编辑推荐：
在人类肠道微生物组研究中，诸多细菌未知且难以获取菌株。研究人员创建了人类肠道细菌集合（HiBC）。结果显示 HiBC 含多种菌株和新物种，还揭示了质粒特征。这为肠道微生物组功能研究提供了重要资源。
在人体肠道中，存在着数量庞大且种类繁多的微生物，它们与人体健康息息相关。然而，目前仍有大量的肠道细菌未被认知，许多已发现的菌株也难以获取，这极大地限制了对肠道微生物组的深入研究。已有的研究虽然报道了一些人类肠道分离株中的新分类群，但很少对其进行描述和命名，并且在分类学上也存在混乱，同时菌株的可获取性差，相关元数据缺乏，这些问题都阻碍了肠道微生物研究从简单的关联研究向机制研究迈进。为了解决这些问题，来自德国亚琛工业大学（RWTH Aachen University）等多个研究机构的研究人员开展了一项重要研究，其成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员创建了一个公开可用的人类肠道细菌集合（Human intestinal Bacteria Collection，HiBC）。这一研究成果意义重大，它为深入探究肠道微生物组的功能提供了关键资源，有助于推动肠道微生物与人体健康关系的研究进展，让我们对肠道微生物在健康和疾病中的作用有更深入的理解。
在研究方法上，研究人员主要运用了以下几种关键技术：首先是细菌分离与培养技术，从人类粪便样本中分离细菌，采用经典分离和单细胞分配器两种方法进行培养；其次是基因组测序技术，对分离出的细菌进行基因组测序，分析其基因信息；然后是代谢产物分析技术，通过高效液相色谱（HPLC）测量细菌产生的代谢产物浓度；最后是生物信息学分析技术，利用多种软件对基因组数据进行处理和分析，确定细菌的分类学地位、功能以及与疾病的关联。
研究结果如下：
- 分离出多种关键共生菌种：HiBC 包含 340 个菌株，代表 198 个物种，涵盖人类肠道中 7 个主要门的 29 个科。其中有 29 个是新分类群，并已进行描述和命名。同时为所有菌株生成了高质量基因组，还创建了 HiBC 网络界面，方便获取菌株及其相关信息。
- 描述了人类肠道中的优势新分类群：通过分析先前研究，发现已报道的大量肠道菌株中，仅有 3.8% 可被研究社区获取。HiBC 单独覆盖了个体微生物群的 56.51 ± 20.44%，新分类群平均提高了 3.75 + 3.99% 的覆盖率。研究还发现了如 Ruminococcoides intestinale 和 Blautia intestinihominis 等优势新物种，并对其与人类健康状况的关联进行了研究，发现它们与炎症性肠病等疾病存在密切联系。
- 揭示了培养菌株中的质粒景观并鉴定出流行的大质粒：研究人员开发了一种基因组分析流程，从 46% 的菌株中重建了质粒，共发现 266 个质粒。这些质粒存在于除 Fusobacteriota 外的所有门中，且许多菌株含有多个质粒。研究还鉴定出两种大质粒，对其功能进行研究发现，pBAC 质粒存在三种形式，不同形式与宿主健康的关联不同；pMMCAT 大质粒可增强细菌对表面的黏附。
- 丰富了 Faecalibacterium 物种的多样性：HiBC 包含代表 Faecalibacterium 属的多种菌株，其中有两个新物种 Faecalibacterium tardum 和 Faecalibacterium intestinale。研究发现该属不同菌株产生丁酸盐（butyrate）的能力差异很大，这与基因修饰和菌株的生长能力有关。
研究结论和讨论部分指出，HiBC 是首个完全公开可获取的人类肠道分离株集合，它的建立使得 29 个新物种得以命名和描述。大规模培养人类肠道细菌发现了许多新物种和属，为未来研究细菌在健康和疾病中的作用提供了便利。对 HiBC 中近一半分离株的质粒重建，有助于直接将质粒与各种物种的菌株联系起来，为研究非模式共生肠道微生物的遗传修饰提供了新工具。此外，通过对 HiBC 菌株的研究，能够对微生物分类群的功能进行实验验证，推动微生物 - 宿主相互作用的机制研究，从而为改善人类健康提供更坚实的理论基础。这一研究成果为肠道微生物组研究领域开辟了新的道路，具有重要的理论和实践意义。
