【配图说明】来源：Pixabay/CC0公共领域许可
一项全球图谱研究对世界各地婴儿肠道中的两种关键细菌进行了测绘，发现了一系列适应婴儿肠道环境的细菌菌株，而这些菌株并未出现在商业益生菌产品中。这项研究为开发更有效、定制化的婴儿益生菌奠定了基础。
一个国际研究团队，包括威康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）、牛津大学（University of Oxford）、肯尼亚医学研究中心-威康信托研究计划（KEMRI-Wellcome Trust Research Programme）以及儿童急性疾病与营养（CHAIN）网络的专家，创建了一个包含来自48个国家的4000多种肠道细菌基因组的全球图谱。这一免费的微生物组资源比先前的研究规模大15倍。
今天发表在《细胞》（Cell）杂志上的研究显示，一种关键的婴儿肠道菌种——婴儿双歧杆菌（Bifidobacterium infantis，简称B. infantis）——在英国婴儿以及其他欧洲和北美西方国家的婴儿中是一种"缺失的微生物"，尽管它在非洲和南亚国家的婴儿中非常常见。
此外，研究团队还发现，市面上所有商业婴儿益生菌菌株都可以追溯到三种历史细菌菌株，这些菌株在当今的婴儿群体中已不再存在，尽管它们以不同名称进行营销，但基因上高度相似。研究人员建议，自然存在于不同地区的细菌菌株可能更适应婴儿肠道环境，可能对开发新的益生菌更为有效。
该图谱展示了婴儿双歧杆菌（B. infantis）此前未知的丰富多样性，并确定了36种在全球特定地区特有的菌株。这些结果使得研究人员能够设计新的婴儿益生菌，使其能够针对当地饮食和区域特点进行定制。
婴儿肠道微生物组如何发育
肠道微生物组是一个由数百万微生物组成的复杂生态系统，对人类健康至关重要，并受生活方式、环境和饮食的影响。这个生态系统从出生时开始形成，当双歧杆菌等先锋细菌成为首批定植微生物。随着婴儿的成长，新的微生物进入肠道，相互竞争空间，并与发育中的婴儿互动，帮助消化营养物质并训练免疫系统，只有最成功的细菌才能定居并繁盛。
长双歧杆菌（Bifidobacterium longum，简称B. longum）和婴儿双歧杆菌（B. infantis）被广泛用于商业婴儿益生菌产品中，以帮助恢复或增强微生物组。然而，关于某些商业益生菌菌株的临床有效性的问题越来越多，益生菌的安全性也引起了监管机构的更多关注。
构建更大规模的全球细菌图谱
为了创建更具代表性和深度的资源，桑格研究所的专家与国际合作伙伴合作，对4,098种B. infantis和B. longum菌株的基因组进行了编目。他们对英国婴儿微生物组研究（UK Baby Biome study）和CHAIN研究——一个包含来自撒哈拉以南非洲和南亚六个国家儿童的队列——的基因组进行了测序，并将这些数据与所有公开可用的基因组合并。
除了扩展已知的B. infantis和B. longum菌株多样性外，该图谱还证实，B. infantis在英国和其他西方国家的婴儿中很罕见，尽管它在非洲和南亚国家的婴儿中广泛存在。研究人员推测，生活方式的变化可能导致了西方婴儿中B. infantis的消失。由于B. infantis是一种早期先锋微生物，它的缺失可能会以可能对婴儿健康产生持久影响的方式塑造微生物组的发育。
为什么区域性菌株可能更有效
了解婴儿微生物组如何在全球范围内存在差异，可以帮助研究人员为不同人群的婴儿选择和开发定制的益生菌菌株。新的图谱突出了数十种B. infantis菌株，它们的基因差异与当地饮食和生活方式有关，这可能有助于菌株更成功地在婴儿肠道中定植。例如，在西非常见的一些菌株携带与分解fonio小米相关的基因，这是该地区部分地区的主食。
研究团队对市场上所有B. infantis益生菌产品的基因组进行了测序，发现这些菌株在当今全球婴儿微生物组中已不再出现。这表明商业益生菌菌株未能成功在当今婴儿群体中定植，这引发了对其作为益生菌的有效性和适用性的质疑。
对未来益生菌和研究的影响
这一新资源提供了一个蓝图，帮助选择益生菌菌株并设计未来的临床试验，使其与特定地区相匹配，并追踪这些细菌在婴儿肠道中定植的效果。研究团队还发现，尽管B. infantis和B. longum关系密切且经常被归类为亚种，但应将其视为不同的物种，这将影响婴儿微生物组信息在研究和临床环境中的分析方式。
第一作者、威康桑格研究所的Yan Shao博士表示："微生物组是复杂且高度个性化的生态系统，然而数十年来，婴儿益生菌行业一直采取'一刀切'的方法，试图在全球每个婴儿身上种植相同的细菌'种子'。我们的研究已经确定了区域特异性菌株，这些菌株已经自然进化，能够在一个婴儿的微生物组中茁壮成长，受到区域饮食和环境的塑造。通过创建这一资源，我们希望它将支持开发下一代定制益生菌，这些益生菌可以更有效地帮助世界各地的婴儿建立健康、繁荣的微生物组。"
KEMRI-威康信托研究计划的共同高级作者、CHAIN网络的联合负责人Jay Berkley教授补充道："长期以来，我们对婴儿微生物组的理解在很大程度上偏向于来自西方国家的数据，这意味着我们对可能影响全球儿童健康的区域差异知之甚少。通过CHAIN队列纳入来自撒哈拉以南非洲和南亚六个国家的数据，我们着手纠正这种不平衡，使这些国家的代表性提高了17倍。这一扩展的、更具代表性的图谱将使我们能够不再依赖'遗留'益生菌菌株，而是优先测试与区域匹配的菌株，这些菌株自然适应婴儿的当地饮食和环境。这一已知细菌菌株的重大扩展为开发针对每个儿童需求的微生物组干预措施奠定了基础，无论他们出生在哪里。"
威康桑格研究所的共同高级作者、英国婴儿微生物组研究的联合负责人Trevor Lawley博士指出："我们的微生物组每天都在帮助我们消化食物、吸收营养和支撑免疫系统。由于我们的饮食和生活方式在全球范围内有所不同，因此我们携带的微生物也不同，因此我们的微生物组看起来可能非常不同。我们的图谱突出了这种全球差异，并显示婴儿双歧杆菌（Bifidobacterium infantis）——生命早期最重要的微生物之一——在包括英国在内的许多西方人群中是一种'缺失的微生物'。然而，它在撒哈拉以南非洲和南亚国家的婴儿中仍然非常常见。这提供了一个引人注目的例子，说明现代生活方式变化如何可能从生命的最初阶段重塑我们的微生物组。现在需要进一步研究来了解B. infantis的缺失对西方婴儿健康意味着什么，以及在这些环境中重新引入它是否会有益。"
【全文结束】
