研究人员绘制了精确的人类微生物组传播环境和物理动态图谱，证实家庭共同居住是菌株级细菌定植的主要传播途径。研究团队分析了来自意大利和斐济207个家庭中430名个体的全面口腔和胃肠道宏基因组数据，这些家庭横跨不同的地理和文化环境。
实证追踪数据打破了传统的遗传继承假设，揭示出同住一个屋檐下的人彼此之间共享的微生物菌株远远多于与周围社区成员的共享，且完全独立于生物学亲缘关系。关键的是，该试验暴露了一种黑暗的代谢联系：表现出最高环境传播性的特定细菌菌株在结构上与2型糖尿病、不良心血管代谢健康和结直肠癌发生相关的生物标志物紧密交织。
关键事实
- 打破遗传决定论：虽然临床医学长期以来将父母与子女之间微生物组的相似性归因于遗传谱系，但本试验证明共同居住动态完全超越了生物学因素。兄弟姐妹、父母和无血缘关系的同住者均表现出相同水平的菌株级共享。
- 亲密传播的动力学：该研究量化了浪漫伴侣之间口腔微生物组重叠的显著激增。由于接吻的直接机械物理接触驱动，情侣平均共享44%的口腔微生物菌株，而普通同住者为26%，不同住户之间则为0%。
- 量化家庭交换：宏基因组菌株追踪确定了日常传播的明确基线界限。同住个体平均共享19%的肠道菌株和26%的口腔菌株，而在同一社区内分开居住的个体仅共享6%的肠道菌株和0%的口腔菌株。
- 定植接受门控：Segata博士指出一个关键的生理细微差别：尽管人类之间的微生物交换在所有环境中都极高，但最终的系统表达严格取决于个体独特的组织微环境是否允许这些传入菌株的定植和存活。
- 代谢过载相关性：该调查揭示了可传播细菌中令人不安的进化特征。在宿主间最擅长存活传播的特定肠道菌株与系统性炎症生物标志物、不良心血管代谢健康以及2型糖尿病的发作直接相关。
- 致癌和致病性口腔菌群：在口腔中，表现出最高传播速度的物种包括两种与结直肠癌发病机制密切相关的特定微生物，以及一系列能够在免疫功能低下个体中引发致命感染的机会性病原体。
- 优化粪便微生物群移植(FMT)：这些自然传播指标立即为革命性合成微生物组设计提供了蓝图。通过分离使这些与疾病相关的菌株能够在人类宿主间艰难旅程中存活的精确表型特征，药理学家可以设计具有显著更高定植成功率的治疗性益生菌和FMT方案。
来源：Cell Press
根据6月15日发表在Cell Press期刊《Cell Press Blue》上的一项研究，与社区中其他人相比，生活在一起的人彼此之间共享更多的口腔和肠道微生物。
无论同住者之间的关系如何——兄弟姐妹、父母和子女都共享相似数量的微生物菌株，而情侣彼此共享更多口腔（但非肠道）微生物，这可能归因于接吻。
研究人员还发现可传播微生物与健康之间存在联系，特别是2型糖尿病。这些发现可能有助于设计更针对性的改善人们微生物组的疗法。
"我们选择与谁共享家庭可能对我们的微生物组产生巨大影响，这对我们的健康有潜在后果，"意大利特伦托大学的计算生物学家、第一作者Vitor Heidrich表示。
先前的研究揭示了婴儿微生物组是如何形成的，但对我们生命后期影响微生物组的因素知之甚少。关于同一人体内不同身体部位微生物组之间的相互作用和传播，例如口腔和胃肠道之间，也相对了解不多。
"我们知道饮食和其他生活方式因素可以改变我们的微生物组，但这些因素作用于我们体内已经存在的微生物，"意大利特伦托大学的计算生物学家、资深作者Nicola Segata表示，"这并没有解决微生物从何而来的问题。"
为了了解微生物组如何在个体之间传播，研究人员分析了来自意大利和斐济207个家庭中430人的口腔和肠道微生物组的宏基因组数据。他们识别出每个个体内的微生物菌株，然后比较了同住者之间的菌株，以查看是否存在传播。
他们发现，同住者比同一地区但不住在一起的人共享显著更多的口腔和肠道菌株。平均而言，同住个体共享19%的肠道微生物组菌株和26%的口腔微生物组菌株，而不住在一起的个体分别只共享6%和0%。情侣彼此平均共享44%的口腔微生物，这可能归因于接吻。
"令人惊讶的是，口腔微生物组的传播性并不比肠道微生物组高多少，"Segata说，"这说明我们的大多数微生物几乎无处不在，微生物交换非常高，但我们的微生物组更多是在我们的身体是否接受这些细菌定植的层面上形成的。"
当研究人员估计不同微生物的可传播性时，他们发现传播性最强的肠道微生物与2型糖尿病和不良心血管代谢健康的生物标志物相关。在口腔中，传播最快的物种包括两种与结直肠癌相关的微生物，以及几种机会性病原体（通常无害但在免疫功能低下人群中可引起严重疾病的细菌）。
