发表期刊：Nature Microbiology
发表时间：2023
影响因子：28.3
DOI: 10.1038/s41564-023-01426-7
在过去的二十年里，人们对人类微生物组研究的兴趣呈指数级增长，同时伴随而来的一系列相关研究的文献发表数目也是逐年递升。当我们的大脑充斥着这些海量的研究结果时，很容易就忽略了一些问题，比如这些研究结论是否都是已经证实的，还是只是一些假设和猜测，但是在无数重复的实验操作和研究结果的强调中，久而久之我们的大脑可能就会误以为这就是既定事实，从而导致我们获得了很多错误的认知。最近，小编发现了一篇宝藏文献，该文献于2023年7月发表于《nature microbiology》，文献作者对于现在存在的一些微生物组的“神话”或误解，尤其是对一些非常细节的内容做出了明确的阐述。在我们研究微生物组过程中具有很重大的意义，小编选择了其中几个比较关注的问题，在这里跟大家进行分享。问题1：人体内的微生物群重量真的能达到1到2公斤？
关于人体内微生物群落的重量问题，有这样的说法“人类的微生物群重达1到2公斤。”这个问题在文献中经常被提到，但是却一直无从考证，当然，我们知道这个说法很大程度上一定不是真的。人体内微生物主要集中在结肠，这些微生物通常占不到粪便固体重量的一半，例如在对一项猝死受害者的小型研究中，人体粪便平均重量小于200g，结肠的总重量也只到83-421g之间，试问，微生物的重量如何能达到1-2公斤？即使是罕见的严重便秘患者的粪便结肠极其压实的情况外，人类微生物群的总重量更有可能小于500克。这个说法，一些研究表明10比1的神话可能源自于20世纪70年代进行的一项评估，这是“一项优雅的研究，但很可能从来没有料到会在随后的几十年中被广泛引用”。而更详细的计算结果表明，两者的比例更接近1：1，并且该比例会因人而异，并取决于宿主的身体大小和结肠中携带的粪便数量等因素。目前的计算结果，也主要基于对生活在城市化高收入国家环境中的成年人的观察。问题3：人体内的微生物是从出生就从母亲那里继承的？
针对这个问题，一些微生物确实从出生时会从母亲体内转移到婴儿体内，这一点无可否认。但是从婴儿成长到成人的这一过程，这些微生物是否有遗传性，甚至说继续转移给下一代，存在继承性的少之又少。事实上，大多数肠道微生物群多样性的扩张发生在出生后，在生命的最初几年，并且在断奶后增长最为显著（图1）。每个成年人最终都有一个独特的微生物群结构，即使是在同一个家庭中长大的同卵双胞胎，其肠道微生物群结构也不一样。因此，成年人体内的微生物群主要是由过去随机的环境暴露，以及多种因素（如饮食、抗生素疗法和宿主遗传学等）塑造的，而出生时从母亲处继承的微生物作用相对较小。图1 人类肠道微生物群的多样性在出生后的几年里急剧增加这个观念在高通量测序技术迅速发展的这些年来逐渐加深，因为大多数人类的微生物群都是“不可培养的”，所以必须通过高通量测序手段获得这类微生物的信息。然而，事实上，我们的微生物群中相当大比例的细菌和古细菌成分已经被培养出来了（病毒和真菌的代表性菌株培养仍然不足），早在20世纪70年代就有开创性的工作，建立了人类肠道微生物群中多种物种的可培养性。随着实验室的努力投入，更多的物种继续被分离培养。这表明，我们需要区分一个概念，即所指的“不可培养的”，并不代表这些微生物真的不能被培养出来，而是因为过去的技术能力限制而不能被培养出来。尽管培养无疑是劳动密集型的，有其自身的偏见，而且往往需要昂贵的专业设备和培养基，但培养微生物有明显的优势，比如可以进行机理实验、验证基因组预测，并将它们开发作为新的治疗方法。
虽然高通量测序的方法对微生物组研究具有变革性意义，但它们并不完美。偏差可能出现在测序研究的每一步，从样本收集和储存，到基于实验室的步骤，如DNA提取，再到选择用于分析数据的生物信息学管道和参考数据库。基于测序和基于培养的微生物群研究的比较表明，基于测序的方法无法检测到一些仅使用传统培养方法恢复的物种。因此，虽然现有的测序手段很强大，但是我们必须清楚的知道每一种技术方法固有的一些局限性，才能更好的对研究内容做出解释。
这一观点的产生，来源于一些对微生物功能的研究结果，尽管人类宏基因组的分类组成可以有很大差异，但功能基因预测谱仍然非常一致。我们认为，这至少在一定程度上是人为的，因为这些功能比较通常是在丢弃了大量没有映射到参考数据库的宏基因组数据之后进行的。与这些数据库相对应的大部分基因很可能来自共同的管家基因和/或特征良好的基因，这些基因存在于许多不同的细菌中，并且在参考数据库中也有相对较好的代表性。因此，这些比较分析不能准确地捕捉到专业的功能，或特征不太明确的功能。因此，实际的功能结果更加微妙。尽管许多不同的人类微生物群物种中具有重要的保守功能，如短链脂肪酸的生产，但仍有许多关键功能仅由相对少数的微生物群物种完成，例如草酸盐和抗性淀粉的降解。在没有关键物种的情况下，这些功能不一定会被微生物群中的其他成员完全取代。
微生物组领域是广泛的，还有许多其他有争议的话题，以上这些话题只是其中的一小部分。然而，其中许多方面的知识仍在不断发展，因此，该篇文献里主要关注那些作者认为有强有力的证据基础来拒绝“神话”和误解的概念。虽然上面的一些观点可能看起来微不足道，但作者认为，这些细节的准确性很重要。同时，作者希望，通过举例说明微生物组“神话”和误解的几个例子，可以引起人们对微生物组文献中过度简化和缺乏批判性评估的潜在问题的更多关注。Human microbiome myths and misconceptions. nature microbiology, 2023.
