今天是第2065期日報。
Nature Reviews Microbiology[IF:60.633]
① 細菌素多為細菌的小分子天然產(chǎn)物，有不同類型（如RiPP、NRP）、結(jié)構(gòu)高度多樣，有多種抑菌機制；② 細菌素通過生態(tài)位清除、定植抗性、空間隔離等方式影響菌群動態(tài)和組成；③ 細菌素由復(fù)雜的生物合成基因簇編碼，它們經(jīng)歷快速進化和水平基因轉(zhuǎn)移，影響細菌素的產(chǎn)生、目標(biāo)范圍和受體免疫；④ 生成細菌素有代謝成本，當(dāng)其能有效抑制競爭菌且不影響互利共生菌時可為細菌提供競爭益處；⑤ 菌群來源的細菌素可靶向清除病原體，有防治細菌感染的潛力。
The microbiome-shaping roles of bacteriocins
2021-06-01, doi: 10.1038/s41579-021-00569-w
【主編評語】許多共生細菌能產(chǎn)生稱為細菌素的抗菌小分子，可抑制/清除特定的靶細菌，影響菌群組成。因此，細菌素作為潛在的微生物組編輯工具，引起了越來越多的關(guān)注。Nature Reviews Microbiology的這篇綜述，概述了細菌素的類型、其成本和效益，以及它們?nèi)绾螢榭咕幬锏拈_發(fā)提供新的途徑。（@mildbreeze）
Annual Review of Biochemistry[IF:23.643]
① 將特定微生物分子與宿主表型聯(lián)系起來的詳細機制研究仍處于初級階段；② 用于識別菌群衍生小分子的三種高通量技術(shù)（宏基因組序列挖掘、功能宏基因組學(xué)、質(zhì)譜）各有優(yōu)點和局限性，但都無法有效捕獲菌群的整個生物合成潛力；③ 核糖體編碼和翻譯后修飾肽、非核糖體多肽和聚酮、吡嗪酮類和氨基酸衍生代謝物，各有其微生物來源、合成通路和生化/結(jié)構(gòu)特征，通過多種機制影響宿主；④ 解碼微生物分子與宿主的互作，需要結(jié)合多種跨學(xué)科方法。
Molecules from the Microbiome
2021-03-26, doi: 10.1146/annurev-biochem-080320-115307
【主編評語】菌群衍生小分子可直接或間接調(diào)節(jié)宿主反應(yīng)。雖然人類微生物組的物種組成已被深入探索，但將特定微生物分子與宿主表型聯(lián)系起來的詳細機制，仍有極大的研究空間。Annual Review of Biochemistry發(fā)表的這篇綜述，討論了這一領(lǐng)域的研究前沿進展，重點介紹了用于鑒定菌群衍生小分子的主要方法，并介紹了研究較為明確的代謝物及其功能的例子。（@mildbreeze）
Gut[IF:23.059]
① 納入29項隨機對照試驗（共6781名Hp陽性的FD患者，隨訪≥3個月）進行薈萃分析；② 相比于對照（抑酸療法或促動力劑），Hp根除治療對于FD癥狀治愈（RR=0.91）及癥狀改善（RR=0.84）的療效更優(yōu)；③ Hp根除率與FD癥狀治愈或癥狀改善的RR無顯著關(guān)聯(lián)；④ 相比于Hp根除治療未成功的患者，Hp根除治療成功的患者的治療效果更好（RR=0.65）；⑤ Hp根除治療后的不良事件（RR=2.19）及導(dǎo)致停藥的不良事件（RR=2.60）更常見。
Efficacy of eradication therapy for functional dyspepsia: updated systematic review and meta-analysis
01-12, doi: 10.1136/gutjnl-2021-326583
【主編評語】來自Gut上發(fā)表的一項薈萃分析結(jié)果，總結(jié)了29項隨機對照試驗的數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，在幽門螺桿菌（Hp）陽性的功能性消化不良（FD）患者中，Hp根除治療對FD的癥狀治愈及癥狀改善的療效優(yōu)于對照療法（抑酸療法或促動力劑）。（@aluba）
Cell Reports[IF:9.423]
① 鼠傷寒沙門氏菌（S.Tm）在由硝酸鹽進行電子傳遞時，厭氧條件下可利用丙酸為碳源生長；② 丙酸和硝酸鹽共同上調(diào)厭氧呼吸和利用丙酸的prpBCDE基因的表達；③ 硝酸鹽促進厭氧呼吸對丙酸的利用，降低丙酸導(dǎo)致環(huán)境酸化對S.Tm生長的抑制作用；④ 腸道炎癥時，S.Tm通過效應(yīng)因子SopE促進宿主免疫細胞釋放iNOS，進而轉(zhuǎn)變成硝酸鹽，促進S.Tm利用丙酸的厭氧呼吸和在腸道的定植；⑤ S.Tm需要腸道中具有產(chǎn)丙酸菌，如擬桿菌的存在才能實現(xiàn)厭氧呼吸和定植。
Salmonella enterica serovar Typhimurium uses anaerobic respiration to overcome propionate-mediated colonization resistance
