第2347期：31分Cell子刊：深度解析人类小肠菌群的动态变化
本期话题：小肠菌群，选择性消化道去污，肠-肌肉轴，群体感应，致病菌，细菌代谢，TMAO
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2022年11月04日

Cell子刊：成年人小肠菌群的动态变化

Cell Host and Microbe [IF:31.316]
① 通过腹壁的人工开口，纵向采集了包含结直肠癌和炎症性肠病患者的造口流出物样本；② 通过比较造口流出物与手术中直接采集的小肠样本的菌群数据，发现小肠造口菌群能代表真实的小肠菌群；③ 夜间禁食期间小肠的生物量明显下降，并在进食后迅速增加；④ 植物类代谢物和DNA片段在小肠中具有高度的持久性，且其比例在进食后没有显著变化；⑤ 小肠大部分物种的群体大小、亚株丰度和功能基因受到的选择压力受到进食的影响，且具有时间波动性。
【主编推荐语】小肠是机体吸收营养的主要部位，但目前小肠菌群却仍是一个亟待探索的领域。当下对小肠菌群的研究主要受限于样本的采集，目前只能通过外科手术或清除肠道内容物后使用内窥镜等手段实现样本采集。近期Cell Host & Microbe杂志上发表了一篇资源型论文，通过患者腹壁上的人工开孔（造口）实现了对人类小肠菌群样本的采集，证实了来自小肠造口的样本是小肠菌群的代表；随后在宏观（物种构成和多样性）和微观层面（菌株多样性和基因选择压力）研究了小肠菌群的时间同动态性和与饮食有关的波动性，重点是发现了小肠中微生物群体可以通过改变亚株（sub-strain）的比例来适应小肠中不断变化的环境，从而防止整个物种灭绝。总之，该研究提供的资源和结果为研究肠道疾病中宿主与小肠菌群的相互作用，以及新治疗方法的开发法奠定了基础。（@青城昊）
Plasticity of the adult human small intestinal stoma microbiota
2022-10-31, doi:10.1016/j.chom.2022.10.002
延伸阅读： 【Medical Xpress】
小肠菌群 菌群波动性 Bahtiyar Yilmaz Andrew J Macpherson
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JAMA：选择性消化道去污不能显著降低ICU机械通气患者的院内死亡率

JAMA [IF:157.335]
① 招募5982名接受机械通气的危重症患者，2791例接受选择性消化道去污（SDD），3191例接受标准护理；② 住院90天内，SDD和标准护理组的院内死亡率没有显著差别（27.0% vs. 29.1%）；③ 两组的ICU死亡率、存活天数、无机械通气天数、ICU天数、住院天数、新发艰难梭菌感染感染率均没有显著差异；④ SDD组的新发血培养阳性和抗生素耐药菌阳性比例低于标准护理组；⑤ 另有8599名患者参与ICU生态评估，SDD的使用在抗生素耐药阳性率上不劣于标准护理。
【主编推荐语】重症监护病房（ICU）患者病情危重，常伴随免疫功能低下和较多的侵入性操作，感染发生率较高。选择性消化道去污（SDD）方法被用于ICU患者的护理，在机械通气过程中，利用抗生素选择性的清除患者口咽部和消化道内的潜在致病微生物，以预防呼吸机相关性肺炎的发生。目前，SDD作为标准护理程序的使用率不高，可能与缺少高可靠性的临床试验及抗生素耐药的担忧有关。近日，澳大利亚和新西兰重症监护协会临床试验组的SuDDICU项目在JAMA发表文章，报告在一项交叉随机临床试验中，与标准护理相比，SDD干预并没有显著降低接受机械通气的危重病人的院内死亡率。（@芥末）
Effect of Selective Decontamination of the Digestive Tract on Hospital Mortality in Critically Ill Patients Receiving Mechanical Ventilation A Randomized Clinical Trial
2022-10-26, doi:10.1001/jama.2022.17927
延伸阅读： 【Medical Xpress】
选择性消化道去污 研究论文 随机临床试验 危重病人 John A Myburgh
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JAMA：选择性消化道去污可降低ICU机械通气患者的院内死亡率

