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为探究肠道病毒群落的遗传组成、功能潜力及疾病关联，研究人员构建中国肠道病毒目录（cnGVC）并分析肠道病毒组。结果显示 cnGVC 含大量新病毒，能识别疾病通用病毒特征，可用于疾病预测。该研究为疾病防治提供新策略。
在人体肠道中，存在着一个神秘的 “病毒世界”，它们是肠道微生物群落的重要组成部分，对人体健康有着不可忽视的影响。然而，以往的研究往往局限于某些特定的肠道病毒，对于肠道病毒群落的整体认知还十分有限。传统研究方法由于发现的病毒种类不足，难以全面了解肠道病毒群落的遗传组成、功能潜力以及它们与疾病之间的复杂关联 。随着高通量全宏基因组测序和基于病毒样颗粒（VLP）的病毒组测序技术的发展，人们对肠道病毒组有了初步认识，但仍缺乏深入探索。
为了填补这些知识空白，来自南方医科大学第五附属医院、大连医科大学等多家国内机构的研究人员开展了一项重要研究。他们收集了大规模中国人群粪便样本的 11,286 个宏基因组或病毒宏基因组数据，构建了中国肠道病毒目录（cnGVC），并分析了肠道病毒组与常见疾病的关系。该研究成果发表在《Genome Medicine》上。
研究人员开展此项研究用到的主要关键技术方法包括：收集大规模中国人群粪便样本的宏基因组数据，涵盖 50 项已发表研究的样本及 6 个验证队列；运用序列预处理、宏基因组组装、病毒序列识别与去污染、病毒聚类与基因预测等一系列生物信息学分析流程；利用多种数据库进行分类学分类、宿主分配和功能注释；运用多种统计分析方法和构建随机森林模型进行数据分析与疾病预测。
研究结果如下：
- 构建中国人群肠道病毒目录：对大量粪便样本数据处理后，得到 93,462 个非冗余病毒基因组（vOTUs）组成的 cnGVC。其中多数病毒为新发现病毒，未在现有肠道病毒数据库中出现。这些病毒的宿主范围相对较窄，且在分类学上有明确的注释和宿主分配 。
- 与现有肠道病毒数据库对比：cnGVC 中 73.2% 的 vOTUs 在其他数据库中未被发现，表明其具有高度的新颖性。同时，cnGVC 在功能注释方面也展现出独特性，其病毒基因与肠道原核基因差异显著，且包含多种功能基因，如辅助代谢基因（AMGs）、碳水化合物活性酶（CAZymes）等 。
- 肠道病毒组特征及性别、年龄相关变化：基于 cnGVC 对大量样本进行分析，发现其在不同类型样本中招募率较高，且不同性别和年龄的人群肠道病毒组存在显著差异。例如，女性在 30 - 39 岁和 40 - 49 岁时，肠道病毒丰富度和多样性高于男性，且部分病毒家族的含量随年龄变化呈现不同趋势 。
- 常见疾病中肠道病毒组的多样性和组成模式：研究涉及多种疾病，多数疾病患者的肠道病毒丰富度和多样性下降，且肠道病毒组整体结构发生显著改变。通过随机森林分类发现，肠道病毒特征在区分疾病患者和健康对照方面具有较高的准确性 。
- 常见疾病的通用病毒特征：通过元分析和直接比较，研究人员确定了 4238 个与疾病相关的 vOTUs，这些通用病毒特征在不同疾病中具有一致性。功能分析发现，疾病富集和对照富集的 vOTUs 在 AMGs 等功能方面存在差异 。
- 肠道病毒特征预测健康状况：构建的随机森林分类器能够有效预测健康状况，基于部分重要 vOTUs 训练的分类器预测能力更强，且在外部队列中得到验证 。
研究结论和讨论部分指出，cnGVC 是目前最大的单一人群粪便宏基因组病毒基因组目录，其构建凸显了单一人群病毒鉴定的重要价值。研究发现肠道病毒组在人体生理、免疫和代谢中可能发挥重要作用，且与多种疾病密切相关。此外，研究确定的通用病毒特征对未来疾病机制研究、干预措施制定和噬菌体治疗具有重要意义，为进一步探索肠道病毒组与人类健康和疾病的关系奠定了坚实基础。
