抗生素耐药性的多重风险因子及针对性管控策略

抗生素耐药性已经对人类社会造成了重大影响,需要采取切实有效的管控措施,本文将针对耐药性研究领域的新视角,回顾了亟需重视的抗生素耐药性多重风险因素,包括非致病菌、食源和肠道菌群、粪便菌群、废水处理、用药途径和生物膜等,强调了口服抗生素的危害。通过总结针对性的耐药和疾病防控策略,为有效应对抗生素耐药性危机提供新思路。     

昆虫肠道微生物的多样性、功能及应用

昆虫肠道微生物种类繁多、数量巨大,在与宿主长期的协同进化过程中,不仅形成极为多样的种群结构,也进化出多样的生物学功能,对宿主的营养、生理、发育、防御、抗逆等方面都产生显著影响。近年来,越来越多的昆虫肠道微生物的多样性和生物学特性被揭示,具有农业、能源和环保价值的众多微生物种类和活性基因得到了开发,展现出巨大的应用潜力。本文将从昆虫肠道微生物的多样性、生物学功能、应用三个方面对近年来的研究进展进行总结,并进行展望。     

人体肠道4 644株代表菌次级代谢产物生物合成基因簇挖掘与耐药及毒力基因分析

为了更好地从肠道微生物组中挖掘新的次级代谢产物、了解肠道微生物组编码的抗生素耐药基因和毒力因子情况,本研究基于4 644株人体肠道微生物代表菌的基因组序列,对其编码的次级代谢产物基因簇、抗生素耐药基因和毒力因子进行了预测分析。经antiSMASH预测分析发现,超过60%的代表菌编码至少1个次级代谢产物基因簇,并从8个未可培养菌中发现了8个潜在的新颖次级代谢产物基因簇。人体肠道中的次级代谢产物主要由梭菌纲（Clostridia）、芽孢杆菌纲（Bacilli）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、拟杆菌纲（Bacteroidia）、放线菌纲（Actinobacteria）和厚壁菌纲（Negativicutes）6类细菌编码的非核糖体多肽合成酶（nonribosomal peptide synthetase,NRPS）、细菌素、芳基多烯类化合物、萜烯、β-丙内酯、NRPS-样蛋白组成。经PathoFact预测分析发现,抗生素耐药基因和毒力因子在代表性菌株中分布广泛,但潜在病原菌编码频率更高。潜在病原菌中编码外膜蛋白、PapC N-端结构域、PapC C-端结构域、肽酶M16失活结构域等分泌型毒素和硝基还原酶家族、AcrB/AcrD/AcrF家族、PLD-样结构域、Cupin结构域、假定溶血素、S24-样肽酶、磷酸转移酶家族、内切核酸酶/外切核酸酶/磷酸酶家族、乙二醛酶/博莱霉素抗性等非分泌型毒素的频率较高。该研究将为进一步从肠道微生物组中挖掘新的微生物天然产物、了解肠道微生物的定殖与感染机制,为肠道微生物相关疾病提供靶向防治策略等奠定基础。     

肠道微生物对肥胖影响

肠道微生物是哺乳动物最密集的微生物群落,也是最多样化的微生物群落之一。随着宏基因组学的不断发展,肠道微生物成为热门的研究领域。肠道微生物具有保护和代谢等功能,在胰岛素抵抗和肥胖等疾病中发挥重要作用。本文介绍了肠道微生物及其代谢物通过调节食欲、神经递质合成分泌、炎性反应进而调节肥胖,探讨了肠道微生物的影响因素,展望了肠道微生物对治疗人类肥胖的应用前景。     

