人类微生物组发展态势及建议

 近年来，基因组测序与分析技术的进步推动了人类微生物组研究的发展，进一步解析人体微生物组与全生命周期健康、疾病的发生发展、营养/药物功效发挥的关系，并由此带来健康与医疗理念的变革。通过全面分析全球人类微生物组发展趋势，发现当前人类微生物组参考序列解析仍处于起步阶段，由“普查”人类微生物组的构成与分布逐步扩展到解析特定人群的微生物组。随着研究的深入，人类微生物组功能的因果机制解析逐渐成为研究重点，基于人类微生物组重构进行健康干预受到更多关注。中国已经开展了大量人类微生物组基础研究，在粪菌移植等特定应用方向取得了一定的进展，但仍面临缺少对大规模人群样本的长期跟踪分析、研究系统性需进一步加强、高价值微生物组重构产品自主创新能力不足、产品开发存在监管漏洞等问题。提出了推动中国人类微生物组发展的政策建议。     

粪菌移植体系

 粪菌移植作为重建肠道菌群的核心治疗策略,在世界医学史上由来已久。粪菌移植近年备受关注,已用于难辨梭状芽孢杆菌感染等多种菌群相关性疾病的治疗和探索性研究,但主因方法学局限的影响,其在全世界的应用并不理想。中华粪菌库作为非营利性粪菌库,重点通过建设粪菌移植体系,并作为特殊生物样本库面向全国提供临床救治服务。本文阐述粪菌移植的医学史、中华粪菌库所依赖的体系建设和粪菌移植的安全性、伦理、法规及未来发展方向。     

口腔微生物群落与疾病研究进展

人体口腔微生物群落由700余种细菌、真菌、病毒等构成。口腔微生物与龋病、牙周病、牙髓及根尖周感染等多种口腔疾病及心血管等口腔以外部位疾病密切相关。传统观点认为口腔关键致病优势菌是相关疾病发生、发展的关键因素。近年来,随着"人类微生物组计划"的实施及宏基因组学相关项目的开展,加深了对口腔微生物群落的认识,支持了群落结构的生态失衡学说。将口腔微生物群落大数据信息转化为具有实际运用价值的临床诊疗手段,具有重大意义。从常见口腔及相关系统性疾病微生物群落研究进展入手,介绍了口腔微生物群落与疾病的关系,指出了建立基于微生物群落信息的疾病诊疗系统,实现疾病个体化诊疗的新思路。     

蚯蚓粪与根际促生菌配施对城市土壤肥力的影响

为探讨蚯蚓粪与根际促生菌配施对土壤生物活性与物理性质的影响,本课题组在上海市松江区辰山植物园木樨园内布置原位修复实验,设置了单独施用根际促生菌(AS)、单独施用蚯蚓粪(AW)、根际促生菌配施蚯蚓粪(SW)、不施用根际促生菌与蚯蚓粪(CK)4个处理组,分析了不同处理下10～25 cm表层土中土壤生物酶活性和土壤微生物的动...     

蚯蚓粪中微生物群落特征分析

宏基因组学技术是研究特定环境微生物的重要手段之一.笔者利用ITS和16S rRNA高通量测序技术,对蚯蚓粪中真菌和细菌群落结构特征进行系统分析.结果发现,207331序列共获得11951 O T U s,细菌和真菌分别为10218,1733 O T U s.细菌群落检测到34个菌门,优势菌门为变性菌门,其次为拟杆菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门.优势菌目为浮霉状菌目、根瘤菌目和噬纤维菌目.真菌群落检测到9个门,优势门为罗兹菌门和子囊菌门,优势目为粪壳菌目.在属水平上检测到大量的有益生防真菌和生防细菌.该研究结果为进一步开发利用蚯蚓粪微生物资源、探索其在植物土传病害生物防治方面的作用提供理论基础.     

四川乐山大佛地衣与苔藓群落中的微生物多样性

为了探究生物侵蚀微生物的种类,通过高通量测序手段对乐山大佛地衣(lichen,LI)和苔藓样本进行了微生物(细菌、古菌和真菌)多样性分析.结果发现:地衣、活苔藓(living moss,LM)和苔藓残体(dead moss residue,DM)样本中的细菌和真菌组成在组内样本之间能进行聚类,组间差异也能良好区分;在细菌群落中,地衣与活苔藓样本中的细菌组成较为相似,两个样本的优势细菌均为蓝细菌(Cyanobacteria)和醋酸菌(Acetobacteraceae);在真菌群落中,地衣样本的优势真菌是煤炱目(Capnodiales),但其在活苔藓样本中含量较少,活苔藓样本的优势真菌是子囊菌门(Ascomycota),且其在地衣和苔藓残体样本中也有一定含量(7.47%～52.6%);古菌群落的组内差异较大,其中与氮转化相关的泉古菌(soil Crenarchaeotic group,SCG)总体丰度占比较高,并发现了较多未归类古菌(unclassified-k-norank).     

