每个人体内都存在着一个惊人的生态系统，包含约30-40万亿的微生物居民。大多数微生物栖息在胃肠道中，而其他微生物则定植于皮肤、口腔、呼吸道和阴道。这些微生物——包括细菌、病毒、真菌和其他微生物——不仅仅是被动的居住者，而是在人类生物学中发挥着主动且至关重要的作用。自2007年美国国立卫生研究院（NIH）启动人类微生物组计划（HMP）以来，过去二十年的研究已系统地编目了与人类相关的微生物，并建立了微生物组变化与多种疾病之间的联系，包括胃肠道炎症疾病、代谢紊乱、神经系统疾病、心血管疾病、癌症和早产。这些微生物共同形成了一个复杂的生态系统，对维持人类健康至关重要。
在本期《ACS感染性疾病》特刊中，我们汇集了一系列研究论文、通讯、综述和观点文章，突显了微生物组领域的最新进展和观点。这些贡献强调了微生物群在感染和免疫中的关键作用，提供了关于微生物组发挥效应的具体机制途径的新见解，并探索了利用微生物组改善人类健康的新兴技术和创新策略。
微生物群对各种宿主轴的影响
Pedicord等人全面综述了微生物组在感染后解决炎症和修复组织损伤方面的作用，提供了可能揭示预防感染诱导性炎症疾病新途径的见解。Balbino等人在一篇及时的综述中，探讨了肠道微生物群与SARS-CoV-2感染之间的复杂关系。除了肠-肺轴外，宫颈阴道微生物群已知在女性人乳头瘤病毒感染和宫颈癌中发挥作用。Rosas-González等人回顾了将阴道微生物群与疾病联系起来的分子途径，并强调了开发安全有效的益生菌干预措施的新机会。此外，Nair探讨了肠道微生物群、宿主免疫系统和微生物感染之间的复杂对话，强调了基于微生物群的治疗策略的新兴机会。
微生物活动和宿主保护的分子驱动因素
当前研究正超越微生物组与人类疾病的简单相关性，进入一个专注于揭示这些微生物群落如何影响宿主健康和疾病的精确机制的激动人心的时代。在一项研究中，Crawford等人表征了一种新发现的多胺衍生化合物家族——梭菌硫醇（CSHs）的生物合成基因簇，这些化合物在结直肠癌组织中富集。Gaddy和Townsend等人证明，人乳寡糖（HMOs）通过促进乳酸杆菌属的生长和粘附，对塑造健康的阴道微生物群具有有益作用，为开发益生元和益生菌策略提供了新见解。Drost和Fuhrmann使用模拟慢性囊性纤维化感染的体外共培养系统，研究了益生菌植物乳杆菌与致病性铜绿假单胞菌之间的相互作用。他们的研究结果表明，营养物质的可获得性塑造了益生菌的效果，并对囊性纤维化相关慢性炎症条件下使用益生菌提出了警告。通过开发细菌菌株与人类血细胞之间的共培养系统，Vilhena等人探究了细菌-宿主界面上混合胞外囊泡的机制效应。此外，Bertucci和Tal-Gan等人证明，感受态刺激肽（CSP）改变了戈登链球菌与其他致病性口腔微生物群之间的拮抗作用。Yao和Wolan等人鉴定了抗炎小分子和肽代谢物，这些物质由已知可预防结肠炎的普拉梭菌分泌，为未来以炎症性肠病（IBD）为重点的治疗药物开发提供了潜在蓝图。此外，Ramachandran等人证明，来自不同革兰氏阴性菌的三部分RND外排泵组件可以在物种和属之间功能性组装，这可能有助于抗菌素耐药性、生物膜形成和细菌生存。Liu等人探索了肠-肺轴，证明来自粪肠球菌的脂磷壁酸在肠道和肺部均触发病理性炎症和菌群失调。
最后，在宿主方面，Wu和Wang等人提供了关于宿主线粒体自噬如何调节铜绿假单胞菌感染的机制见解，而Dai和Mu等人证明，METTL3介导的m6A RNA修饰通过调节炎症信号传导和线粒体自噬，对金黄色葡萄球菌诱导的肺炎具有保护作用。这些发现说明了宿主细胞过程和表观遗传修饰如何塑造宿主-微生物群动态。
开发研究细菌糖类的新技术和工具
细菌糖类以多种多样的聚合物结构包裹细菌细胞，形成了细菌-宿主相互作用的关键界面。细胞表面碳水化合物在细菌适应性和生存中发挥关键作用，同时也调节宿主免疫反应。因此，操纵细菌糖类生物合成代表了一种有前景的策略，可用于调节微生物群-宿主对话。Kulkami和Dube等人报告了新型O-糖苷代谢抑制剂的开发，这些抑制剂损害表面糖类组装，从而降低幽门螺杆菌的生长适应性，从而扩展了针对特定细菌病原体的选择性靶向工具箱。Grimes等人就微生物糖类微阵列技术的当前创新提供了深刻的见解，这些技术用于捕获糖类结合蛋白并分析宿主免疫学标志物。专注于细菌肽聚糖，Hang等人讨论了细菌肽聚糖水解酶小分子抑制剂的最新进展，这是一种不仅对抗感染，还调节由肽聚糖感知触发的宿主免疫反应的新策略。通过筛选美国食品药品监督管理局（FDA）批准的药物，Pires等人证明苯并咪唑化合物可以通过模拟肽聚糖诱导的免疫信号传导而作为NOD2激动剂，为调节宿主反应提供了潜在的治疗途径。最后，Griffin等人系统评估了用于细菌标记的核酸染料，并意外发现某些化合物与肽聚糖结合，这可能会混淆分析结果。他们的研究结果为选择适当的染料以及微生物群和病原体分析提供了重要指导。
这些贡献共同提供了对重新定义我们对人体内塑造我们身体的隐形社区理解的激动人心研究的引人入胜的一瞥。我们希望这一系列文章能激发新思想和创新，以在分子水平上解码微生物群-宿主相互作用，最终开辟调节微生物群和改善人类健康的新途径。
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