你的"室友"基因可能正在影响你肠道中的细菌，反之亦然——今日发表在《自然·通讯》上的一项大鼠研究证实了这一现象。
这项研究通过分析四千余只动物数据发现，大鼠肠道微生物组的构成不仅受个体自身基因影响，还取决于与其共享生活空间的其他个体的基因。
该发现揭示了基因与社会生活交织的新机制：通过个体间交换的共生肠道微生物实现遗传影响的传递。尽管基因本身不会在个体间跳跃，但微生物可以。研究证实某些基因偏好特定肠道细菌，这些细菌能通过密切社交接触传播。
"这并非魔法，而是遗传影响通过社交接触溢出的结果。基因塑造肠道微生物组，且不仅限于我们自身的基因，"巴塞罗那基因组调控中心研究员、该研究资深作者阿梅莉·博德博士解释道。
三项新发现的大鼠基因-微生物关联
肠道微生物组是由数万亿微生物组成的消化道生态系统，在消化和整体健康中发挥关键作用。虽然饮食和药物被公认为影响这些微生物群落的主要因素，但遗传因素的贡献更难确定。
在人类研究中，仅有两个基因被可靠证实与肠道细菌相关：乳糖酶基因决定成人消化牛奶的能力并影响相关微生物；ABO血型基因则通过未知机制产生作用。更多潜在关联尚未确认，因现实世界中先天与后天因素难以分离——例如基因会影响饮食选择，而家庭成员共享食物与微生物，模糊了二者对肠道微生物组的贡献边界。
为此，基因组调控中心与加州大学圣地亚哥分校的研究人员转向大鼠模型。这些哺乳动物具有相似的生物学特征，且能在严格控制条件下饲养（如统一饮食）。所有实验大鼠均来自美国四个不同设施的独立种群，各自具有独特遗传背景和护理方案，使研究者得以验证跨环境稳定的遗传效应。
通过对4000只大鼠的基因与微生物组数据整合分析，团队发现了三个稳定影响肠道细菌的遗传区域，其效应不受饲养条件差异干扰：
- 最强关联存在于St6galnac1基因（调节肠道黏液糖分子）与副普雷沃菌（依赖这些糖分子生存的细菌）之间，该关联在全部四个种群中均存在；
- 第二区域包含多个黏蛋白基因（构成肠道保护性黏液层），与厚壁菌门细菌相关；
- 第三区域涉及编码抗菌分子的Pip基因，与 rodents 常见的姆里巴克菌科细菌相关联。
基因具有社会性生命
大规模样本首次使研究者得以量化：每只大鼠的微生物组受自身基因影响的比例，与受同住大鼠基因影响的比例。
此类现象（又称间接遗传效应）的经典案例是：母体基因通过提供环境塑造后代生长。本研究的受控条件使研究者得以全新视角分析这些效应。团队构建计算模型，将大鼠自身基因对其微生物的直接影响，与社交伙伴基因的间接影响分离开来。
研究发现姆里巴克菌科某些细菌的丰度同时受直接与间接遗传效应调控，表明部分遗传影响通过微生物交换产生社会性传播。当统计模型纳入此类社会性效应后，新发现的三项基因-微生物关联的遗传影响总值扩大了4至8倍。研究者认为这可能仅是真实图景的冰山一角。
"我们可能只触及了表层，"博德博士表示，"这些是信号最强的细菌，但随着微生物组分析技术进步，更多微生物可能被证实受影响。"
通过证实遗传影响可与肠道微生物传播耦合，该研究描绘了新作用机制：个体的遗传效应能通过整个社交群体蔓延，改变他人生物学特性而不改变其DNA。若人类存在类似效应——鉴于肠道微生物组对健康的重要作用日益明确——这意味着大型研究中人类健康受基因影响的程度可能被低估。基因不仅塑造个体患病风险，还可能影响他人风险。
对人类健康的启示
博德博士指出，微生物组已与免疫、代谢乃至行为相关联，但许多报道的关联未必反映因果关系，作用机制仍不明确。此类在受控环境下使用动物模型的遗传研究，有助于将相关性推进为可检验的因果假说。
例如，大鼠研究中发现的St6galnac1基因，与人类ST6GAL1基因功能相关——后者在其他研究中也与副普雷沃菌关联。这表明动物肠道黏液的糖分子涂层可能决定哪些微生物能在消化系统中繁盛，且这或是跨物种共享的生物学机制。
研究团队进一步推测该机制可能影响传染病如新冠：
- ST6GAL1基因先前被证实与突破性SARS-CoV-2感染相关（即接种疫苗后仍感染新冠）；
- 副普雷沃菌已被证明可降解病毒入侵宿主细胞所需的消化酶，因此研究者推测ST6GAL1基因变异可能通过影响副普雷沃菌丰度间接调控病毒感染风险。
此外，他们解释了部分人群为何会发展为自身免疫性肾病IgA肾病：副普雷沃菌可能改变保护肠道的抗体IgA，使其渗入血液形成肾损伤团块——这正是IgA肾病的标志。
研究团队计划深入探究St6galnac1如何在大鼠体内调控副普雷沃菌，及其在肠道与全身触发的生物链式反应。
"我现在对这种细菌着迷了。我们的结果得到四个独立设施数据支持，意味着可在任何新环境中开展后续研究。相比多数宿主-微生物组关联，这些发现异常显著，是独特机遇，"博德博士总结道。
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