寄生在人体的亿万个细菌

其实我们一直“养育”着身体上无数的微生物？! 人体由大约60万亿个细胞组成,而人体内的共生菌数量却高达100万亿。其实,我们一直在跟比自己细胞数都多的微生物一起成长。由于这些微生物关系到人体的正常机能和健康,所以也有研究者表示细菌是“第二遗传基因”。那么,人体和微生物关系究竟如何？     

榨菜根肿病常发地根际土壤微生物群落特征研究

系统研究和分析榨菜根肿病常发地发病植株与健康植株土壤微生物群落的结构特征,解析其与榨菜根肿病发生的关系,以期为调控根际微生态防控榨菜根肿病提供理论依据.采用细菌16 S rDNA和真菌ITS高通量测序技术,对榨菜根肿病病株和健株根际土壤微生物群落结构和组成进行分析;利用随机矩阵方法建立病株和健株两组样本土壤微生物群落的...     

人工构建微生物组对制革废水的氨氮去除及微生物组的对比变化分析

为探究复合人工微生物组对制革废水处理体系中微生物群落的影响,在传统的厌氧/好氧(A/O)污水处理工艺处理制革废水的基础上,投加微生物复合菌形成人工微生物组。利用复合人工微生物组强化废水处理,应用高通量测序技术测定各样品中的细菌16S rRNA V3-V4变异区序列,并对测序数据进行生物信息学分析、Alpha多样性分析以及物种组成分析。结果表明,投加微生物组后,化学需氧量(COD)和氨氮的处理效果得到提升,COD的去除率约为82.60%,氨氮的去除率约为99.47%。高通量测序结果表明,人工投加微生物组使得活性污泥中微生物群落丰度以及多样性提高,污染物降解功能菌占比有所提升,陶厄氏菌属(Thauera)成为其最主要的优势菌属。复合人工微生物组的投加对强化制革废水处理系统有一定潜力。     

利用eLSA算法研究抗生素对人类肠道微生物菌群的影响

人类肠道微生物与人体健康有着千丝万缕的联系,肠道微生物群的改变是人体健康及功能的标志物。本文利用eLSA算法研究抗生素对人体肠道微生物菌群之间关联的影响,结果表明：抗生素对肠道微生物的影响,不仅出现在全局的时间序列关联中,同时还出现在局部和带时间延迟的关联序列中;肠道微生物经历重复的抗生素扰动时,部分扰动反应关联消失或出现新的关联,说明抗生素的扰动可以改变肠道微生物菌群间原有的状态,这种改变甚至有可能是长期的;个体拥有的肠道微生物并不完全相同,不同的个体对应同样的抗生素扰动会有不同的个性化反应。     

2021年人类微生物组研究热点回眸

人类微生物组(human microbiome)指生活在人体上的互生、共生和致病的所有微生物及其遗传物质的总和.近年来,人类微生物组研究加速推进,研究内容愈加广泛和深入,其科学意义愈加凸显,被视作"人体的另一个器官".从人类微生物组的组成和分布特征、在全生命周期中的作用、与疾病发生发展的关系、对营养代谢和药物功能的影响...     

An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest

The worldwide obesity epidemic is stimulating efforts to identify host and environmental factors that affect energy balance. Comparisons of the distal gut microbiota of genetically obese mice and their lean littermates, as well as those of obese and lean human volunteers have revealed that obesity is associated with changes in the relative abundance of the two dominant bacterial divisions, the Bacteroidetes and the Firmicutes. Here we demonstrate through metagenomic and biochemical analyses that these changes affect the metabolic potential of the mouse gut microbiota. Our results indicate that the obese microbiome has an increased capacity to harvest energy from the diet. Furthermore, this trait is transmissible: colonization of germ-free mice with an 'obese microbiota' results in a significantly greater increase in total body fat than colonization with a 'lean microbiota'. These results identify the gut microbiota as an additional contributing factor to the pathophysiology of obesity.     

Human gut microbiome viewed across age and geography

Gut microbial communities represent one source of human genetic and metabolic diversity. To examine how gut microbiomes differ among human populations, here we characterize bacterial species in fecal samples from 531 individuals, plus the gene content of 110 of them. The cohort encompassed healthy children and adults from the Amazonas of Venezuela, rural Malawi and US metropolitan areas and included mono- and dizygotic twins. Shared features of the functional maturation of the gut microbiome were identified during the first three years of life in all three populations, including age-associated changes in the genes involved in vitamin biosynthesis and metabolism. Pronounced differences in bacterial assemblages and functional gene repertoires were noted between US residents and those in the other two countries. These distinctive features are evident in early infancy as well as adulthood. Our findings underscore the need to consider the microbiome when evaluating human development, nutritional needs, physiological variations and the impact of westernization.     

