基于CiteSpace可视化分析生命早期肠道菌群领域研究现状和发展趋势

探讨近10年生命早期肠道菌群领域的研究现状和发展趋势,梳理知识结构,以期为今后的研究提供参考资料。

检索2012—2022年中国知网、维普、万方和Web of Science数据库中的相关文献,通过CiteSpace软件进行知识图谱的构建和可视化呈现。

2012—2022年该领域的发文量总体呈上升趋势。关键词分析表明菌群的组成与功能、菌群的发育与演化、菌群与宿主的相互作用,以及婴幼儿食品的研发生产等是现阶段研究的热点方向;16S rRNA基因测序、宏基因组测序以及代谢组学等是现在热门的研究方法。

该领域研究的重点正逐渐从菌群组成向菌群功能转变;多组学方法的整合逐渐成为新的研究趋势。

     

近20年阴道菌群的知识结构和发展趋势——基于CiteSpace的文献计量分析

分析阴道菌群研究动态与热点,为其相关研究提供更全面的视角。

以Web of Science为来源数据库,运用CiteSpace.6.1.R2软件绘制文献的作者、机构、国家合作网络图谱以及关键词共现、聚类、突现图谱并进行分析。

共纳入文献4 624篇;美国和华盛顿大学分别是最高产的国家和机构。关键词聚类形成10大板块;获得20个引用爆发的关键词。

阴道菌群的研究热点集中在微生物特征和研究、对疾病的影响及菌群失调的诊治三大方面;阴道菌群与人乳头瘤病毒感染、艾滋病病毒感染及肠道菌群的相互关系在一定时期内为研究前沿。

     

基于VOSviewer的肝硬化肠道微生态研究的可视化分析——

分析肝硬化肠道微生态的研究现状、热点及前沿趋势。

检索Web of Science（WOS）核心数据库建库至2020年12月31日的肝硬化肠道微生态研究的英文文章。通过文献计量分析软件VOSviewer分析发文国家、机构、作者和本研究领域的热点和前沿方向。

共检索到848篇文章。美国的Virginia Commonwealth University是肝硬化肠道微生态相关文章发表最多的机构。国外学者Bajaj JS在该领域发文量最高。肝硬化肠道微生态相关研究在《Hepatology》上的发表数量最多,为48篇。研究热点可概括为肝性脑病、代谢性肝病、菌群失衡与炎症感染等。

通过对肝硬化肠道微生态研究热点和新兴趋势进行可视化分析,为肝硬化肠道微生态的研究人员及研究单位提供了研究方向及潜在合作可能。

     

基于Web of Science的生酮饮食与肠道菌群研究文献计量学分析

基于Web of Science数据库分析生酮饮食与肠道菌群研究的相关文献,明确研究热点与趋势,为日后相关研究提供参考。

通过对Web of Science核心数据库进行主题词字段检索,于2022年10月23日完成检索,应用文献计量学方法与CiteSpace软件,对机构、期刊、共被引及关键词等文献特征进行统计学分析。

共获得有效文献186篇,发文总量较低,但呈不断增长的趋势;发文量多及影响力高的国家、机构多分布于美国、意大利、中国等;期刊与高被引文献的研究方向重点涉及营养学和癫痫研究;研究热点逐渐由生酮饮食影响肠道菌群组成与患者临床特征变化转变为分析相关机制及临床干预研究;研究趋势为抗生素、双盲试验、难治性癫痫。

近年来,国内外学者对生酮饮食与肠道菌群的关注度明显提高,已形成小范围的机构合作团队。研究热点与前沿对未来生酮饮食与肠道菌群研究的新方式、新思路具有导向价值,我国仍需加强对该方向的研究。

     

规定饮食条件下不同性别和年龄恒河猴的肠道菌群差异探讨

探讨规范统一的饮食在不受饮食因素干扰前提下不同性别和年龄恒河猴肠道菌群的差异。

将38只恒河猴按性别和年龄分为6组,规定饮食喂养3个月,收集粪便标本,应用16S rRNA测序和生物信息学分析探讨不同性别和年龄恒河猴肠道菌群的差异。

雄性和雌性恒河猴肠道菌群多样性无显著差异,但雌性群体中Epsilonproteobacteria和Helicobacter macacae的丰度显著增加。成年和老年恒河猴肠道菌群的多样性均显著高于幼年,Rikenellaceae、Christensenellaceae和Prevotella的丰度在老年群体中显著增加。

恒河猴的肠道菌群受性别和年龄的影响,尤其是与代谢和精神疾病相关的Rikenellaceae、Christensenellaceae和Prevotella在老龄恒河猴肠道菌群丰度更高。这些特定肠道菌群在不同性别和不同生命阶段调节机体生理或行为过程中的功能有待进一步研究。