JAMA [IF:157.335]
① 纳入32项随机对照试验进行荟萃分析，共包含24389名接受机械通气的ICU患者；② 相比于标准治疗，接受选择性消化道去污（SDD）的患者的院内死亡率显著降低9%，且99.3%的后验概率表明SDD可降低院内死亡率；③ SDD与院内死亡率降低的关联在包含静脉注射剂的试验中存在，但在不包含静脉注射剂的试验中无此关联；④ SDD与呼吸机相关肺炎及ICU获得性菌血症的风险分别降低56%及32%相关。
【主编推荐语】JAMA上发表的一项荟萃分析结果，总结了32项随机对照试验（共24389名患者）的数据，选择性消化道去污与接受机械通气的ICU患者的院内死亡率、呼吸机相关肺炎风险及ICU获得性菌血症风险降低相关。（@aluba）
Association Between Selective Decontamination of the Digestive Tract and In-Hospital Mortality in Intensive Care Unit Patients Receiving Mechanical Ventilation A Systematic Review and Meta-analysis
2022-10-26, doi:10.1001/jama.2022.19709
选择性消化道去污 荟萃分析 院内死亡 机械通气 ICU Naomi E Hammond Anthony Delaney
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肠道菌群-胆汁酸-骨骼肌轴（综述）

Trends in Microbiology [IF:18.23]
① 健康肠道菌群可通过胆盐水解酶代谢初级胆汁酸，降低TβMCA的水平，从而激活FXR受体及下游信号，以促进肌肉生长并增强肌肉力量；② 肠道菌群失调可导致初级胆汁酸含量增加，造成TβMCA的累积，后者作为FXR拮抗剂，可抑制FGF15/19-ERK1/2信号，从而促进肌萎缩；③ 肠道菌群分泌的胆盐水解酶可降低肝脏中的胆固醇7α-羟化酶（CYP7A1）表达，从而抑制胆汁酸的从头合成；④ 补充益生菌可恢复肠道菌群，从而预防/治疗衰老相关的少肌症。
【主编推荐语】近期研究表明，肠道菌群失调与骨骼肌代谢变化相关。Trends in Microbiology上发表的一篇综述文章，详细介绍了肠道菌群通过调节胆汁酸代谢，以影响FXR-FGF15/19-ERK1/2信号通路，从而调控骨骼肌代谢及功能的机制。（@aluba）
Gut microbiota–bile acid–skeletal muscle axis
2022-10-29, doi:10.1016/j.tim.2022.10.003
肠-肌肉轴 综述 Laura Mancin
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肠-肌肉轴的性别差异

Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle [IF:12.063]
① 纳入1052名韩国中年参与者，包括621名男性和431名女性，平均年龄和骨骼肌量指数（SMI）分别为44.8岁和41.4%；② 在男性参与者中，SMI最高组的肠道菌群α多样性显著高于SMI最低组，而女性中无此差异；③ 在菌种水平上，在男性参与者中，相比于SMI最低组，SMI最高组的副流感嗜血杆菌和Roseburia faecis富集，而女性中无此差异；④ 在男性及女性中，SMI最低组的肠道菌群的氨基酸生物合成和能量产生相关基因富集。
【主编推荐语】Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle上发表的一项最新研究结果，对1000多名韩国中年人的肠道菌群与骨骼肌量进行分析后发现，肠道菌群多样性及组成与骨骼肌量的关联呈现出性别差异。（@aluba）
Sex-specific associations between gut microbiota and skeletal muscle mass in a population-based study
2022-10-11, doi:10.1002/jcsm.13096
肠-肌肉轴 研究论文 队列研究 骨骼肌 性别差异 Chul-Hyun Park Kyung Jae Yoon Han-Na Kim
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细菌群体感应肽iAM373或诱导肌肉萎缩

