陈卫院士等13.5分综述：详解"sIgA包被肠菌"与婴儿健康| 热心肠日报
今天是第1738期日报。
陈卫、杨波等：sIgA包被肠道细菌与生命早期健康（综述）
Trends in Microbiology[IF:13.546]
① 肠道内分泌型免疫球蛋白A包被(sIgA+)的细菌种类，依宿主的年龄和饮食差异等表现出不同的特征，且同种细菌中sIgA+和sIgA-的菌株可以同时存在，目前还没有确定sIgA+的核心细菌组成；② sIgA+细菌可以从母体的肠道转移到母乳中；③ 婴儿肠道sIgA+细菌组成呈时间依赖性，并受宿主遗传背景、喂养方法和生产方式等因素的影响；④ 特定的sIgA+细菌可能与新生儿的疾病发生相关；⑤ sIgA+细菌可通过独特的模式调节新生儿先天免疫和适应性免疫发育。
Crosstalk between sIgA-Coated Bacteria in Infant Gut and Early-Life Health
02-15, doi: 10.1016/j.tim.2021.01.012
【主编评语】近年来，母婴菌群一直是备受关注。婴儿的肠道微生物在调节和维持婴儿免疫力的发展中发挥着潜在的重要作用。分泌型免疫球蛋白A (Secretory immunoglobulin A, sIgA)是肠道内的主要免疫球蛋白，能靶向细菌表面的多糖和鞭毛蛋白，从而形成sIgA包被（sIgA+）的细菌。近期 Trends in Microbiology 刊登的来自江南大学陈卫、杨波与研究团队的综述文章，回顾了成人肠道、母乳和婴儿肠道中细菌的组成，以及影响早期肠道微生物群发育的因素。讨论了与婴儿和成人肠道中sIgA包被细菌变化相关的疾病，及sIgA包被细菌在调节新生儿先天和适应性免疫中的潜在作用。最后，文章还提出，未来研究的一个挑战是最终解决sIgA包被细菌的组成和丰度变化与各种疾病之间的关系，并最终应用于临床。此外，更好地了解sIgA包被细菌对婴儿的作用，将有助于我们开发新的益生菌，以促进早期生命的健康。（@nana）
农科院：多组学分析揭示，羔羊出生前肠道中已定植微生物
Gut[IF:19.819]
① 对无菌羔羊盲肠内容物进行宏基因组和宏转录组测序,并检测盲肠中微生物代谢物；② 盲肠中存在低多样性和低生物量的微生物群，主要由变形菌门、放线菌门和厚壁菌门组成，大肠杆菌数量最多；③ 微生物代谢产物包括多种短链脂肪酸、脱氧野尻霉素、丝裂霉素和妥布霉素，表明羔羊产前已存在有代谢活性的微生物群；④ 检测到噬菌体phiX 174和Orf病毒以及抗生素耐药基因，提示噬菌体、病毒和携带抗生素耐药基因的细菌可在妊娠期间从母体传播到胎儿。
Multiomics analysis reveals the presence of a microbiome in the gut of fetal lambs
02-15, doi: 10.1136/gutjnl-2020-320951
【主编评语】长期以来，人们一直认为子宫是无菌的，胎儿微生物群的建立始于出生时。尽管已经在胎盘、羊水、胎膜和胎粪中检测到微生物，但对于分娩前胎儿肠道中是否存在微生物尚无共识。Gut 近期发表的来自中国农业科学院刁其玉团队的研究，以羔羊为动物模型，通过对盲肠内容物样本进行宏基因组和宏转录组测序分析，证明胎儿出生前肠道中含有微生物，并且胎儿肠道的微生物定植开始于子宫。这些发现促进了我们对胎儿肠道菌群的理解，并有助于设计临床治疗方案，改善人类健康和治疗与肠道菌群失调相关的疾病。（@nana）
Eran Elinav等详解微生物组研究的突破与瓶颈
Trends in Molecular Medicine[IF:11.099]
① 宏基因组有效揭示了微生态和健康的关系，但不能解释细菌丰度和功能，需结合多组学开展综合分析；② 饮食影响微生态和健康，但没有通用健康饮食，基于菌群的智能学习系统可以解决临床个性化饮食指导；③ 宏基因组是有效的临检方法，其广泛应用依赖于提升技术的便捷性和可操作性；④ 噬菌体治疗、粪菌移植和益生菌均应用前景广阔，但需要探明这些干预的机制，提升可控性和安全性；⑤ 精准医疗依赖于全面解析微生态结构功能及变化规律的机制研究。
Breakthroughs and Bottlenecks in Microbiome Research
02-06, doi: 10.1016/j.molmed.2021.01.003
【主编评语】在过去15年中，共生微生物组学蓬勃发展，空前繁荣，领域内取得了很多重大的突破。但是同样在新技术不断涌现之时，无论从理论研究还是临床开发应用，微生物组学也面临着很多新的限制和挑战。近期发表在 Trands in Molecular Medicine 的一篇小综述，简要从宏基因组分析、饮食-微生物-宿主相互关系、宏基因组在临床诊断应用、噬菌体疗法、粪菌移植和宏基因组背景下的益生菌研究等几个方面概括了微生物组研究进展、方向和迫切需要解决的问题。（@Zhonghua）
