Cell:人体内到底潜伏了多少种病毒?

2022-09-30 消化新前沿 “生物世界”公众号

人体肠道内寄生着大量细菌,这些肠道菌群的失衡,影响着人类肥胖、肠炎、自身免疫疾病、对癌症治疗药物的反应,甚至影响人类寿命等等。

人类和其他哺乳动物一样,身体被包括细菌、病毒和真菌在内的数万亿微生物占据,这些微生物被统称为共生菌群。从某种意义上来说,“人”是一个由人体和共生菌群的多元复合体。

人体肠道内寄生着大量细菌,这些肠道菌群的失衡,影响着人类肥胖、肠炎、自身免疫疾病、对癌症治疗药物的反应,甚至影响人类寿命等等。因此,有必要了解人类的肠道细菌以及感染这些细菌的噬菌体在人类健康和疾病中的作用。

2021年2月,世界上最著名的基因组测序研究中心之一的Wellcome Sanger研究所的 Trevor D. Lawley 等人在 Cell 期刊发表了题为:Massive expansion of human gut bacteriophage diversity 的研究论文。

研究团队通过挖掘全球范围内28060个人类肠道宏基因组和2898个培养的人类肠道细菌基因组,建立了一个包含142809种噬菌体的肠道噬菌体数据库(GPD),其中一半以上是之前从未发现过的新型病毒。

这项研究建立了迄今为止最大最全面的人类肠道噬菌体数据库,为更好地了解病毒在肠道微生物组中的作用铺平了道路,还有助于发现治疗耐药细菌感染的新方法。

噬菌体(Phage),是感染细菌、古菌等微生物的一类病毒的总称,噬菌体必须在活菌内寄生,有严格的宿主特异性,其取决于噬菌体吸附器官和受体菌表面受体的分子结构和互补性。噬菌体是病毒中最为普遍和分布最广的群体,在一些充满细菌群落的地方聚集,如:泥土、动物和人类的肠道中,都有着丰富的噬菌体。

该研究鉴定了一组具有共同祖先的新型病毒,并将其命名为Gubaphage,这是人类肠道中第二大病毒进化枝,仅次于2014年发现的crAssphage。这两种病毒似乎都感染相似类型的人类肠道细菌,但是这一新发现的Gubaphage的具体功能和作用还需要进一步研究发现。

研究团队表示,这项研究有着严格的质量控制流程,加上运用机器学习方法,因此能够最大程度减轻污染并获得高度完整的病毒基因组。

这一高质量的病毒基因组为更好地了解病毒在肠道微生物组中的作用铺平了道路,有助于发现新的治疗方法,例如使用噬菌体作为抗菌剂,消灭耐药性细菌。

2019年5月,Nature Medicine 就曾发表论文,一名感染了罕见结核分枝杆菌的小女孩,在奄奄一息、走投无路的情况下,接受了经过工程改造的噬菌体疗法,噬菌体成功消灭了感染她的细菌,将她从死神的镰刀下拉了回来。

总的来说,研究团队通过挖掘全球范围内28060个人类肠道宏基因组和2898个培养的人类肠道细菌基因组,建立了一个包含约142809种噬菌体的迄今为止最全面最完整的人类肠道噬菌体数据库(GPD),其中一半以上是之前从未发现过的新型病毒。

如今,噬菌体研究正在复兴,这一高质量、大规模的肠道噬菌体数据库(GPD)的建立,将为那些研究噬菌体及其在调节肠道细菌和自身健康中作用的研究人员提供丰富的资源。

原始出处:

Luis F. Camarillo-Guerrero,et al. Massive expansion of human gut bacteriophage diversity. Cell, 2022.

作者:王聪

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