肥胖相关的肠道微生物群落结构动力学与功能解析研究

肥胖及相关的慢性代谢性疾病近年来已经成为威胁全球的公共健康问题。越来越多的证据表明,在宿主的营养、免疫和代谢中有不可替代的作用的肠道菌群不仅可以通过调节宿主脂肪吸收存储相关的基因,影响后者的能量平衡,更重要的是其结构失调导致宿主循环系统中内毒素增加,诱发慢性、低水平炎症,导致肥胖和胰岛素抵抗。运用微生物分子生态学、元基因组学和代谢组学的方法,揭示与代谢性疾病相关的菌群结构失调,并鉴定出相关的特定细菌类群及其功能,使得通过以菌群为靶点的营养干预手段防止慢性代谢性疾病成为可能,将带来代谢性疾病预防和控制策略的革命性的变化。     

Gilliamella intestini sp. nov., Gilliamella bombicola sp. nov., Gilliamella bombi sp. nov. and Gilliamella mensalis sp. nov.: Four novel Gilliamella species isolated from the bumblebee gut

Spectra of five isolates (LMG 28358^T, LMG 29879^T, LMG 29880^T, LMG 28359^T and R-53705) obtained from gut samples of wild bumblebees of Bombus pascuorum, Bombus lapidarius and Bombus terrestris were grouped into four MALDI-TOF MS clusters. RAPD analysis revealed an identical DNA fingerprint for LMG 28359^T and R-53705 which also grouped in the same MALDI-TOF MS cluster, while different DNA fingerprints were obtained for the other isolates.Comparative 16S rRNA gene sequence analysis of the four different strains identified Gilliamella apicola NCIMB 14804^T as nearest neighbour species. Average nucleotide identity values of draft genome sequences of the four isolates and of G. apicola NCIMB 14804^T were below the 96% threshold value for species delineation and all four strains and G. apicola NCIMB 14804^T were phenotypically distinct. Together, the draft genome sequences and phylogenetic and phenotypic data indicate that the four strains represent four novel Gilliamella species for which we propose the names Gilliamella intestini sp. nov., with LMG 28358^T as the type strain, Gilliamella bombicola sp. nov., with LMG 28359^T as the type strain, Gilliamella bombi sp. nov., with LMG 29879^T as the type strain and Gilliamella mensalis sp. nov., with LMG 29880^T as the type strain.     

Impact of the factors shaping gut microbiota on obesity

Obesity is considered as a risk factor for chronic health diseases such as heart diseases, cancer and diabetes 2. Reduced physical activities, lifestyle, poor nutritional diet and genetics are among the risk factors associated with the development of obesity. In recent years, several studies have explored the link between the gut microbiome and the progression of diseases including obesity, with the shift in microbiome abundance and composition being the main focus. The alteration of gut microbiome composition affects both nutrients metabolism and specific gene expressions, thereby disturbing body physiology. Specifically, the abundance of fibre-metabolizing microbes is associated with weight loss and that of protein and fat-metabolizing bacteria with weight gain. Various internal and external factors such as genetics, maternal obesity, mode of delivery, breastfeeding, nutrition, antibiotic use and the chemical compounds present in the environment are known to interfere with the richness of the gut microbiota (GM), thus influencing weight gain/loss and ultimately the development of obesity. However, the effectiveness of each factor in potentiating the shift in microbes’ abundance to result in significant changes that can lead to obesity is not yet clear. In this review, we will highlight the factors involved in shaping GM, their influence on obesity and possible interventions. Understanding the influence of these factors on the diversity of the GM and how to improve their effectiveness on disease conditions could be keys in the treatment of metabolic diseases.     

肠道微生物与线粒体之间的互作

肠道微生物与肠道细胞线粒体功能之间的关系十分密切。一方面,肠道微生物可直接或通过短链脂肪酸、硫化氢和一氧化氮等代谢产物间接影响与线粒体相关的能量代谢过程,调节线粒体活性氧的产生,调控线粒体甚至整个机体的免疫反应。另一方面,肠道细胞线粒体功能紊乱和基因组的遗传变异也会影响肠道微生物的组成和功能。本文主要介绍了肠道微生物和线粒体之间的互作关系的最新研究进展,为靶向作用于肠道菌群和线粒体以调节肠道健康提供理论依据。     