微生物组研究中如何进行质量控制？
Microbiome[IF:11.607]
① 为对低生物量微生物组分析进行质量控制，提出一个方法框架；② 第一步，通过模拟群落和生物对照，评估测序结果的技术重复性和再现性，验证测序的准确性；③ 第二步，通过使用统计算法双层策略，比较批次间的数据结构，去除污染物和批次差异；④ 第三步，证实微生物组成和下游统计分析的重复性和再现性；⑤ 对同一儿童队列研究中分两批产出的母乳微生物群数据进行研究，能识别出标准算法遗漏的潜在试剂污染物，并大幅减少污染物引起的批次变化。
Repeatability and reproducibility assessment in a large-scale population-based microbiota study: case study on human milk microbiota
02-10, doi: 10.1186/s40168-020-00998-4
【主编评语】微生物组研究中很少报道严格的质量控制对数据分析结果可重复性的评估。Microbiome 发表的文章，提出了一个深入的循序渐进的方法框架，利用该策略，可对低生物量微生物组进行全面的质量控制。（@nana）
粪菌移植恢复HIV感染患者的肠道菌群失调
Nature Communications[IF:12.121]
① 29名正在接受抗逆转录病毒治疗的HIV感染患者服用粪菌胶囊或安慰剂，持续8周，未发生粪菌移植相关的严重不良事件；② 粪菌移植可显著增加菌群的α-多样性，HIV患者中通常缺失的毛螺菌科及瘤胃球菌科在粪菌移植后逐渐在患者肠道中定殖；③ 供体菌群轻微且短暂地在患者肠道中定殖，粪菌移植前的抗生素使用可促进供体菌群的定殖；④ 粪菌移植可降低肠道脂肪酸结合蛋白的水平，后者作为肠道损伤的生物标志物，可独立预测患者的死亡率。
Fecal microbiota transplantation in HIV: A pilot placebo-controlled study
02-18, doi: 10.1038/s41467-021-21472-1
【主编评语】Nature Communications上发表的一项临床研究结果，纳入29名HIV感染患者，14名服用粪菌胶囊，15名服用安慰剂，持续干预8周，并随访至48周。粪菌移植可显著增加患者的肠道菌群α-多样性，供体菌群的定殖可使毛螺菌科及瘤胃球菌科富集，从而恢复HIV感染相关的菌群失调。另外，粪菌移植可降低患者血浆中的肠道脂肪酸结合蛋白（肠道损伤的生物标志物）的水平。（@szx）
华南农业大学：褪黑素调控肠道减轻赭曲霉毒素A诱导的肝脏炎症
Journal of Hazardous Materials[IF:9.038]
① 采用褪黑素（MEL）干预赭曲毒素A（OTA）诱导的雏鸭肝脏炎症，探究MEL对肠道菌群与代谢的影响；② MEL逆转OTA诱导的肠道微生物群改变，降低了血尿杆菌和拟杆菌的丰度，减少了LPS的生物合成；③ MEL显著减轻OTA诱导的肝脏炎症，增强空肠和盲肠段的紧密连接蛋白表达，改善鸭的肠道形态，保护肠道黏膜；④ 抗生素干预后，MEL在OTA诱导的肝脏炎症模型中，对肠道菌群、LPS、肝脏炎症、肠道形态和肠道粘膜的有益影响仍然存在。
Melatonin alleviates Ochratoxin A-induced liver inflammation involved intestinal microbiota homeostasis and microbiota-independent manner
01-26, doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.125239
【主编评语】褪黑素（MEL）具有抗炎作用，可调节动物和人类肠道菌群；赭曲霉毒素A（OTA）通过肠道菌群诱导肝脏炎症。MEL是否能够调控OTA诱导的肝脏炎症，还有待进一步研究。华南农业大学的王文策在 Journal of Hazardous Materials 发表文章，发现MEL可通过维持肠道稳态和肠道菌群非依赖性方式改善OTA诱导的肝脏炎症。MEL或是一种对OTA或其他真菌毒素具有保护作用的潜在药物。（@爱的抉择）
早期环境暴露对自然分娩小鼠的肠道生态系统影响较小
Gut Microbes[IF:7.74]
① 在饲养笼中添加土壤模拟农村和城市环境，并将自然分娩的幼鼠从出生到断奶阶段都置于此环境中；② 生命早期的土壤暴露对新生小鼠肠道菌群的丰度影响较小，仅能解释小鼠早期和成年期肠道菌群变异的5％和9％；③ 早期暴露于城市土壤会增加梭菌和丙酸的含量，并持续到成年期；④ 早期暴露于农村环境增加幼鼠结肠巨噬细胞的浸润；⑤ 虽然土壤暴露对肠道类群的影响有限，但土壤暴露导致成年小鼠全身的细胞因子和趋化因子图谱发生改变。