     

人体肠道菌群对二甲基亚砜的体外降解作用——

通过二甲基亚砜（DMSO）与肠道菌群相互作用机制的研究,为DMSO的降解及其在药物研究中的应用提供肠道菌群方面的理论依据。

采用分批发酵、气相色谱、气质联用和高通量测序技术研究DMSO的降解量与肠道菌群结构间的关系。

发酵液中主要检测到甲硫醚、二甲基砜、二甲基二硫醚及甲基硫代磺酸甲酯等DMSO相关代谢产物;与其他他汀相比,生理浓度氟伐他汀组菌群的DMSO降解效果最佳,可能与Proteobacteria及Solobacterium和Escherichia-Shigella等菌群的相对丰度增加有关。不同肠道菌群产二甲基硫醚（DMS）水平差异明显,DMS分解可能与硫代谢途径相关,涉及的微生物主要是Desulfovibrio。

人体肠道菌群可降解DMSO,其降解效率可能与Escherichia-Shigella的相对丰度有关,降解产物对人体肠道菌群结构无影响。

     

大气细颗粒物影响小鼠上、下呼吸道菌群结构

探讨影响人类健康的大气细颗粒物干扰小鼠上呼吸道和下呼吸道菌群定植及可能机制。

建立大气细颗粒物暴露的小鼠模型。BALB/c小鼠随机分为PM2.5暴露组和对照组, 每组10只。收集上呼吸道和下呼吸道灌洗液进行菌群测序分析, 并进行肺组织HE染色, 观察肺组织形态改变情况。

大气细颗粒物暴露小鼠, 破坏肺组织气血屏障结构。16S rRNA测序证实了上、下呼吸道微生态的组成因大气细颗粒物暴露而发生改变。明确了与细颗粒物暴露组相比较, 对照组的噬几丁质菌定植的丰度较高。

大气细颗粒物影响小鼠上、下呼吸道的微生态结构。研究发现的差异菌群改变将会成为新的肺损伤治疗的潜在菌群。

     

孕晚期女性阴道菌群与妊娠结局的相关性

分析不同妊娠结局女性孕晚期阴道菌群,探索阴道菌群变化与妊娠结局的相关性。

收集厦门市第五医院收治的妊娠期女性阴道分泌物,筛选排除后,纳入不良妊娠组14例,正常妊娠组17例。采用高通量测序法对阴道菌群16S rDNA V3−V4区进行测序;采用QIIME2软件分析阴道菌群的组成和多样性指标;采用PCoA主坐标分析菌群β多样性差异;采用LEfSe比较不同妊娠结局女性阴道微生物差异,获得具有统计学意义的菌群标志物,并对差异菌群做相关性分析。

在菌群组成方面,厚壁菌门、乳杆菌属比例在正常妊娠组中显著增加,放线菌门、双歧杆菌属比例在不良妊娠组中显著升高（均P＜0.05）。在多样性方面,两组的α多样性差异无统计学意义（P＞0.05）,正常妊娠组β多样性较高,不良妊娠组的菌群相似度较高（均P＜0.05）。LEfSe分析结果显示,正常妊娠组阴道乳杆菌属丰度显著升高,不良妊娠组加德纳菌属、双歧杆菌属和梭菌目丰度显著增加。相关性分析表明,乳杆菌目与梭菌目比例呈负相关。

与正常妊娠组相比,不良妊娠组女性阴道菌群存在多样性下降、乳杆菌丰度下降的趋势,同时双歧杆菌、加德纳菌、梭菌等厌氧菌丰度增加。

     

B族链球菌感染及微量元素营养干预对产妇阴道微生态的影响

分析产妇阴道微生态失衡的发生情况和B族链球菌（GBS）感染及营养相关因素在正常与微生态失衡产妇中的差异,同时检验不同干预的效果。

选取2020年1月—2021年6月本院就诊的105例产妇作为研究对象,采用随机数字表法将其分为观察组（51例）和对照组（54例）。对照组患者接受常规医疗照护干预,观察组在对照组基础上接受个体化营养干预（视产妇具体血清微量元素水平情况）,比较两组产妇阴道菌群分布、GBS感染、血清微量元素分布和新生儿情况。

全部受试对象阴道内优势菌群前5位依次是菌群抑制无优势菌、非典型乳杆菌类革兰阳性杆菌、革兰阳性短杆菌、革兰阳性大杆菌、革兰阳性球菌。阴道微生态指标检测结果显示,阴道微生态失衡产妇共49例,阴道微生态正常产妇共56例。阴道微生态失衡产妇的GBS感染率更高（30.61% vs 5.36%）,且微量元素锌和硒缺乏情况更为严重（P＜0.05）。营养干预后,观察组阴道菌群的分布异常情况改善优于对照组,且菌群多样性正常比例、锌和维生素D水平高于对照组,而GBS感染率低于对照组（P＜0.05）。