Determining the antibiotic resistance potential of the indigenous oral microbiota of humans using a metagenomic approach

Studies of the prevalence and identity of genes encoding resistance to antibiotics in a microbial community are usually carried out on only the cultivable members of the community. However, it is possible to include the as-yet-uncultivable organisms present by adopting a metagenomic approach to such studies. In this investigation, four metagenomic libraries of the oral microbiota were prepared from three groups of 20 adult humans and screened for antibiotic-resistant clones. Clones resistant to tetracycline and amoxycillin were present in all four libraries while gentamicin-resistant clones were found in three of the libraries. The genes encoding tetracycline resistance in the clones were identified and found to be tet(M), tet(O), tet(Q), tet(W), tet37 and tet(A). However, only the first three of these were detected in all three groups of individuals investigated.     

一对紫绀型先天性心脏病患儿肠道菌群动态变化及阴沟肠杆菌耐药性研究

[目的]观察一对紫绀型先天性心脏病双胞胎新生儿在接受手术及抗生素治疗前后的肠道菌群的动态变化,探究患儿肠道内阴沟肠杆菌在治疗期间耐药性如何发生改变。[方法]通过采集患儿在不同治疗阶段的粪便样本,进行培养组学和16S rRNA基因测序分析。同时,从双胞胎哥哥不同治疗阶段的粪便样本中分离得到10株阴沟肠杆菌进行体外药敏试验。[结果]培养组学结果显示使用抗生素导致术前粪便样本丰富度降低,仅可分离获得肠球菌属、不动杆菌属和肠杆菌属;长期医院环境暴露后,能分离出多种条件致病菌属,包括肠杆菌属、克雷伯菌属、不动杆菌属和假单胞菌属;母乳喂养4个月后,粪便菌群丰富度增加、构成发生改变,可分离获得乳杆菌属和双歧杆菌属等有益细菌。16S rRNA基因测序结果显示,在多种因素影响下不同治疗时间点α多样性指数和相对丰度最高的菌属不同。细菌耐药实验结果显示,治疗期间阴沟肠杆菌对哌拉西林逐渐产生耐药性。[结论]接受抗生素治疗、院内环境暴露和母乳喂养共同影响患儿治疗和康复期间的肠道菌群组成;在不同治疗阶段仅使用一种抗生素,也会导致阴沟肠杆菌对不同药物的耐药性发生改变。     

用于蜜蜂和熊蜂肠道微生物分类的细菌16S rRNA数据库优化

蜜蜂和熊蜂是重要的传粉昆虫, 对农业生产及生态平衡的维持具有重要作用。近年来, 研究发现蜜蜂及熊蜂肠道内含有大量微生物, 其组成简单、特异。正常的肠道微生物群落对蜜蜂的生长、激素调节、致病菌抵抗等具有重要作用。随着高通量测序的发展, 研究者们也可快速获得传粉蜂肠道微生物组成, 这给生物多样性和物种保护及蜂类健康等的研究带来了便捷。但是由于蜜蜂和熊蜂肠道微生物群落均由特殊菌种组成, 目前的细菌16S rRNA数据库无法对其进行准确的分类, 并且部分东方蜜蜂(Apis cerana)特有的肠道微生物菌种缺乏16S rRNA序列信息。本文从来源于5个不同省份的东方蜜蜂肠道中分离得到在东方蜜蜂中普遍含有的Apibacter菌属纯菌, 获取其全长16S rRNA序列, 并对目前蜜蜂和熊蜂肠道的5个核心菌种的分类进行了综述, 对其分类和命名进行了修正。根据蜜蜂肠道微生物的明确分类, 在目前常用的SILVA细菌分类数据库基础之上对其进行了命名及分类优化, 并加入东方蜜蜂中普遍含有的Apibacter序列, 从而获得了优化数据库Bee Gut Microbiota-Database (BGM-Db)。通过1组东方蜜峰及1组西方蜜蜂(Apis mellifera)的肠道菌群高通量测序结果, 分析不同数据库的表现, 我们发现相比于SILVA和Ribosomal Database Project (RDP), BGM-Db对蜜蜂肠道16S rRNA高通量测序短序列实现了菌种级别的分类, 分辨率更高。     

