所面臨的巨大挑戰。儘管非抗生素藥物占據了95%的藥物市場，但它們對抗生素耐藥性出現和傳播的影響尚不清楚。Nature發表的一篇新聞報導基於一項最新的實驗室研究，討論了抗抑鬱藥與細菌的互作及其分子機制。（@好雨）
【原文信息】
How antidepressants help bacteria resist antibiotics
2023-01-24, doi: 10.1038/d41586-023-00186-y
腸道微生物群生物膜：一種認知模式的轉變（觀點）
Journal of Experimental Medicine——[17.579]
① 生物膜是胞外多糖基質包裹著蛋白質、DNA等環境和宿主成分和腸道病毒、細菌、真菌和真核生物群落的存在形式；② 健康狀態下生物膜附著在黏液層表面不接觸上皮細胞。生物膜的破壞及其異常粘附可能會導致共生微生物致病；③ 生物膜是腸道微生物群的主要表型，其成分的相對豐度和功能多由環境（如國家的工業化程度）而非宿主遺傳因素驅動；④ 宏轉錄組學、宏基因組學和代謝組學以及對性別依賴性微生物群調節的研究，將有助於生物膜的靶向治療。
【主編評語】
Journal of Experimental Medicine發表的觀點性文章，提倡將腸道生物膜作為一個整體來看，並將其定義為衡量健康與否的重要表型，而非單純研究微生物的好壞。（@好雨）
【原文信息】
Gut microbiota biofilms: From regulatory mechanisms to therapeutic targets
2023-01-23, doi: 10.1084/jem.20221743
感謝本期日報的創作者：mildbreeze，Sunflower，拍了花寶貝，九卿臣，RZN，Jack Chen，劉暢
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