Clinical and Translational Medicine [IF:8.554]
① 有研究表明肠道菌群与年龄相关的肌肉萎缩有关，但潜在机制不清楚；② iAM373以浓度依赖性的方式降低肌原细胞和肌管的代谢活性；③ iAM373，而非乱序的iAM373衍生物可诱导秀丽隐杆线虫肌减少表型，提示结构特异性；④ 纳入51个老年居民，血浆iAM373的存在与行走速度下降显著相关，且有肌肉质量减少的趋势；⑤ 粪肠杆菌产生iAM373，可跨越肠道屏障进入体循环；⑥ iAM373干预下调与横纹肌发育和分化相关的大部分基因，上调肌管中蛋白酶体降解途径。
【主编推荐语】Clinical and Translational Medicine近期发表的文章，报道了iAM373（一种由E. faecalis产生的群体感应肽）是一种新型的肌肉萎缩的诱导剂，且可在人的血浆中检测到，iAM373的存在与老年受试者的行走速度下降显著相关。（@章台柳）
The bacterial quorum sensing peptide iAM373 is a novel inducer of sarcopenia
2022-10-13, doi:10.1002/ctm2.1053
衰老 肌肉萎缩 肠道菌群 细菌群体感应肽 Anton De Spiegeleer Bart De Spiegeleer Dirk Elewaut
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Cell子刊：霍乱弧菌的群体感应可激活宿主肠道的先天免疫反应

Cell Reports [IF:9.995]
① 霍乱弧菌的高细胞密度群体感应主调节器HapR可抑制病原体消耗性合成代谢，特别是色氨酸的摄取；② 霍乱弧菌HapR调控的色氨酸摄取抑制会促进宿主肠道中血清素的合成；③ 血清素的合成进一步激活宿主肠道的先天免疫信号，减缓宿主脂质储存的消耗，并促进宿主存活；④ 因此，霍乱弧菌高细胞密度信号通过减少宿主和病原体之间对色氨酸的竞争，从而改变感染结果。
【主编推荐语】细菌群体感应在宿主-微生物相互作用中具有重要作用，然后目前群体感应在霍乱弧菌的作用尚不清楚。近日，发表在Cell Reports上的文章，发现霍乱弧菌群体感应调节器HapR促进宿主肠道中色氨酸向血清素的转化，血清素激活宿主肠道先天免疫信号传导可延长宿主感染的存活时间。因此，霍乱弧菌在高细胞密度下的群体感应从根本上改变了宿主-病原体间的共生相互作用。（@圆圈儿）
Vibrio cholerae high cell density quorum sensing activates the host intestinal innate immune response
2022-09-20, doi:10.1016/j.celrep.2022.111368
Bat-Erdene Jugder Paula I Watnick
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细菌如何利用植物N-聚糖

PNAS [IF:12.779]
① 植物N-聚糖（一种复合碳水化合物）作为营养物质通常附着于植物蛋白上，是肠道细菌的食物来源；② 通过新的基因组关联方法识别出肠道拟杆菌属的物种，可编码特定酶分解植物N-聚糖；③ 利用生化鉴定所涉及的五种CAZymes，发现这些酶在植物N-聚糖分解中发挥重要修饰作用，其中关键的PNG酶对昆虫型N-聚糖也有活性；④ 这有助于了解微生物群如何分解糖，促进发现新的CAZymes酶用于改变和解析N聚糖结构，实现医疗和工业新应用。
【主编推荐语】肠道菌群通过不同的碳水化合物活性酶（CAZymes）降解复合聚糖，为机体提供营养物质。植物N-聚糖普遍存在于植物产生的蛋白质中，但这些复杂分子如何通过肠道菌群分解还未被充分探索。近日，PNAS发表研究发现，植物N-聚糖作为营养物质通常附着于植物蛋白上，是肠道细菌的食物来源，拟杆菌属下的物种可以通过编码特定的酶分解这种聚糖。此外，还发现一些酶对昆虫的N聚糖也有较好的活性，值得关注。（@九卿臣）
Plant N-glycan breakdown by human gut Bacteroides
2022-09-19, doi:10.1073/pnas.2208168119
延伸阅读： 【ScienceDaily】
植物聚糖 拟杆菌属 研究论文 基础研究 肠菌酶 Lucy I Crouch David N Bolam
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菌株层面的维生素代谢和需求或可影响菌群结构

