1.“4K”微生態定義

人體微生物群是人體內部與體表所有微生物有機體的總稱[1]，其組成包括非細胞結構的病毒（包括噬菌體）、原核生物中的真細菌和古細菌，以及真核細胞微生物。與之對應，微生物群可以分為病毒群、細菌群、古細菌群和真核細胞型微生物群。微生物組也可以相應地分為病毒組、細菌組、古細菌組、真核細胞型微生物組。BIOTREE創作開發的“4K”微生態，是在宏基因組學的基礎上進行的深度微生物組學研究，同時涵蓋宏病毒組、宏細菌組、宏古菌組、宏真菌組共四種單獨的組學產品。

表1. 四種微生物構造的區別

2.深度宏基因組新品發布

由病毒、細菌、古細菌和真核生物組成的復雜微生物群落通過捕食和資源競爭等機制相互作用，并與環境相互作用。隨著二代測序技術的興起，人類腸道細菌的研究有了飛躍性的發展，但是對真菌、病毒和古菌的研究仍未得到充分開發。我們基于宏基因組數據挖掘細菌、真菌、病毒和古菌的物種信息，深度了解腸道內“4K”微生態組成、變化規律及其相互作用。

3.宏病毒組與人體健康疾病間的相互作用

最近的研究表明，共生的腸道病毒不僅積極地與細菌等微生物相互作用，同時也與哺乳動物的免疫系統密切相關，如在噬菌體治療過程中，噬菌體能夠敏化抗生素抗性細菌，并促發機體免疫從而保護宿主免受抗性細菌感染。

圖1. 宏病毒部分應用[2]

4.宏細菌-宿主器官代謝物組成的器官軸與疾病間的關系

腸道菌群和宿主免疫代謝系統之間的復雜相互作用會影響其他器官相關的功能，它們之間形成“軸”。這種連鎖反應能通過宿主和微生物及其代謝物之間的直接或間接相互作用。宿主-微生物免疫代謝軸是宿主細胞途徑和各種微生物群之間的多向通信系統；在這個軸內，不同的微生物能夠通過代謝影響膽汁酸、維生素、氧化三甲胺、短鏈脂肪酸、神經遞質等物質的合成及分解，進而影響機體的多器官功能運行，比如調控炎癥因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）、白介素-6（IL-6）、轉化生長因子-β（TGF-β）和抗炎癥因子如白介素-10（IL-10）、白介素-1Ra（IL-1Ra）來調節機體免疫功能，從而在宿主疾病的發生、發展、預后、預防和預警過程中具有重要的作用。

圖2. 腸道細菌-器官軸及關鍵代謝物

5.宏古菌及其與癌癥相關代謝物

研究表明，古菌中編碼與癌癥相關代謝物（如短鏈脂肪酸和多胺）的基因在腸道和口腔樣本中更為普遍和多樣化；編碼與癌癥相關代謝物的基因主要與Euryarchaeota門和TACK超門有關，特別是產甲烷古菌。

圖3. 古菌及其與癌癥相關代謝物[3]

6.宏真菌組與人體健康疾病間的相互作用

念珠菌、馬拉色菌、曲霉菌、附球菌、酵母菌、鏈格孢菌和枝孢菌等是人體常見的共生真菌，可在口腔、皮膚、陰道、胃腸道及呼吸道中定殖。

真菌群在人體健康中有重要作用，其失調及真菌感染與炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)、腸易激綜合征(irritable bowel syndrome, IBS)、大腸癌、口咽念珠菌病、囊性纖維化、哮*、移植物抗宿主病(graft-versus-host disease, GVHD)、代謝疾病等多種疾病相關。

免疫系統和真菌之間存在復雜的雙向互作，真菌免疫相關遺傳突變可影響人體對真菌相關疾病的易感性。

圖4. 宏真菌相關疾病[4]

7.人類腸道微生物組在健康方面發揮著重要作用

大量研究表明微生物組與人體健康和疾病發生、發展存在密切關系，尤以腸道微生物組最為重要。人體微生物組與哮*等超敏反應疾病，肥胖、糖尿病、肝臟疾病等代謝相關疾病，心腦血管疾病，IBS，IBD，慢性腎病，消化道腫瘤，自閉癥、抑郁癥和阿爾茨海默病等精神性疾病均有關。

表2. 人體微生物組相關疾病[5]

參考文獻：

[1]?The human microbiome project

[2]?A century of the phage: past, present and future

[3]?Contributions of Human-Associated Archaeal Metabolites to Tumor Microenvironment and Carcinogenesis

[4]?The mycobiota of the human body: a spark can start a prairie fire

[5]?人體微生態學研究進展

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