01-04, doi: 10.1016/j.celrep.2021.110180
【主編評語】人腸道中擁有豐富的共生菌，這些共生菌不僅在代謝和免疫方面對宿主有貢獻外，還可以抑制腸道致病菌的定植。其中一種已知的方式是擬桿菌代謝產(chǎn)物丙酸鹽具有針對像鼠傷寒沙門氏菌這樣病原菌的定植抗性。但是鼠傷寒沙門氏菌如何能拮抗丙酸鹽的定植抗性而實現(xiàn)在腸道的定植的機制尚不明確。近期一篇發(fā)表在Cell Reports上的研究顯示，鼠傷寒沙門氏菌可以在腸道炎癥狀態(tài)下利用宿主免疫反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鹽作為電子傳遞載體，通過厭氧呼吸利用丙酸為碳源，從而降低低pH對其的生長抑制作用，最終達到在腸道內(nèi)定植的目的。（@Zhonghua）
Microbiome[IF:14.65]
① 采用16S rRNA測序+ddPCR對118份直腸拭子進行分析，發(fā)現(xiàn)其細菌密度差異大（跨越5個數(shù)量級），且與測序深度無關(guān)；② 低細菌密度的直腸拭子易受測序污染和采樣的影響，其群落以直腸周圍皮膚細菌和測序污染物為主；③ 細菌密度也與臨床因素（患者年齡、并發(fā)癥和抗生素暴露等）相關(guān)，接受哌拉西林-他唑巴坦治療的患者的細菌密度較低，而慢性并發(fā)癥和高齡患者中細菌密度增加；④ 入院時的細菌密度與隨后的腸外感染獨立相關(guān)。
The bacterial density of clinical rectal swabs is highly variable, correlates with sequencing contamination, and predicts patient risk of extraintestinal infection
01-06, doi: 10.1186/s40168-021-01190-y
【主編評語】在生態(tài)學(xué)中，種群密度是群落分析的一個關(guān)鍵特征。然而，在腸道菌群研究中，細菌密度很少被提及。直腸拭子是研究住院病人腸道菌群的常用樣本，Microbiome發(fā)表的這項研究，對住院病人的直腸拭子中的細菌密度進行了量化分析，發(fā)現(xiàn)直腸拭子的細菌密度變化很大，且這種變化與方法學(xué)、臨床特征和患者預(yù)后存在關(guān)聯(lián)。（@mildbreeze）
Microbiology spectrum[IF:7.171]
① 納入77名中國男性船員，通過問卷和測序評估其航行135天前后的腸道菌群、生理和心理變化；② 55名船員期間出現(xiàn)“遠洋綜合征”（SS），核心癥狀為排便頻率異常、失眠、睡眠差、惡心和過度進食；③ 腸道菌群與SS（而非單一癥狀）有顯著關(guān)聯(lián)，SS船員與健康船員有不同的菌群動態(tài)和特征（19種細菌26個基因家族有差異）；④ 用隨機森林模型，基于航海前樣本的28個標(biāo)記物，以84.4%準(zhǔn)確率預(yù)測了SS發(fā)生，并以83.3%的準(zhǔn)確率在另一航海隊列中得以驗證。
Interactions between Human Gut Microbiome Dynamics and Sub-Optimal Health Symptoms during Seafaring Expeditions
01-12, doi: 10.1128/spectrum.00925-21
【主編評語】慢性疾病是當(dāng)今重要的健康問題，其與腸道菌群失調(diào)的關(guān)聯(lián)已被廣泛報道和研究，但亞健康狀態(tài)與腸道菌群之間的關(guān)系仍待闡釋。Microbiology spectrum近期發(fā)表了內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)孫志宏與團隊的研究，評估了長期遠洋航行的船員的健康狀態(tài)，表明遠洋航行可能引發(fā)不同船員群體的不同癥狀，但存在一組高發(fā)的核心癥狀，將這種亞健康狀態(tài)命名為“遠洋綜合征”。該研究進一步揭示了遠洋綜合征與腸道菌群的關(guān)系，并鑒定出能預(yù)測其發(fā)生的菌群標(biāo)志物。這項研究為極端環(huán)境下的健康管理提供了潛在策略，對于預(yù)測菌群失調(diào)相關(guān)疾病具有參考價值。（@mildbreeze）
Journal of Genetics and Genomics[IF:4.275]
① MIP中包含一個“致病菌-疾病”關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，以及由167,641條全長16S rRNA 基因組成的參考序列數(shù)據(jù)庫；② MIP能夠評估菌群的總體風(fēng)險程度，并推斷出由條件致病菌所引起的疾病和人體易感器官等信息；③ 利用MIP工具揭示了室內(nèi)條件致病菌以環(huán)境為中介的“人-環(huán)境-人”傳播途徑；④ 利用MIP工具得出，室內(nèi)環(huán)境和食物中存在較高條件致病菌風(fēng)險，而自然環(huán)境中的條件致病菌水平極低，且昆蟲等非哺乳動物表現(xiàn)出比哺乳動物更高的致病菌攜帶風(fēng)險。
