数十年来，妇科领域一直采用二元视角来研究阴道微生物组，简单地将细菌分类为"好"或"坏"。传统上，临床评估主要关注被视为对阴道健康有益且必需的乳酸杆菌占主导地位的情况，与之相对的是与细菌性阴道病(BV)相关的加德纳菌，后者会增加性传播感染和其他不良生殖结果的易感性。尽管这种方法多年来指导了诊断和治疗策略，但马里兰大学医学院的新研究从根本上挑战了这种简化观点，揭示了阴道环境中远为复杂和微妙的细菌生态系统。
在发表于《mBio》期刊的一项开创性研究中，研究人员采用了尖端基因组技术，以前所未有的分辨率分析阴道微生物组样本。他们全面分析不仅识别出少数占主导地位的细菌群，还发现了25种不同的阴道微生物组群落类型。这一发现凸显了先前被传统分类方法掩盖的显著生态多样性。关键的是，该研究揭示了传统上被归为一类的细菌物种，如加德纳菌，在功能或行为上并非同质——同一物种内的不同菌株表现出不同的基因组和功能特征，从根本上影响它们与宿主环境的相互作用方式。
这一发现打破了过时的观念，即仅通过列举存在的物种就能完全理解微生物群落结构。"仅仅询问存在哪些细菌是不够的，"马里兰大学医学院基因组科学研究所(IGS)的首席作者、博士后研究员阿曼达·威廉姆斯博士解释道。"我们的研究强调了理解这些细菌功能能力和活动的必要性。我们发现，以加德纳菌为主导的群落具有功能多样性，其中一些表现出与乳酸杆菌主导群落相似的炎症特征，挑战了将所有加德纳菌视为统一病原体的观点。"
在表征的25种阴道微生物组类型中，有6种显示出以加德纳菌菌株为主导的群落，但这些分组表现出明显的功能异质性。某种特定的以加德纳菌为主导的群落表现出的基因和免疫反应特征更类似于以乳酸杆菌为主导的群落，这表明仅靠细菌分类学无法捕捉到影响宿主-微生物相互作用、炎症和疾病风险的全部复杂性。这些发现对改进临床诊断具有重要意义，因为当前评估很少区分病原分类群内的菌株水平变异，可能导致风险分层过于简化。
为促进这种高级分辨率分析，研究团队开发了两种创新计算工具——VIRGO2和VISTA，使研究人员能够在基因和菌株群落水平上探究阴道微生物组数据。VIRGO2代表一个扩展的基因目录，包含约170万个来自阴道生态位中细菌、真菌和病毒的基因，这些基因是从五大洲收集的样本中汇总的。该资源为阴道微生物群落的功能注释和比较基因组学提供了基础。作为VIRGO2的补充，VISTA（阴道亚种干扰和分型算法）采用宏基因组群落状态分型来定义超出物种级分类分配的细微亚群(mgCSTs)，从而促进对微生物生态学和功能潜力的更细致理解。
这些平台的协同应用允许对微生物组组成和代谢功能进行整合分析，提供关于特定细菌菌株如何影响阴道健康或导致菌群失调和疾病的见解。正如IGS资深科学家、该研究的资深作者约翰娜·霍姆博士所指出的："这些工具革新了我们将基因组多样性与生物功能联系起来的能力，为精准妇科护理开辟了道路。虽然转化为临床实践还需要进一步验证，但这里建立的框架为开发更复杂的诊断标志物和针对个体微生物组配置的靶向治疗奠定了基础。"
这一范式转变挑战了临床研究人员重新思考阴道微生物组的传统分类，并激励他们深入探索微生物遗传学和宿主-病原体动力学。在先前被认为是一种单一细菌物种内部发现的显著功能差异，例证了微生物生态系统的复杂性，并促使人们重新评估微生物群落如何影响女性生殖健康中的炎症、免疫调节和疾病易感性。
展望未来，研究团队强调了将这种高分辨率分析方法扩展到将特定阴道微生物组状态与健康结果相关的纵向临床研究的重要性。此类调查对于将分子微生物学发现转化为感染风险、不良妊娠结果和其他妇科疾病的预测模型至关重要。未来利用VIRGO2和VISTA的研究还可能为个性化的微生物组调节疗法提供信息，包括下一代益生菌或经过工程改造的噬菌体治疗，这些治疗针对病原菌株同时保留保护性群落。
这项研究的影响超出了妇科领域，为微生物组研究在其他复杂人类生态位中提供了模型，在这些地方，物种级分辨率掩盖了显著的功能多样性。通过阐明阴道微生物组内丰富的遗传和功能异质性，这项工作强化了系统生物学和计算基因组学在解码宿主-微生物相互作用和推进个性化医学中的关键作用。
成立于马里兰大学医学院内的基因组科学研究所通过整合基因组学、生物信息学和微生物学专业知识，引领了这些进步。通过其马里兰基因组核心，该研究所继续为生物医学研究界提供世界级的测序基础设施和分析支持，使合作研究能够推动微生物组科学和人类健康的前沿。
作为美国第一所公立医学院，拥有可追溯到1807年的悠久历史，马里兰大学医学院站在生物医学研究的最前沿，拥有强大的基础设施支持3000多名教职员工和近5亿美元的研究资金。这一发现例证了该学院致力于利用创新基因组技术和跨学科合作来应对复杂健康挑战并改善全球患者护理的承诺。
随着妇科领域向精准医学发展，认识并整合阴道微生物组复杂的生态和功能动态将至关重要。这项研究不仅重塑了我们对女性健康中微生物群落的基本理解，还为创新诊断和治疗策略开辟了新途径——为近期更有效预防和管理妇科疾病带来了希望。
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