从婴儿期到 8 岁肠道微生物组的演化：菌株定植、持续存在及关键转折点的深度探究

为探究个体菌株如何在人体肠道定植、持续存在，以及选择压力如何塑造其基因组架构，研究人员对 26 位母亲及其双胞胎（52 名婴儿）从出生到 8 岁的 1203 份粪便样本进行鸟枪法测序，并对其中 10 对双胞胎（20 名婴儿）进行深度测序。研究构建 399 个分类单元的 3995 个菌株解析宏基因组组装基因组，发现 27.4% 菌株能在个体内持续存在，确定了垂直转移的菌株家族，并证实断奶是加速细菌突变率、改变基因功能的关键转折点。该研究对深入理解肠道微生物组演化意义重大。

　　人类肠道微生物组在生命早期最为活跃。尽管分类结构的显著变化已被充分描述，但个体菌株如何定植和持续存在，以及选择压力如何定义其基因组结构，在何种程度上发生，仍不明确。在这项研究中，研究人员对 26 位母亲及其双胞胎（52 名婴儿）从出生到 8 岁的 1203 份粪便样本进行鸟枪法测序（shotgun sequencing），并对其中 10 对双胞胎（20 名婴儿）进行培养增强的深度短读长读粪便测序。旨在确定从婴儿期到童年中期肠道物种的传播、持续存在和进化轨迹。研究构建了 399 个分类单元（taxa）的 3995 个菌株解析宏基因组组装基因组（strain-resolved metagenome-assembled genomes），发现 27.4% 的菌株能在个体内持续存在。研究人员还鉴定出 726 个家族共享菌株，其中拟杆菌目（Bacteroidales）、颤螺旋菌科（Oscillospiraceae）和毛螺菌科（Lachnospiraceae）可垂直转移，但双歧杆菌科（Bifidobacteriaceae）不行。最后，研究证实断奶是一个关键转折点，它会加速细菌突变率，并使积累突变的基因功能谱发生分化。