GBS感染可加重产妇阴道微生态紊乱,增加不良妊娠结局发生风险,而营养相关干预能够减低GBS感染率并提高微量元素的血清水平,有利于产妇健康,值得临床推广。

     

呼吸窘迫综合征新生儿肠道菌群的改变

探究呼吸窘迫综合征新生儿肠道菌群的改变,为该类患儿的治疗提供参考。

选取我院2020年4月至2022年4月收治的83例呼吸窘迫综合征新生儿作为试验组,另选我院同期健康新生儿83例作为对照组,收集两组对象粪便标本。对比两组对象肠道菌群的变化情况。

与对照组相比,试验组患儿肠道菌群Chaol指数和Shannon指数显著降低,Ace指数显著升高,差异均有统计学意义（均P＜0.05）。两组对象肠道厚壁菌门、变形菌门、链球菌属相对丰度对比差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

呼吸窘迫综合征新生儿肠道菌群改变较大。

     

2020微生物组测序与分析专题序言

微生物是人体、动植物、土壤、沉积物、水体、空气等生境中最重要的生命体。对这些生境中微生物的分析已经成为一项基础的研究技术。微生物组测序与分析作为近年来快速发展的技术,已经在人类健康、环境污染治理、食品工业以及农牧业等领域得到了广泛应用。为了梳理和总结微生物组测序与分析技术的现状、发展状况和应用前景,本专题收录了16篇本领域的论文,分别从样本保存和处理、单菌基因组测序与分析、特殊生境中的微生物组特征分析、微生物组相关数据库和算法以及微生物组测序与分析专家共识等方面,详细介绍了微生物组测序与分析领域的发展态势,为推动我国微生物组测序与分析产业和科研的快速发展、促进微生物组相关产业的良性发展提供必要的参考。     

阴道微生物组：种群特征与疾病干预治疗

高通量测序技术的发展显著加快了对人类微生物组的理解。将人体微生物组与疾病关联,力求阐明疾病的发生进程,是推进个性化精准医疗的重要研究方向。近年来,栖居于女性阴道的微生物菌群日益受到关注,发现其生态失调与疾病发生、演变密不可分。文中综述了阴道微生物组与生殖道疾病发生、进展和治疗的最新进展,同时对阴道微生物组培养组、益生菌工程化改造以及合成菌群在阴道微生物组学研究以及疾病干预与治疗方面的前景进行了展望。     

人类微生物组产业发展态势及建议

近年来,各国政府、高校、企业和公众高度关注人类微生物组与健康研究,旨在全面系统地解析微生物组的结构和功能,以及生理调控机制,为解决健康问题提供新思路,相关研究带动了人类微生物组行业内益生菌、益生元类保健食品和膳食补充剂、粪菌移植产业的发展,也催生了微生物组检测及健康指导、微生态药物产业的崛起。通过梳理全球人类微生物组产业现状,分析相关产业发展面临的主要瓶颈及未来发展方向,并针对中国人类微生物组产业提出了具体的发展建议。     

Multi-omics data integration reveals metabolome as the top predictor of the cervicovaginal microenvironment

Emerging evidence suggests that host-microbe interaction in the cervicovaginal microenvironment contributes to cervical carcinogenesis, yet dissecting these complex interactions is challenging. Herein, we performed an integrated analysis of multiple “omics” datasets to develop predictive models of the cervicovaginal microenvironment and identify characteristic features of vaginal microbiome, genital inflammation and disease status. Microbiomes, vaginal pH, immunoproteomes and metabolomes were measured in cervicovaginal specimens collected from a cohort (n = 72) of Arizonan women with or without cervical neoplasm. Multi-omics integration methods, including neural networks (mmvec) and Random Forest supervised learning, were utilized to explore potential interactions and develop predictive models. Our integrated analyses revealed that immune and cancer biomarker concentrations were reliably predicted by Random Forest regressors trained on microbial and metabolic features, suggesting close correspondence between the vaginal microbiome, metabolome, and genital inflammation involved in cervical carcinogenesis. Furthermore, we show that features of the microbiome and host microenvironment, including metabolites, microbial taxa, and immune biomarkers are predictive of genital inflammation status, but only weakly to moderately predictive of cervical neoplastic disease status. Different feature classes were important for prediction of different phenotypes. Lipids (e.g. sphingolipids and long-chain unsaturated fatty acids) were strong predictors of genital inflammation, whereas predictions of vaginal microbiota and vaginal pH relied mostly on alterations in amino acid metabolism. Finally, we identified key immune biomarkers associated with the vaginal microbiota composition and vaginal pH (MIF), as well as genital inflammation (IL-6, IL-10, MIP-1α).     

