斯坦福牛人团队发现，99%的人类微生物被忽视

　　

生物通报道  人类微生物组的研究正在如火如荼地进行中，不过大多集中在肠道或皮肤。因此，一些身体部位的微生物数据已在数据库中得到很好的体现，而其他的依然一无所知。如今，通过血液中循环游离DNA的研究，以前不为人所知的微生物和病毒开始走进人们的视线。

这项研究由斯坦福大学的研究人员开展，发表在《美国科学院院刊》（PNAS）杂志上。通讯作者是斯坦福大学的著名科学家Stephen Quake。他在基因组学研究领域有重大贡献，包括单分子DNA测序、单细胞基因表达和测序，以及无创产前诊断的开发等。他还创办了Fluidigm、Helicos Biosciences等公司。

图：Stephen Quake博士

在这项研究中，研究团队对188名患者进行了1351次抽血，并利用鸟枪法测序技术来分析样本。他们组装了7190个大于1 kb的连续区域（contigs），其中3761个是新的。科学家认为，新的contigs在现有的数据库中几乎没有序列同源性。

在研究团队收集到的所有非人类DNA片段中，99%无法与现有的遗传数据库中的任何内容相匹配。考虑到这一点，Quake实验室的研究生Mark Kowarsky就着手鉴定这些神秘的DNA。他也是这篇论文的第一作者。

绝大多数的片段属于变形菌门（Proteobacteria），这是细菌中主要的一门，包括许多病原菌，如大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌等。细环病毒（torque teno virus）家族的病毒则构成了最大的一类，这种病毒通常与疾病无关，但常常出现在免疫功能低下的患者身上。

更重要的是，他们发现了一组全新的细环病毒。在已知的细环病毒中，一组感染人，另一组感染动物，但研究人员发现的许多病毒无法归到任何一组。Quake博士表示：“我们已经发现了一类感染人的全新病毒，比之前的人类病毒更接近动物病毒，因此在进化程度上有很大不同。”

Quake实验室是在寻找无创方法预测器官排斥时，突然有了这项研究的灵感。通常，检测排斥反应需要组织活检，但研究人员认为应该有更好的方法。理论上，他们能够通过抽血并检测游离DNA来检测排斥反应。血液样本中除了包含患者的DNA片段，还包含器官供体的DNA片段，以及组成微生物组的细菌、病毒及其他微生物。

除了预测器官排斥，斯坦福团队开发的这项技术还可以发现许多新的病毒和细菌。对循环核酸的检测可以与现有的微生物组研究互补。“这些居住在人体内的微生物可能是某些急性或慢性疾病的原因，也许有助于疾病的预测性诊断，”作者提到。

展望未来，Quake博士表示，实验室希望研究其他生物的微生物组，看看那里有什么。“各种各样的病毒会从其他物种跑到人类身上，我们希望发现最终可能在人类中流行的新病毒。了解这些病毒可以帮助医生管理和跟踪疫情，”他说。（生物通 薄荷）

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Numerous uncharacterized and highly divergent microbes which colonize humans are revealed by circulating cell-free DNA

PNAS August 22, 2017