美国人肠道计画揭开上万样本肠道菌组成

美国肠道协会（American Gut Consortium）近日公开他们于公民科学计画（citizen science project）中获得的微生物研究结果，结合了地球微生物组计划（Earth Microbiome Project, EMP）和人类食品计画（Human Food Project）共同组成了美国肠道计画（American Gut Project）。自 2012 年开始这个计画以来，已经招收了 11,336 名参与者，收到了 15,096 份样本，并对超过 9,500 份粪便样本进行了分析，且透过人群资金网站为美国肠道项目和相关的英国肠道项目捐款 250 多万美元。

定序与代谢体分析建置肠道菌图谱

如同在《mSystems》杂志中的公开报导，研究人员收集来自美国，英国以及其他数十个国家的个体粪便样本。使用 Illumina 的 MiSeq 或 HiSeq 对检体中 16S rRNA 的 V4 区域进行定序，以辨认其微生物组成。另外，也将部份样品用 Illumina HiSeq 2500 进行散弹枪宏基因组定序（shotgun metagenomic sequencing）以及高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）进行代谢物分析。参与检测者同时也提供了他们的饮食习惯、生活方式、健康状况和疾病史等资料，以利研究人员分析、比对肠道微生物的组成与饮食、精神疾病等之间的关联。

论文第一作者、加州大学圣地亚哥分校医学院美国人肠道菌计画技术总监 Daniel McDonald 表示：“我们此次所观察到的微生物多样性比之前小型研究所发现的要来得多，这表示如果能收集到更多不同族群的数据，将有助于观察到更丰富的微生物多样性，对定义人类微生物菌相的界限（boundaries）是相当重要的。”仅管样品是在室温下以邮寄方式运送，但研究团队表示，其微生物菌相之组成模式透过调整后，并没有受到太大的影响。

免疫疗法新思维与肠道菌携手对抗癌症

“第二个大脑”当之无愧肠道菌与饮食、抗生素、精神疾病皆相关

在饮食方面的研究发现，食用的植物种类与其肠道微生物多样性呈现正相关，无论是纯素食者（vegan）还是一般素食者（vegetarian），食用植物种类较多者（每周吃 30 种以上的植物）与食用植物种类较少者（每周仅 10 种以下的植物）相比，较不容易携带具抗生素抗药性基因的菌种。

令人意外的是，研究团队针对 139 名近期使用过抗生素的参与者和 117 名无使用抗生素的参与者进行为期一年以上的观察分析，结果显示抗生素使用者虽然微生物多样性下降，但代谢体学的多样性（metabolomic diversity）却增加。

此次研究也揭露罹患及未罹患精神疾病如忧郁症（depression）、精神分裂症（schizophrenia）、躁郁症（bipolar disorder）或创伤后压力症（post-traumatic stress disorder, PTSD）者的肠道微生物菌相之差异。还有记录进行大肠手术切除前后的肠道微生物菌相之动态变化。

加州大学圣地亚哥微生物创新中心（University of California, San Diego’s Center for Microbiome Innovation）主任 Rob Knight 将美国肠道计画（American Gut Project）比喻为一张地图，而本次发表的研究成果仅为地图一角的快照，Rob Knight 强调，最终的目标是希望能够完整拼凑出这张肠道菌地图，甚至能有“GPS 功能”，引导民众透过改变饮食、生活方式或是药物治疗来达到目的。

随着美国人肠道菌计画（American Gut Project）蒐集越来越多数据，其他分析也陆续进行中，并且持续吸收新的研究人员及新的分析方法，可望为肠道菌相的研究带来更多不同的面向。

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参考资料：

http://msystems.asm.org/content/3/3/e00031-18
https://www.genomeweb.com/sequencing/american-gut-project-reports-microbiome-results-11k-participants#.Wvuagpp-UdU