张和平教授带领的研究团队首次发现中国人肠道“功能性核心类群”

一篇首次报道中国健康人群肠道菌群结构特征的论文于2月3日在线发表于微生物生态学领域的旗舰刊物《国际微生物生态学会会刊The ISME Journal》（IF 9.267）。

 

    健康人体的胃肠道内共生着数量庞大、种类繁多的微生物，它们所组成的菌群直接参与人体的营养吸收、能量平衡、免疫调节、胃肠道发育等等重要的生理活动，而失衡的菌群结构与肥胖、糖尿病等疾病息息相关。作为一个重要的微生态系统，肠道菌群与人体健康密不可分，被认为是人体后天获得的“第二基因组”。

    我国幅员辽阔，是一个多民族、饮食习惯多样的国家。我国人民的居住环境和生活方式等方面均与西方人群有较大差异。因此，占世界人口近1/5的中国人群的肠道菌群组成具有怎样的普遍特征？这些特征同地域、民族、饮食等因素具有怎样的联系？为了探索这些重要的科学问题，该项目的主持人，内蒙古农业大学长期从事乳酸菌资源开发与应用研究的张和平教授及其团队，会同江南大学陈卫教授团队以及上海交通大学生命科学技术学院、上海系统生物医学研究中心赵立平教授团队，历时3年，横跨我国9个省份和自治区的主要城市和乡村（黑龙江省、河南省、江苏省、四川省、云南省、内蒙古自治区、广西壮族自治区、新疆维吾尔自治区和西藏自治区），对来自汉族、白族、蒙古族、壮族、维吾尔族、哈萨克族和藏族7个民族的20个健康年轻人群（共计314例当地居民，年龄范围为18~35岁）的粪便样品运用二代高通量测序技术和多元统计方法分析他们的肠道菌群结构特征。

    这篇题为“生活方式、地域、民族各异的中国健康年轻人群的肠道菌群的功能性核心类群（A phylo-functional core of gut microbiota in healthy young Chinese cohorts across lifestyles, geography and ethnicities）”的论文指出，民族/地域以及城乡生活方式的差异均对中国健康年轻人群的肠道菌群总体结构具有显著影响，其中民族/地域对菌群结构的影响最大，蒙古族和藏族居民的菌群结构尤为独特。而城乡生活方式对菌群结构的影响相对较小，体现出一定的民族/地域特异性。研究人员认为，上述现象不仅与各民族人群的基因型、饮食谱等因素密切相关，亦与各地区的社会经济发展有着内在联系。

    值得指出的是，尽管菌群整体结构受上述多种因素的共同影响，研究人员依然观察到9个属的细菌为所有314例个体所共有，它们分别是来自厚壁菌门的Phascolarctobacterium、Roseburia、Blautia、Faecalibacterium、Clostridium、Subdoligranulum、Ruminococcus和Coprococcus属以及来自拟杆菌门的Bacteroides属。有意思的是，这9个属的细菌均具有在人体肠道内发酵产生短链脂肪酸（short-chain fatty acid，SCFA）的能力，而短链脂肪酸普遍被认为对维持人体健康具有多重重要作用，例如充当肠道上皮特殊营养和能量组分、保护肠道黏膜屏障、降低人体炎症水平和增强胃肠道运动机能等等。在健康年轻人体内观察到这9个属的细菌广泛存在，可能预示着它们在维持人体健康方面具有至关重要的作用，是潜在的有益生态系统服务提供者，因而被研究人员称为“肠道菌群的功能性核心类群（Phylo-functional core of gut microbiota）”。此外，在更精细的分类水平上，这9个属里面的不同种类的细菌依然体现出与民族/地域以及生活方式相关的组成差异。研究人员据此推断，这一“肠道菌群的功能性核心类群”可能由于其对健康的重要贡献而广泛定植于健康人体肠道中，但是受各种内在和外在因素的影响，其精细组成则与宿主共同进化演变。

    这项研究作为国际上少见的大规模跨民族、地域和生活方式的人群研究，不仅展示了我国人群肠道菌群的独特特征，更是首次明确提出了“肠道菌群的功能性核心类群”的概念。长期专注于肠道菌群与代谢性疾病研究，2014年２月被遴选为美国微生物科学院院士的赵立平教授认为，这一概念的提出将为进一步阐明肠道菌群结构组成、功能乃至与人体健康间的相互关系提供新的思路，是相关研究领域的重要进展，也为多种由肠道菌群参与的疾病的诊断和治疗提供了健康菌群参照标准。