澳大利亚偏远地区原住民婴儿肠道微生物组保留祖先特征：对西方化进程中微生态演替的启示

《Nature Communications》：Indigenous infants in remote Australia retain an ancestral gut microbiome despite encroaching Westernization

本研究针对传统原住民与西方社会婴幼儿肠道微生物组差异的研究空白，通过宏基因组学分析50对年龄/性别匹配的澳大利亚偏远原住民与城市非原住民婴儿的粪便样本。发现原住民婴儿肠道菌群α多样性显著更高，Prevotella、Bifidobacteria等祖先型菌属富集，且病毒/真菌载量显著增加，揭示偏远环境与传统生活方式对维持微生态多样性的主导影响，为理解现代化进程中微生态演替提供关键证据。

　　

在全球范围内，工业化与城市化进程正以前所未有的速度改变人类的生活方式，而这一变化在人体最亲密的“伙伴”——肠道微生物组中留下了深刻的烙印。传统狩猎采集或自给农业社会人群的肠道微生物组通常表现出更高的多样性，富含分解纤维、产生抗炎短链脂肪酸的细菌，而现代城市居民的肠道菌群则趋向单一化，与肥胖、糖尿病、心血管疾病等非传染性疾病的发病率上升密切相关。澳大利亚原住民作为现存最古老的连续文化之一，在殖民化后经历了传统生活方式的瓦解和慢性疾病的激增，但其婴幼儿期肠道微生态在西方化浪潮中的真实面貌仍属未知。

为揭示这一关键科学问题，研究团队在《Nature Communications》发表论文，首次对澳大利亚偏远原住民婴儿与城市非原住民婴儿的肠道微生物组进行系统性对比。通过对50对年龄、性别匹配的婴儿粪便样本进行宏基因组测序，发现原住民婴儿的肠道菌群不仅α多样性显著更高，且114个细菌物种、38个属存在丰度差异。尤为重要的是，原住民婴儿肠道中富集了Megasphaera、Prevotella等传统社会标志性菌属，Bifidobacteria（双歧杆菌）为主导菌群，且肠道病毒和真菌载量远超非原住民婴儿。这些特征表明，尽管西方饮食文化已渗透至偏远社区，原住民婴儿仍通过代际传递和环境暴露保留了祖先型微生态的核心特征。

关键技术方法概述

研究采用鸟枪法宏基因组测序（shotgun metagenomic sequencing）分析粪便样本DNA，使用MetaPhlAn4进行细菌分类学注释，Kraken2鉴定病毒/真核生物，通过ALDEx2检验差异丰度，SUPER-FOCUS进行功能注释。队列包含50名澳大利亚北部偏远原住民婴儿（Elcho研究）和50名城市非原住民婴儿（ENDIA研究），样本经标准化采集、冷冻运输和DNA提取，数据分析涵盖α/β多样性计算、主坐标分析及粪便钙卫蛋白（fecal calprotectin）等炎症标志物检测。

研究结果

1. 研究人群特征

两组婴儿在分娩方式、宠物接触等基线特征上无显著差异，但原住民婴儿出生体重较低（P=0.0004），当前母乳喂养率（94% vs 48%）和6个月纯母乳喂养率（84% vs 6%）显著更高，辅食引入时间较晚（P=0.006），且粪便钙卫蛋白浓度中位数高达1318 mg/g（非原住民组39.9 mg/g），提示肠道炎症水平差异。

2. 原住民婴儿呈现独特的分类学特征

细菌群落结构分析显示，原住民婴儿肠道中Bifidobacteria在低龄阶段占主导，而高龄阶段Prevotella富集；非原住民婴儿则以Phocaeicola（Bacteroides）为优势菌属。

病毒组中，原住民婴儿携带大量Enterobacteria噬菌体（如Quadragintavirus ev129），而非原住民婴儿以感染Bacteroides的CrAssphages为主；真菌中Candida albicans在原住民群体中显著富集。

3. 多样性分析揭示微生态分化

α多样性在科级水平上原住民婴儿显著更高（Shannon指数P=0.012），女性婴儿多样性高于男性。β多样性分析显示两组群落结构显著分离（ADONIS P=0.001），且随年龄增长物种更替明显。

主坐标分析进一步证实两组微生物组成差异。

4. 差异丰度物种与功能通路

Megasphaera、Streptococcus lactarius等114个物种在原住民婴儿中富集，而Muricomes oroticus等倾向于非原住民群体。功能注释显示原住民婴儿代谢相关通路（如核苷酸、蛋白质合成）活跃，而非原住民组单糖代谢功能增强。

结论与意义

本研究首次证实澳大利亚偏远原住民婴儿肠道微生物组保留了大量传统社会特征（如高多样性的Prevotella、Bifidobacteria），其结构更接近全球狩猎采集群体，而非西方化人群。这一发现凸显了远程自然环境、传统饮食与多代共居生活方式对微生态保育的核心作用，反驳了“西方化微生物组可通过垂直传播快速替代祖先型菌群”的假设。尽管原住民社区面临西方加工食品渗透，婴幼儿期微生态仍展现出强韧性，这为探索环境暴露、文化实践与微生态互作提供了关键基线。未来需通过长期随访明确微生态演替与慢性病风险的关联，为针对性地保护原住民儿童健康提供科学依据。