"很难推测原因，但这可能是它们承受压力能力的反映，"Heidrich说，"帮助它们在人类之间旅程中存活的相同特征，也可能使它们在与疾病相关的炎症条件下茁壮成长。"
研究人员表示，这些发现可能有助于改善包括益生菌和粪便微生物群移植疗法在内的微生物组治疗。
"了解自然微生物组传播可以为更针对性的人工传播解决方案提供信息，"Heidrich说，"如果我们能识别出使某些微生物比其他微生物更具可传播性的特征，以及使有益微生物传播性较低的限制因素，我们就可以应用这些知识使粪便微生物群移植更加有效。"
关键问题解答
问：与某人共享房屋如何完全改变你的内部细菌组成，即使你与他们没有生物学关系？
答：因为家庭的物理环境充当了一个巨大的、高速细菌交换中心。每天，生活在一起的个体通过共享空气、表面、食物准备和身体接触，脱落并交换数百万微观生物。特伦托大学的这项研究证明，这种持续暴露完全超越了你的遗传背景。无论你看的是生物学兄弟姐妹还是无血缘关系的室友，住在同一个屋顶下会导致人们共享高达19%的肠道菌株和26%的口腔菌株，而分开居住的人几乎不共享任何菌株。
问：为什么传播性最强的肠道细菌特别与2型糖尿病和癌症等危险疾病相关？
答：这种相关性可能源于一种称为压力弹性的进化生存策略。允许这些特定细菌菌株在从一个宿主到另一个宿主的危险、富氧旅程中存活的完全相同的生物特征，如厚实的细胞壁或先进的防御系统，也使它们在体内变得异常坚韧和具有攻击性。一旦建立，这些具有韧性的菌株很容易在2型糖尿病和结直肠癌发生的高度炎症组织环境中生长和繁殖。
问：医生如何利用这些宏基因组菌株追踪发现来构建更有效的益生菌和微生物组治疗？
答：通过将自然的人类到人类传播规则作为人工治疗的工程蓝图。目前，粪便微生物群移植(FMT)和日常益生菌等治疗经常失败，因为患者的身体排斥传入的有益细菌，这些细菌无法长期定植肠道。通过研究使与疾病相关的菌株轻松传播并锁定到新家庭成员中的精确物理特性，科学家可以复制这些确切的生存机制，构建超级可传播的有益细菌，成功定植并治愈肠道。
编辑说明：
- 本文由神经科学新闻编辑编辑。
- 审查了完整的期刊论文。
- 工作人员添加了额外背景。
关于这项微生物组研究新闻
作者：Julia Grimmett
来源：Cell Press
联系人：Julia Grimmett – Cell Press
图像：图片由神经科学新闻提供
原始研究：开放获取。
"沿口腔-肠道轴和共同居住个体间的人类微生物组菌株传播"，Vitor Heidrich, Gloria Fackelmann, Liviana Ricci, Roan Spadazzi, Gabriel Baldanzi, Michal Punčochář, Giulia Catassi, Paolo Marchi, Monica Modesto, Gianmarco Piccinno, Serena Porcari, Debora Rondinella, Francesco Asnicar, Mireia Valles-Colomer, Paola Mattarelli, Gianluca Ianiro, and Nicola Segata。《Cell Press Blue》
DOI:10.1016/j.cpblue.2026.100034
摘要
人与人之间的菌株传播塑造了人类微生物组，然而对不同身体部位间传播动态的比较理解尚显不足。我们分析了1,644对配对的口腔和粪便宏基因组，以研究健康共同居住者之间以及个体内部口腔-肠道重叠的微生物组传播情况。共同居住者比非共同居住者共享显著更多的口腔和肠道菌株。
情侣表现出最高的口腔菌株共享率，超过了他们的肠道菌株共享率。较高的口腔可传播性与增加的纵向菌株替换相关，而传播性最强的肠道物种与较差的心血管代谢健康相关。在个体内部，74.5%的在两个部位检测到的物种案例涉及相同菌株，主要与丰富的口腔物种如唾液链球菌相关，这表明是通过唾液传播。
相反，长双歧杆菌菌株在两个部位从未重叠，最近提出的长双歧杆菌亚种nexti特有地定植于口腔。这些发现扩展了我们对微生物组传播及其对人类健康潜在后果的理解。
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