《Nature》：人类微生物组计划发布第二波数据

人类微生物组计划于2008年由美国国立卫生研究院发起，旨在鉴定与人类健康和疾病相关的微生物，以及绘制这些微生物的参考基因组。2012年，研究人员在《Nature》杂志上发表了一系列文章，报道了不同人群的各个身体部位的微生物组成。

目前，这个计划已经进入第二阶段（iHMP）。它的目标是利用各种组学技术，对三个不同队列人群的微生物组和宿主进行分析，建立综合的纵向数据集。这三个人群分别是怀孕和早产群体、炎症性肠病患者和II型糖尿病患者。

在这项研究中，Broad研究所Curtis Huttenhower领导的团队对1631个新样本开展了宏基因组测序。“关于哪些微生物和分子过程有助于维持人类微生物组的健康，这项研究提供了迄今为止最详细的信息。”Huttenhower说。

在不同的时间点，Huttenhower及其同事从265名个体的多个身体部位采集样本，并开展分析。新的数据集包括2103个不同的宏基因组和252个技术重复，总共是2355个宏基因组。

利用StrainPhlAn计算工具，研究人员探索了宏基因组的稳定性和多样性。他们发现，随着时间的变化整个图谱保持一致。同一个人在不同时间点表现出的差异小于不同人之间的差异。

不过，研究人员也发现，某些微生物亚种倾向于出现在特定身体部位，比如，副流感嗜血杆菌（Haemophilus parainfluenzae）的不同亚种往往出现在口腔的各个部位，如牙菌斑、面颊内侧和舌头顶部。某些微生物则喜欢抱团出现。例如，史氏甲烷短杆菌（Methanobrevibacter）总与梭菌（Clostridiales）在一起。

由于微生物样本是在不同时间点采集的，Huttenhower及其同事便开始梳理各个身体部位的群落动态。他们指出，拿肠道微生物组来说，同一个体的厚壁菌（Firmicutes）随时间不断变化，而不同个体的拟杆菌（Bacteroides）变化更大。同时，某些微生物在不同的身体部位表现出相似的动态模式，如龋齿罗氏菌（Rothia dentocariosa）。

研究人员还评估了微生物的某些 “核心”分子功能。如果它们在四分之三的抽样人群中出现，则被视为某个身体部位的“核心”通路。通过这种方式，他们发现有258条通路对至少一个身体部位而言是核心的，并且有多条通路是“超级核心”的。

文章的共同第一作者、马里兰大学医学院的Anup Mahurkar表示：“这些微生物群落极其复杂。从某种意义上说，这项研究是一个很大的进步。不过，这也只是沧海一粟。我们还有很多东西需要学习。”