随着城市化 人类肠道中的微生物种类已经损失了一大半

在人体肠道深处，无数“好”细菌和其他微生物帮助我们消化食物，并通过影响我们的免疫、代谢和神经系统来保持我们的健康。人类成为人类之前，这些不起眼的微生物助手中就已经存在于我们的肠道中——几乎所有灵长类动物中都发现了某些肠道微生物，这表明它们与灵长类的一个共同的祖先建立了共生关系。

但研究人员上周在华盛顿特区举行的微生物学会议上报告说，人类也失去了在其他灵长类动物中发现的大量此类共生者，并且随着世界各地的人们继续涌向城市，可能会失去更多。那些缺乏的肠道微生物可能会影响人类健康。

“这项工作有助于加深我们对人类生物和文化发展过程的理解。”加州理工学院微生物学研究生 Lev Tsypin 说(他没有参与这项研究)。

微生物组包括居住在个体(无论是人、植物还是涡虫)的所有细菌、真菌、病毒和其他微观生命。对于人类和许多其他物种，最具特征的微生物组集中在肠道中的细菌上。微生物学家对这些肠道微生物的研究越多，发现的细菌与其宿主功能的联系就越多。例如，在人类中，肠道细菌会影响免疫系统对病原体和过敏原的反应，或与大脑相互作用，从而影响情绪。

康奈尔大学的进化生物学家 Andrew Moeller 是最早证明肠道细菌和人类在很长一段时间内建立了这些关系的人之一。6年前，他和同事报告了一项工作，表明人类肠道微生物与其他灵长类动物的肠道微生物非常相似，这表明它们的存在早于人类进化。

但他的后续研究和其他人的工作也表明，在一般意义上，人类肠道微生物组的多样性已不如我们目前的灵长类动物表亲。一项研究在野生猿的肠道中发现了 85 个微生物属，例如拟杆菌属和双歧杆菌属，但在美国城市的人类中只有 55 个。世界欠发达地区的人们拥有 60 到 65 个这些细菌群，这一观察结果将微生物多样性的减少与城市化联系起来。

美国大学微生物学家 Reshmi Upreti 说，随着人类从狩猎采集时代进入城市，饮食发生变化、抗生素使用、生活压力增加和卫生条件更好，这些都可能导致人类肠道微生物的减少。华盛顿，博塞尔。几位著名的研究人员认为，这种较低的多样性可能导致哮喘和其他炎症性疾病的增加。

Moeller和同事简单地研究了存在哪些细菌或其他微生物属的遗传标记。Moeller 现在通过尝试编译人类最近亲属中当前肠道微生物的完整基因组，仔细研究了人类肠道中究竟丢失了哪些微生物物种。 “我们可以通过观察其他灵长类动物身上的东西来判断[人类]少的东西。”

Moeller 和同事从几组非洲黑猩猩和倭黑猩猩身上收集了粪便，从肠道微生物的粪便中分离和测序微生物 DNA。他们还收集了其他研究人员之前为大猩猩和其他灵长类动物收集的肠道微生物 DNA 数据——积累了 22 种非人类灵长类动物的详细信息。借助计算机，他们能够将测序的 DNA 片段编译成存在的肠道微生物的全基因组。通过比较这些数据、来自 49 个人群的肠道微生物组数据和来自人类粪便化石的古代 DNA，并将其全部覆盖在灵长类动物家谱上，该团队可以描述不同灵长类动物不同微生物群之间的关系变化。

在美国微生物学会年上，他们展示了一些特定的肠道微生物随着灵长类宿主的进化而多样化，而另一些则消失了。 Moeller于6月11日在 Microbe 2022 上报告说，目前在黑猩猩或倭黑猩猩和至少一种其他非人类灵长类动物中发现的 100 个左右的微生物分支或进化枝中，人类已经失去了 57 个，相当多的微生物已经放弃了人类肠道。 Moeller 还能够估算出一些人类肠道微生物的消失时间。一些在几千年前就消失了，还有一些在最近消失，而城市居民的损失最大。

“让我印象深刻的是，他开发的方法既简单又富有洞察力。”加州大学 (UC) 河滨分校的进化生物学研究生 Jessica Maccaro 说。

Tsypin 指出，证明肠道微生物已从宿主中丢失总是具有挑战性的，因为肠道中罕见的微生物可能无法进入粪便，因此在这类研究中可能会被遗漏。

当然，也有一些乐观的看法。加州大学伯克利分校的微生物学家Kyle Meyer认为，这种损失不一定是问题。 “也许我们不需要它们。” 但Moeller很担心。

Moeller 和其他人还建议，识别丢失的微生物可能是让它们回归的第一步。 “如果我们确定这些群体提供了保持人类健康的重要功能，”Maccaro 说，“也许可以用益生菌来恢复它们。”

https://www.science.org/content/article/modern-city-dwellers-have-lost-about-half-their-gut-microbes