一项神秘的细菌群似乎在健康人群的肠道微生物组中繁衍生息,暗示其可能对维持良好健康至关重要。
据估计,我们肠道中栖居着超过4600种细菌,它们相互作用并与人体共同影响从免疫系统到睡眠质量、衰老速率乃至精神健康风险的方方面面。
然而,其中约三分之二的物种属于"隐藏微生物组"——绝大多数至今无法在实验室培养甚至尚未命名。我们仅能通过肠道中检测到的基因组确认其存在。"一个核心问题依然悬而未决:这些物种仅仅是旁观者,还是与人类健康切实相关?"剑桥大学的亚历山大·阿尔梅达(Alexandre Almeida)指出。
为探寻答案,阿尔梅达及其团队在肠道微生物组样本的基因组阵列中搜索细菌的基因指纹。这些样本来自涉及全球39个国家(主要在欧洲、北美和亚洲)超1.1万名受试者的研究项目。
约半数受试者无已知健康问题,另一半则被诊断患有13种疾病中的一种,包括炎症性肠病、肥胖症和慢性疲劳综合征。
研究人员将715种细菌物种与至少一种疾病相关联,其中342种在患病人群中数量更高,373种则在健康状态良好的人群中更为丰富。
在这些候选菌群中,名为CAG-170的属表现出最强关联。"在不同疾病中反复观察到,与患病状态相比,CAG-170在健康人群中数量显著增加,"阿尔梅达表示。
在研究的另一部分,团队探究了哪些细菌物种与健康的肠道微生物混合状态或失衡状态(即菌群失调)最相关。"我们再次发现CAG-170具有显著影响,"阿尔梅达指出,"存在明确的相关性:CAG-170丰度越高,菌群失调程度越低,肠道微生物组越健康。"
为探究其机制,团队深入分析了CAG-170基因组,发现其携带可产生高浓度维生素B12的代谢通路基因,以及能分解多种碳水化合物和纤维的酶类基因。
阿尔梅达解释:"CAG-170细菌自身并不消耗维生素B12,但与其共生的其他物种通常具备利用该物质的能力。这表明CAG-170正采取利他主义方式,为整个微生物组提供代谢支持。"
特伦托大学的尼古拉·塞加塔(Nicola Segata)评价道:"这项研究是理解肠道微生物组哪些特征关联健康或疾病的重要一步。"其团队近期虽已描绘健康肠道微生物组的轮廓,但未具体阐明此类细菌产生益处的机制。
"高数量的CAG-170究竟是健康的原因还是结果,尚难定论,"阿尔梅达坦言,"解答此问需开展引入CAG-170是否降低特定疾病风险的干预研究。"
塞加塔强调:"人类微生物组与人体紧密相连,应视为单一复杂系统。我们不应纠结微生物组对机体的因果作用,而需探究整个系统如何关联健康状态及饮食模式。"他建议后续开展营养临床试验,评估饮食变化对微生物组-人体系统的影响。
阿尔梅达指出CAG-170的双重潜力:既可作为肠道微生物组健康的指标,又能为支持整体健康的新一代益生菌开发打开大门。塞加塔虽认为其是益生菌的优良候选者,但实验室培养难度极大,更遑论研发将其活体递送至肠道并定植的技术。"找到能增加CAG-170数量的最佳食物或益生元补充剂,可能比将其开发为益生菌产品更现实可行,"他指出。
阿尔梅达补充道,基因组数据已提供重要线索:CAG-170细菌似乎无法合成精氨酸氨基酸,增加该物质供应或有助于体外培养该菌群,未来也可能在肠道中提升其丰度。
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