ACE2 links amino acid malnutrition to microbial ecology and intestinal inflammation

Malnutrition affects up to one billion people in the world and is a major cause of mortality. In many cases, malnutrition is associated with diarrhoea and intestinal inflammation, further contributing to morbidity and death. The mechanisms by which unbalanced dietary nutrients affect intestinal homeostasis are largely unknown. Here we report that deficiency in murine angiotensin I converting enzyme (peptidyl-dipeptidase A) 2 (Ace2), which encodes a key regulatory enzyme of the renin-angiotensin system (RAS), results in highly increased susceptibility to intestinal inflammation induced by epithelial damage. The RAS is known to be involved in acute lung failure, cardiovascular functions and SARS infections. Mechanistically, ACE2 has a RAS-independent function, regulating intestinal amino acid homeostasis, expression of antimicrobial peptides, and the ecology of the gut microbiome. Transplantation of the altered microbiota from Ace2 mutant mice into germ-free wild-type hosts was able to transmit the increased propensity to develop severe colitis. ACE2-dependent changes in epithelial immunity and the gut microbiota can be directly regulated by the dietary amino acid tryptophan. Our results identify ACE2 as a key regulator of dietary amino acid homeostasis, innate immunity, gut microbial ecology, and transmissible susceptibility to colitis. These results provide a molecular explanation for how amino acid malnutrition can cause intestinal inflammation and diarrhoea.     

伦理视角的人力资源管理研究回顾与述评

目前人力资源管理的研究焦点更多地集中于战略人力资源管理,而人力资源管理的伦理维度一直未能受到足够重视。回顾并解析了人力资源管理起源、发展、演化的历史进程中所蕴涵的伦理理念,指出了人力资源管理中所体现的伦理进步以及存在的一些不足之处,提出在新的企业内外环境下,应该对伦理视角的人力资源管理研究给予更多关注。     

支气管哮喘患者肠道菌群多样性变化

 为了阐释支气管哮喘患者肠道菌群多样性及结构组成特征,探究肠道菌群与哮喘病的相互关系,以52例哮喘急性发作期患者及25例对照开展病例-对照研究.采集粪便样品,运用PCR-DGGE指纹图谱技术分析粪便菌总DNA,得到反映肠道微生物菌群结构特征的DNA指纹图谱.结果表明,哮喘个体样本的肠道菌DNA条带数量7—31条不等,平均只有17条;对照组样本个体的DNA条带数量14—36条不等,平均24条.哮喘患者肠道菌群的Shannon-Wiener多样性指数显著低于对照组(P＜0.0001).多变量统计分析表明,哮喘组肠道菌群结构组成显著区别于对照组,两组样本分类明显.两组内不同民族、性别间的差异无统计学意义.研究表明,哮喘患者的肠道菌群在分子水平上发生明显改变,多样性显著降低,肠道菌群结构改变与哮喘病有关;PCR-DGGE技术结合PCA、PLS-DA多变量统计分析手段具有预测性、先行性的优势,适用于菌群结构未知样品的研究.     

计算机技术人员的社会责任

主要讨论了计算机信息技术带来的伦理学新问题和技术人员应具备的伦理学与法律法规的基本知识.概述了计算机信息技术人员应承担的社会责任和常用的伦理理论与伦理分析方法.希望专业技术人员能以强烈的职业道德,思考并关注所开发的产品以及所应用的技术将会带来的社会影响,在日常生活和工作中能做出正确的伦理抉择.     

生命科技伦理问题与治理策略——以人-动物嵌合体研究为例

 新兴生命科技领域中人-动物嵌合体研究意义重大,同时其在公众厌恶、对“非自然”和模糊物种界限的担忧、对嵌合体生物伦理地位的不确定、有损人性尊严以及滑坡论等方面存有巨大的伦理、社会争议,进而给当下法律规则和治理体系带来前所未有的挑战。研究认为,基于人-动物嵌合体研究不可否认的益处以及潜藏的伦理、社会争议,争议因具体研究类型而异,不应简单地允许或禁止一切嵌合体研究,而应采取密切监控、个案分析的适应性灵活治理策略。从法律与伦理规范、审查与监督管理、公众探讨与科学传播等多个维度提出治理策略相关建议,以争生命科技领域发展与伦理限制之二维平衡,保障该领域健康有序发展。