Gut Microbes [IF:9.434]
① 依靠高通量基因组重建模型，通过GEMNAST框架推断816个肠道菌株的代谢属性和营养需求；② 仅有91株菌可满足自身的维生素需求，其余菌株由于营养缺陷/专一化对外源性维生素高度依赖；③ 79%的菌株被划分至11个维生素需求谱，其分布与系统发育的关联性较低；④ 维生素限制可能对普雷沃氏菌有重要影响，但可由其它属的菌株弥补，而拟杆菌属在这方面表现出独立性；⑤ 明确人和小鼠肠道物种的交互作用模块，可预测维生素的交换驱动。
【主编推荐语】维生素干预能改变部分肠道微生物的丰度甚至改变整个肠道菌群的多样性。Gut Microbes近期发表的一项研究，确定了816种肠道来源菌株的必需（必须由外界提供）和可选（当不可用时可合成）维生素需求属性，发现了肠道中的菌株往往具有互补的维生素特性。值得关注的是，该研究采用的GEMNAST工作框架不仅能将单个菌株的维生素代谢和营养需求与肠道菌群的结构联系起来，还可推广至其它营养素，将为肠道生态学研究和共丰度群落的发掘提供机制基础。（@青城昊）
High throughput genome scale modeling predicts microbial vitamin requirements contribute to gut microbiome community structure
2022-09-08, doi:10.1080/19490976.2022.2118831
延伸阅读： 【Medical Xpress】
肠道菌群 维生素 Juan P Molina Ortiz Erin Rose Shanahan
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熊长明+郑乐民等：TMAO水平较高与肺动脉高压预后差有关

European Heart Journal Open [IF:N/A]
① 本研究共纳入124例肺动脉高压（PAH）患者，即使在调整混杂因素后，循环TMAO水平较高与疾病严重程度增加及预后不良相关；② 在野百合碱（MCT）诱导的PAH大鼠模型中，饮水添加TMAO抑制剂——3,3-二甲基-1-丁醇（DMB）的大鼠TMAO水平降低，血流动力学参数改善，右心室肥厚减轻，肺血管重构改善；③ 细胞异常凋亡、过度增殖和血管舒张功能失调是PAH的已知发病机制，DMB可能有助于恢复上述功能障碍，从而改善PAH。
【主编推荐语】肺动脉高压（PAH）是多种原因引起的肺动脉压进行性异常升高的临床综合征，最终可导致患者右心衰竭而死亡，氧化三甲胺（TMAO）是一种近年被发现的肠道微生物代谢产物，它可能参与PAH的发生发展。近期中国医学科学院阜外医院熊长明和北京大学心血管研究所郑乐民作为共同通讯作者在European Heart Journal Open发表的一项研究表明，高水平的血浆TMAO与PAH的疾病严重程度和预后差相关，这提示TMAO作为PAH的生物标志物具有很好的作用。此外，动物实验表明，DMB（它能有效抑制微生物TMA裂解酶来减少TMA的生成及后续TMAO的产生）可降低TMAO水平，并通过改善细胞凋亡、增殖和血管舒张功能逆转PAH的进展。（@注册营养师陈彬林）
High-circulating gut microbiota-dependent metabolite trimethylamine N-oxide is associated with poor prognosis in pulmonary arterial hypertension
2022-03-29, doi:10.1093/ehjopen/oeac021
心血管疾病 Pulmonary arterial hypertension Gut microbiota TMAO Metabolite prognosis Pulmonary vascular remodelling 肠道菌群代谢产物 肺动脉高压 Yicheng Yang Qixian Zeng Jianing Gao Beilan Yang Lemin Zheng Changming Xiong
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