Comprehensive understanding to the public health risk of environmental microbes via a microbiome-based index
01-10, doi: 10.1016/j.jgg.2021.12.011
【主編評語】近期，青島大學(xué)蘇曉泉作為通訊作者在Journal of Genetics and Genomics發(fā)表文章。作者開發(fā)的生物信息工具-條件致病菌指數(shù)（Microbial index of pathogenic bacteria，MIP) ，從人體條件致病菌角度考察菌群多樣性和致病性，并從菌群大數(shù)據(jù)層面揭示條件致病菌分布情況，為理解全球范圍內(nèi)致病菌的組成和分布提供了啟示。并展望未來，MIP的精確度將進一步提升，涉及全基因組測序數(shù)據(jù)，用于物種和菌株水平的病原菌鑒定。此外，還將根據(jù)目前在破譯菌群功能方面的進展，考慮代謝功能基因和途徑，以進一步了解病原菌的風(fēng)險。（@劉永鑫-中科院-宏基因組）
Clinical Nutrition[IF:7.324]
① 納入33項RCT（共1927名2型糖尿病患者）進行薈萃分析，評估益生菌對患者血糖穩(wěn)態(tài)的影響；② 相比于安慰劑，中等劑量（10^9 CFU//天）益生菌可顯著降低患者的糖化血紅蛋白、空腹血糖和空腹胰島素的水平，以及穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)；③ 益生菌改善血糖穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的證據(jù)確定性方面，糖化血紅蛋白和空腹血糖低，空腹胰島素為中等，胰島素抵抗指數(shù)為高；④ 多菌株和高劑量的益生菌補充劑對血糖穩(wěn)態(tài)更有益；⑤ 益生菌對高BMI和老年患者可能更具療效。
Meta-analysis of randomized controlled trials of the effects of probiotics on type 2 diabetes in adults
2021-12-10, doi: 10.1016/j.clnu.2021.11.037
【主編評語】一些臨床實驗表明，益生菌對2型糖尿病人有益。本文系統(tǒng)綜述了這些RCT研究結(jié)果。分析結(jié)果顯示，益生菌可以明顯改善糖代謝相關(guān)參數(shù)，穩(wěn)定血糖穩(wěn)態(tài)，且呈現(xiàn)一定的劑量效應(yīng)。同時，益生菌的療效也存在一定的個體差異。文章為2型糖尿病的益生菌干預(yù)提供一定理論依據(jù)。（@Bingbing）
Microbiology spectrum[IF:7.171]
① 健康小鼠隨機分為4組，除對照組外，另外3組分別喂食嗜酸乳桿菌、副干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌，持續(xù)干預(yù)8周；② 3組喂食益生菌的小鼠均表現(xiàn)出認知能力的提升，其中嗜酸乳桿菌組小鼠的認知能力評分提升最高；③ 嗜酸乳桿菌可顯著增加小鼠腸道菌群中的厚壁菌門/變形菌門比值，并顯著改變16個腸道細菌物種的比例；④ 嗜酸乳桿菌可顯著調(diào)節(jié)腸道菌群的功能，包括對磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)、金黃色葡萄球菌感染、酮體的合成與降解等相關(guān)通路的激活。
Positive Effect of Lactobacillus acidophilus EG004 on Cognitive Ability of Healthy Mice by Fecal Microbiome Analysis Using Full-Length 16S-23S rRNA Metagenome Sequencing
01-12, doi: 10.1128/spectrum.01815-21
【主編評語】Microbiology spectrum上發(fā)表的一項最新研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)喂食3種不同的益生菌可提升健康小鼠的認知能力，而嗜酸乳桿菌EG004對認知能力的提升效果最好。機制上，嗜酸乳桿菌EG004可能通過調(diào)節(jié)腸道菌群的組成及功能影響腸-腦軸。（@aluba）
感謝本期日報的創(chuàng)作者：Jack Chen，用戶984634657，aluba，湖人總冠軍，周夢情，九卿臣，劉永鑫-中科院-宏基因組