东太平洋赤道海域茎柔鱼的营养生态位和肠道微生物组成

掌握海洋生物的营养生态位特征及其应对环境变化的响应机制,对于评估渔业和气候变化对海洋生态系统功能的影响至关重要.茎柔鱼(Dosidicus gigas)是东太平洋重要的渔业经济物种,在生态系统中具有承上启下的重要生态作用.在气候变化的大背景下,掌握茎柔鱼应对气候变化的响应过程将有利于合理把控其资源状况.本研究采用稳定同...     

三种跳虫肠道菌群的多样性分析及功能预测

【目的】跳虫在土壤生态系统中发挥着重要的作用。本研究旨在调查Sinella(Coecobrya)oligoseta,Proisotoma minuta和Tomocerus missus 3种跳虫肠道菌群的结构和多样性以及潜在功能。【方法】采用16S rDNA扩增子测序法对以上3种跳虫成虫肠道内容物中的菌群进行分析和比较;应用Tax4Fun法对其肠道菌群基因进行功能预测。【结果】3种跳虫中成虫肠道菌群多样性最高的是T.missus,最低的是S.(C.)oligoseta。在门水平上3种跳虫成虫肠道中最主要的菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),放线菌门(Actinobacteria)也具有较高的丰度;在属水平上S.(C.)oligoseta肠道中假单胞菌属Pseudomonas的丰度(16.21%)明显高于P.minuta和T.missus肠道中的丰度(分别为0.87%和1.37%);P.minuta肠道中弧菌属Vibrio的丰度(25.81%)明显高于S.(C.)oligoseta和T.missus肠...     

中国人群肠道微生物鸟枪法宏基因组测序研究进展

肠道微生物与人类健康的相关性研究仍然是当前生命科学研究领域的前沿热点之一。不依赖培养的16Sr RNA基因高通量测序是当前的主要研究手段。但随着测序成本的降低和数据分析方法的日渐成熟,宏基因组鸟枪法测序因具有信息量更大、更全等优势,将逐渐成为今后一段时间内研究肠道微生物组的重要手段。美国在人类微生物组计划的资助下,对30 805份样品进行了肠道微生物宏基因测序分析。通过NCBI Pub Med和SRA数据库检索,共发现72项研究收集了约10000份中国人的肠道样品用于宏基因组测序。但到目前为止,仅56项研究进行了公开发表,其中与代谢性疾病相关的文献16篇,与感染和免疫性疾病相关的文献16篇,与心脑血管疾病相关的文献12篇。由于采样地点以北京、广州、上海等大城市为主,测序平台和测序分析方法均存在较大差异,且大部分研究仍以相关性分析为主,相关研究成果在临床疾病诊疗中所发挥的作用仍非常有限。规范采样方法、标准化测序平台和数据分析流程,开展多中心平行研究将有助于数据整合和比较分析。同时,结合使用转录组、蛋白质组和培养组学等多组学方法开展功能验证和分子作用机制研究,将有利于更好地将肠道微生物研究...     