核心微生物组的研究及利用现状

随着分子生物学和生物信息学的飞速发展,新一代测序技术可以轻松地检测不同样本中复杂的微生物分类单元。面对这些复杂而大量的微生物组数据带来的分析挑战,利用核心微生物组的方法来描述和分析样本中的核心微生物组和关键种是近年来新的研究热点,这些结果将揭示与宿主健康、生长和生产等密切相关的微生物种类,有助于深入认识微生物与宿主间的相互关系,深刻理解微生物对宿主的影响作用,更好地理解微生物组在自然生态系统中的功能。本文阐述了核心微生物组的定义、研究方法、与动植物的关系等方面的研究及利用现状,为更好地利用核心微生物组解决环境、人类健康和农业生产问题提供思路。     

活体生物药：生物技术推动的创新药研发前沿

随着微生物组学研究的深入,越来越多的研究证据显示微生物与人体的健康密切相关。20世纪,人们发现了益生菌,并将其作为有健康功效的食品或膳食补充剂使用。21世纪以来,随着人体微生物组学、DNA合成与测序,以及基因编辑等技术的飞速发展,微生物在人体健康方面展示出更为广阔的应用前景。近年来,在新药研发上,提出了“下一代益生菌”的概念,将微生物作为“活体生物药(live biotherapeutic products,LBP)”进行研究和开发。简单地说,LBP是活菌药物,可以用于预防或治疗人类的某些疾病和适应症。LBP因其独特的优势,成为了新药研发领域的前沿方向,具有十分广阔的发展前景。本文着重从生物技术角度介绍LBP的类型和研究进展,并总结了LBP开发所面临的挑战以及对未来的展望,以期为LBP技术的发展与产品开发提供参考。     

肠道菌群与结核病之间相关性的研究进展

随着新一代测序技术的发展,肠道菌群成为生物学研究领域的一大热点,特别是肠道菌群与人体各种疾病之间的关系受到广泛关注。目前已有研究发现结核分枝杆菌感染会引起肠道菌群改变,而肠道菌群失调也会增加机体对结核分枝杆菌的易感性,两者通过机体免疫反应、菌群代谢产物等因素相互影响。本文就肠道菌群与结核病的关系、肠道菌群与结核病相互影响的可能机制、抗结核治疗对肠道菌群的影响等方面的相关研究进行综述。     

Nasonia–microbiome associations: a model for evolutionary hologenomics research

In recent years, with the development of microbial research technologies, microbiota research has received widespread attention. The parasitoid wasp genus Nasonia is a good model organism for studying insect behavior, development, evolutionary genetics, speciation, and symbiosis. This review describes key advances and progress in the field of the Nasonia–microbiome interactions. We provide an overview of the advantages of Nasonia as a model organism for microbiome studies, list research methods to study the Nasonia microbiome, and discuss recent discoveries in Nasonia microbiome research. This summary of the complexities of Nasonia–microbiome relationships will help to contribute to a better understanding of the interactions between animals and their microbiomes and establish a clear research direction for Nasonia–microbiome interactions in the future.     

肠道菌群与肾脏疾病相关性研究进展

人体是一个有机的整体,不同系统之间存在着相互影响。近年来,随着科学的不断发展,肠道菌群与人体健康的关系也逐渐受到重视。肠道菌群虽然居住于肠道,但其作用已经不仅仅局限于消化系统。通过对人体代谢和免疫功能的影响,肠道菌群对人体产生的作用是全身性的。肾脏是体内代谢产物排泄的主要器官,也是免疫复合物沉积的重要部位。因此,肠道菌群在肾脏疾病发展和治疗中都起着至关重要的作用。现如今,两者的关系已经成为科学研究的热点话题。本文总结了近5年的文献,从中西医的角度,针对肠道菌群与肾脏疾病之间的相互关系作一综述。     

国家自然科学基金资助微生物组研究的现状与效果分析*

国家自然科学基金项目对科学研究具有扶持、引导作用,其资助和成果情况可在一定程度上反映出我国前沿科技领域的研究重点和发展趋势。选取2010—2021年国家自然科学基金资助微生物组基础研究情况为分析对象,对资助年度、资助金额、资助类别、资助单位、项目成果等内容进行统计分析,反映国家自然科学基金资助微生物组基础研究的现状、特点以及资助效果,为微生物组相关领域的研究和管理人员提供参考和支撑。