从亚马逊到亚洲，开创性的研究绘制了我们肠道微生物的多样性图谱，突显了对包容性全球数据的需求。
研究背景
研究表明，宿主遗传学、饮食、抗生素使用和地理区域等因素影响着微生物组组成的差异。饮食习惯、抗生素消费和文化实践在全球范围内有所不同，这影响了肠道微生物群。例如，论文指出，从泰国和拉丁美洲移民到美国的人群中观察到了微生物组的变化。然而，大多数研究集中在高收入国家，导致许多人群被忽视。
技术因素如DNA提取方法和引物选择进一步复杂化了分析。参考数据库如SILVA（SILVA核糖体RNA基因数据库项目）偏向于西方微生物组，可能导致低估未代表地区（如撒哈拉以南非洲）的多样性。进一步的研究对于全面理解微生物组变异及其对全球健康公平的影响至关重要。
关于该研究
研究人员从NCBI维护的BioSample数据库中获取了245,627个公开可用的16S rRNA基因扩增子测序样本。研究重点是基于Illumina技术的测定，排除了焦磷酸测序和长读测序数据。使用DADA2生成每个BioProject的分类表，量化扩增子序列变体（ASVs），并根据SILVA参考数据库将其分类到属水平。最终数据集包括来自68个国家的168,464个样本，涵盖了5.57太字节的测序数据，并通过统一管道处理。
研究结果
数据库盲点：超过20%的拉丁美洲样本缺乏物种水平分类，这是由于SILVA数据库偏向西方微生物组所致。最终，研究人员生成了一个人类微生物组综合数据库，其中包括来自482个BioProjects的168,464个公开可用的16S rRNA基因扩增子测序样本。大多数样本来自欧洲和北美（占60.5%），而中亚和南亚（3.4%）以及撒哈拉以南非洲（3.7%）显著不足。拉丁美洲和加勒比地区的α多样性最高（Shannon多样性指数中位数为2.69），而中亚和南亚最低（中位数为1.68）。Faith的系统发育多样性（PD）分析显示，将未代表地区与欧洲/北美的数据结合增加了进化分支长度最多达68.6%。使用Aitchison距离的主坐标分析（PCoA）揭示了与世界各地区相对应的明显聚类，强调了地理对微生物组组成的强大影响。
技术因素，包括DNA提取方法、珠磨（机械裂解）、扩增子选择和测序深度，显著影响微生物组变异。例如，Enterobacter（在V3-V4扩增子中较高）和Akkermansia（在V4扩增子中较高）等分类群的丰度取决于用于测序的16S rRNA基因的高变区。区域和扩增子选择之间的相互作用（R² = 0.010）比单独的扩增子具有更大的影响。拉丁美洲和撒哈拉以南非洲地区拥有最高比例的未识别分类群，这与参考数据库偏差有关，表明存在潜在的未观察到的微生物多样性。
随机森林分类器被训练用于预测单个微生物组样本的地理来源。它们对澳大利亚和新西兰（AUC = 0.944）等地区具有较高的准确性，而欧洲和北美的预测准确性较低（AUC = 0.797），可能是由于过度代表导致重叠聚类。
结论
研究人员整合了来自482个BioProjects的168,464个公开可用的16S rRNA基因扩增子测序样本，以研究全球人类肠道微生物组的变异。大多数样本来自欧洲和北美，这些地区采样如此广泛，以至于大多数微生物分类群可能已被观察到，而其他地区，如拉丁美洲和东亚及东南亚，则表现出令人瞩目的多样性，许多分类群仍未被发现。每个区域在多维尺度空间中占据独特的生态位，正如多维尺度分析和机器学习分类所揭示的那样。
各地区之间发现了显著的微生物组差异，包括欧洲/北美中Bacteroides的高丰度和撒哈拉以南非洲及拉丁美洲中Prevotella的升高。扩增子选择等技术因素影响了研究结果，引物偏差影响了如产甲烷古菌Methanobrevibacter等分类群。这个综合数据库作为探索微生物组多样性和推进全球微生物生态学研究的宝贵资源。
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