Val-Val-Tyr-Pro protects against non-alcoholic steatohepatitis in mice by modulating the gut microbiota and gut-liver axis activation

Val-Val-Tyr-Pro (VVYP) peptide is one of the main active components of Globin digest (GD). Our previous studies indicated that VVYP could protect against acetaminophen and carbon tetrachloride-induced acute liver failure in mice and decrease blood lipid level. However, the effects and underlying mechanisms of VVYP in the treatment of non-alcoholic steatohepatitis (NASH) have not been discovered. Our present study was designed to investigate the preventive effect of VVYP on NASH and its underlying specific mechanisms. We found that VVYP inhibited the cytotoxicity and lipid accumulation in L-02 cells that were exposed to a mixture of free fatty acid (FFA). VVYP effectively alleviated the liver injury induced by methionine-choline-deficient (MCD) diet, demonstrated by reducing the levels of serum alanine aminotransferase (ALT)/aspartate aminotransferase (AST)/triglycerides (TG)/non-esterified fatty acids (NEFA) and improving liver histology. VVYP decreased expression levels of lipid synthesis-related genes and reduced levels of the proinflammation cytokines in the liver of mice fed by MCD diet. Moreover, VVYP inhibited the increased level of LPS and reversed the liver mitochondria dysfunction induced by MCD diet. Meanwhile, VVYP significantly increased the abundance of beneficial bacteria such as Eubacteriaceae, coriobacteriacease, Desulfovibrionaceae, S24-7 and Bacteroidia in high-fat diet (HFD)-fed mice, however, VVYP reduced the abundance of Lactobacillus. Moreover, VVYP conferred the protective effect of intestinal barrier via promoting the expression of the mucins and tight junction (TJ)-associated genes and inhibited subsequent liver inflammatory responses. These results indicated that the protective role of VVYP on NASH is mediated by modulating gut microbiota imbalance and related gut-liver axis activation. VVYP might be a promising drug candidate for NASH.     

肠道微生物菌群对脑及行为的影响

肠道微生物菌群组成的变化对正常生理的影响及其在疾病中的作用逐渐成为研究热点。肠道微生物菌群通过脑肠轴影响宿主生理学的各个方面,包括脑-肠交流、脑功能甚至行为。对无菌动物、被致病细菌感染的、使用益生菌或用抗生素药物的动物研究表明,肠道微生物菌群可以调节宿主焦虑样症状及行为。研究表明对肠道微生物菌群的调节可能是治疗复杂中枢神经系统失调症的新策略。     

肠道菌群与溃疡性结肠炎相关性研究的文献计量及可视化分析

【背景】肠道菌群是溃疡性结肠炎发病的重要影响因素,一直是研究者关注的焦点。【目的】全面分析近20年肠道菌群与溃疡性结肠炎相关性研究的前沿热点和发展趋势,为今后研究提供参考。【方法】从WoSCC检索2000-2020年的文献,并使用VOSviewer 1.6.17、CiteSpace 5.8.R1和在线文献计量分析平台进行分析。【结果】共获得3 146篇出版物。每年的出版物数量和被引用的频率均呈上升趋势。美国在出版物产出、H指数和国际合作方面显示出一定的优势。最有影响力的研究机构和学者分别是美国的哈佛大学和Xavier RJ。期刊共被引分析显示,胃肠道领域的高分专业期刊Gastroenterology位居第一。关键词共现中的“expression”“probiotics”及“Escherichia coli”成为研究的热点。关键词突发检测发现“dysbiosis”“microbiome”和“fecal microbiota transplantation”是最新的研究前沿。【结论】本研究从最新的文献计量学角度分析了肠道菌群与溃疡性结肠炎关系的研究现状和发展趋势,其结果可能有助于研究人员选择合适的期刊和合作者,促进对该领域研究热点和前沿进行更深入的探索。     

肠道微生物群与脱发的相关性研究进展

随着年轻人群脱发比例的逐年增加,头发健康问题日益受到关注。脱发会影响人们的生活质量,并对心理和社交生活产生巨大影响。近年来,对肠道微生物群的生理功能性研究已不再仅仅局限于胃肠道。研究表明肠道和肠道微生物群与皮肤有密切关系,提示“肠-皮肤轴”的存在。本文在已有的“肠-皮肤轴”研究现状基础上,总结近年来文献资料,探讨肠道微生物群与脱发之间可能的联系和潜在机制,为脱发的发病机制和治疗靶点提供新的认识和观点。