Early life environmental exposures have a minor impact on the gut ecosystem following a natural birth
02-02, doi: 10.1080/19490976.2021.1875797
【主编评语】Gut Microbes 近期发表的文章，发现与先前报道的剖腹产不同，自然分娩后的环境暴露对肠道微生物类群的影响有限，但改变宿主的细胞因子和趋化因子图谱，可能在免疫介导的疾病易感性中发挥重要作用。（@爱的抉择）
Science综述：共生和病原微生物的互作驱动植物进化！
Science[IF:41.845]
① 在4.5亿年的土地多样化中，植物与微生物共同进化，经历了从寄生到互利共生的演变；② 通过系统发育学、细胞生物学和反向遗传学从开花植物到苔藓植物的研究揭示了植物-微生物网络的遗传基础和进化轨迹；③ 保守和进化枝特有的植物机制以不同的速度发展，并可以抵抗病原体和促进有益的共生微生物；④ 探索和利用非开花植物-微生物相互作用中使用的分子机制多样性，可能为工程化扩展共生能力和病原体适应性作物提供了可能。
Plant evolution driven by interactions with symbiotic and pathogenic microbes
02-19, doi: 10.1126/science.aba6605
【主编评语】植物和微生物在进化过程中相互作用，从而塑造了多样性并帮助植物在陆地上定植。2021年2月19日，国际顶级学术期刊 Science 发表了来自法国图卢兹大学CNRS的Pierre-Marc Delaux和英国剑桥大学Sainsbury实验室Sebastian Schornack的最新相关研究成果，题为Plant evolution driven by interactions with symbiotic and pathogenic microbes的综述性论文。Delaux和Schornack回顾了一系列植物和藻类基因组的见解，揭示了通过古老基因模块的进化以及谱系特异性分化的出现而实现的持续利用。藓类、苔类以及角苔类已经在现有途径上进行了分层创新，以建立新的微生物相互作用。这样的创新可能会被转移到作物植物上，以期建立一个更可持续的农业。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
开发土壤微生物菌剂面临哪些问题？（综述）
Trends in Biotechnology[IF:14.343]
① 最近，人们对开发土壤微生物菌剂来增强农业价值功能的兴趣和投资激增，但对于田间产品的成功仍然是不可预测和不可靠的；② 微生物接种剂的选择往往是根据其在受控实验室筛选中的活性和易于大规模培养，而很少考虑与生态相关的特性，要求它们在目标功能期内在田间存活，又能防止过度的持久性；③ 作者着重介绍了每个产品阶段微生物菌剂特性的相互冲突作用，以及这如何可能会使对在田间发挥所需功能的微生物的选择复杂化。
The Inherent Conflicts in Developing Soil Microbial Inoculants
2019-02-01, doi: 10.1016/j.tibtech.2018.11.011
【主编评语】多年来，潜在的有益微生物已被接种到农业土壤中，但土壤微生物菌剂的有效性仍然不可靠，并且与作物育种不同——长期以来人们一直在考虑目标性状（例如产量）与环境相容性，而微生物接种剂生态还没有被充分融入到微生物的选择和生产中。本研究在产品开发和应用的五个阶段中提出了对接种剂转移约束的整体时间模型，并重点介绍了两个阶段之间的潜在冲突。作者还对用当前方法开发理想的土壤微生物接种剂的可行性提出了质疑。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）
感谢本期日报的创作者：nana，Echo Quasimodo，fang fang，szx，lzm，刘永鑫-中科院-宏基因组
点击阅读过去10天的日报：
0223 | 2文重大启示：FMT要起效，宿主和粪菌都有啥讲究？
0220 | 中国人皮肤长啥菌？复旦+华大团队Microbiome深度解析
0219 | 今日Cell：迄今最大人类肠道噬菌体数据库发布
0218 | 自然·综述：朱书等详述新冠的肠道感染与粪口传播
0210 | 尹恝/周宏伟/何彦等GUT突破：脑卒中与肠道菌群密切相关
0209 | 改变教科书：肠道效应T细胞主要由微生物塑造，而非传统范式
0207 | 50万中国人10年随访：吃辣或降低胃肠道癌风险
点击阅读原文，查看更多热心肠日报的内容