剑桥大学研究人员领导的一项全球大型研究发现,一种名为CAG-170的细菌群在健康人群的肠道微生物组中数量显著较高。CAG-170是一组仅通过基因指纹识别的肠道细菌——科学家从未能在实验室中培养其中大部分细菌。该研究发表在《细胞·宿主与微生物》杂志上。
研究团队采用多种计算方法,分析了来自39个国家11000多人的肠道微生物组样本中的CAG-170基因指纹。他们发现,CAG-170的水平在健康人群中始终高于患有炎症性肠病、肥胖和慢性疲劳综合征等疾病的人群。
对CAG-170的进一步分析显示,它们能够产生高水平的维生素B12,以及分解肠道中多种碳水化合物、糖类和纤维的酶。研究人员推测,维生素B12可能主要用于支持其他种类的肠道细菌,而非直接支持产生它的宿主人类。这些发现意味着CAG-170未来可能被用作肠道微生物组健康的指标,同时也为开发专门设计以支持和维持肠道中CAG-170健康水平的新型益生菌打开了大门。
领导这项研究的剑桥大学兽医学院研究员Alexandre Almeida博士表示:"我们的研究表明,CAG-170细菌——'隐藏微生物组'的一部分——似乎是人类健康的关键参与者,可能通过帮助我们消化食物的主要成分并保持整个微生物组平稳运行。"他补充道:"我们分析了来自39个国家和13种不同疾病(包括克罗恩病和肥胖症)的数千人的肠道微生物。我们始终发现,患有这些疾病的人肠道中CAG-170细菌的水平较低。"
发现"隐藏微生物组"
该研究建立在Almeida先前工作的基础上,创建了一个名为"统一人类胃肠道基因组目录"的人类肠道微生物组所有基因组的综合参考目录。他采用了称为"宏基因组学"的方法——本质上是一次性分析肠道中所有微生物的基因组,然后将这些基因组分解为各个物种的基因组。
这揭示了超过4600种细菌物种,其中包括3000多种以前从未在肠道中发现过的物种——表明"隐藏微生物组"的广阔范围有待探索。该目录为每个物种(包括CAG-170)提供了"参考基因组":这些就像指纹,研究人员现在可以在其他肠道微生物组样本中寻找。
Almeida说:"我们之前的工作表明,我们肠道微生物组中约三分之二的物种以前是未知的。没有人知道它们在那里做什么——现在我们发现其中一些是人类健康的基础且被低估的组成部分。"
三项证据
研究团队分析了来自39个国家(主要在欧洲、北美和亚洲)的11000多个人类肠道细菌样本。这些样本来自健康人群以及患有13种不同疾病(包括克罗恩病、结直肠癌、帕金森病和多发性硬化症)的人群。通过将每个样本与统一人类胃肠道基因组目录进行比较,研究人员注意到CAG-170细菌是与健康关联最密切的"隐藏微生物组"部分——这种关联在各国之间保持一致。
在第二种方法中,研究团队通过计算分析了6000多名健康人的肠道微生物组的完整构成,以研究哪些物种最有潜力维持肠道生态系统的平衡。在所有"隐藏微生物组"的细菌中,CAG-170再次与健康保持最一致的关联。
在第三项分析中,他们测量了肠道微生物组失衡(dysbiosis,一种肠道微生物组失衡的状况)人群中CAG-170的水平。这表明肠道中CAG-170水平较低与肠道失衡的可能性更高相关。微生物组失衡与许多长期疾病相关,包括肠易激综合征、类风湿性关节炎、焦虑和抑郁。
治疗可能性
组成我们肠道微生物组的数十亿细菌代表约4600种不同物种。我们每个人的组成都不同,但功能相同:保持我们身体平稳运行。科学家们希望,通过更多了解健康的肠道微生物组是什么样子,他们可以观察它在特定疾病患者中的变化——并尝试使用包括定制益生菌在内的方法进行纠正。这项新研究是实现这一目标的重要一步。
Almeida说:"益生菌行业实际上并没有跟上肠道微生物组研究的步伐——人们仍在使用几十年前使用的相同益生菌种类。我们现在发现了像CAG-170这样与我们健康有重要联系的新细菌群,旨在支持它们的益生菌可能会带来更大的健康益处。"
到目前为止,研究肠道微生物组的科学家们一直将注意力集中在可以在实验室中培养和研究的细菌上。CAG-170肠道细菌中的大多数不属于这一类——因此科学家们需要找出培养和测试它们的方法,以将这些发现转化为新的潜在治疗方法。
出版详情:
对11,115个全球宏基因组中未培养肠道微生物组的荟萃分析揭示了健康的一个候选标志,《细胞·宿主与微生物》(2026)。DOI: 10.1016/j.chom.2026.01.013
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