《American Journal of Biological Anthropology》：Lifestyle Impacts the Oral Microbiome of Classical and Post-Classical Societies in Italy
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目标：罗马帝国的衰落（公元476年）由于发生的政治、行政和领土变化，深刻影响了其人民的生活。当时大多数文字记录聚焦于社会精英阶层，使得大部分人口未被充分研究。在此，研究人员采用生物考古学方法，以理解生活方式差异如何反映在帝国衰落前后生活的不同社会阶层人群的口腔
目标：罗马帝国的衰落（公元476年）由于发生的政治、行政和领土变化，深刻影响了其人民的生活。当时大多数文字记录聚焦于社会精英阶层，使得大部分人口未被充分研究。在此，研究人员采用生物考古学方法，以理解生活方式差异如何反映在帝国衰落前后生活的不同社会阶层人群的口腔微生物组中。
材料与方法：研究人员分析了来自67个个体的牙结石（保存的口腔微生物组）的鸟枪法测序数据，这些个体属于不同社会阶层，来自两个古典时期墓地（公元I-III世纪，Lucus Feroniae和Isola Sacra）和一个后古典时期墓地（公元IV-VIII世纪，Selvicciola），所有墓地均位于意大利罗马城附近。
结果：研究人员检测到三个遗址之间的口腔微生物组在分类学和功能组成上存在显著差异，其中乡村城镇Lucus Feroniae与其两个对应遗址相比尤为突出。无法可靠地识别膳食成分。
讨论：Lucus Feroniae独特的口腔微生物组可能反映了一般健康和生计实践的差异，这与先前发表的同位素和形态学数据一致。其乡村位置可能减轻了影响同时期Isola Sacra和后期Selvicciola社区的周期性粮食危机，使其免受这两个地点观察到的营养压力的影响。这一发现支持牙结石微生物组的时间稳定性，同时强调了生活方式对口腔微生物群落的影响。
**研究背景**
公元476年西罗马帝国灭亡后，政治、行政与领土的剧变深刻影响了帝国子民的生活。然而，现存的文字记录大多聚焦于社会精英阶层，农民、退伍军人、商人、自由民和奴隶等占人口多数的群体在历史文献中记载甚少，导致对过去社会的认知存在显著偏倚。为弥补这一空白，研究人员采用生物考古学方法，利用牙结石（dental calculus，矿化的牙菌斑）中保存的古代DNA来重建过去人群的口腔微生物组。已有研究表明，过去8000年间牙结石微生物组在时间上呈现较强稳定性，即使农业诞生和工业革命等重大文化转型也未显著改变其组成；然而，对地理邻近但生活方式不同人群的比较研究仍十分有限。本研究旨在探究罗马帝国时期不同社会经济地位人群，以及帝国衰落后文化转型对口腔微生物群落的影响。
**研究内容与主要结论**
研究人员对意大利罗马附近三个墓地的67个个体的71份牙结石样本进行了鸟枪法测序，包括古典时期（公元I-III世纪）的Isola Sacra和Lucus Feroniae墓地，以及后古典时期（公元IV-VIII世纪）的Selvicciola墓地。结果显示，三个遗址间的口腔微生物组在分类学和功能组成上存在显著差异，其中乡村城镇Lucus Feroniae与另外两个墓地差异显著，而Isola Sacra与Selvicciola之间无显著差异，表明生活方式而非时间因素是塑造口腔微生物组的主要驱动力。Lucus Feroniae的乡村内陆位置可能提供了稳定的食物来源，使其免受同时期Isola Sacra和后期Selvicciola所经历的周期性粮食危机与营养压力。该研究发表于《American Journal of Biological Anthropology》。
**关键技术方法**
研究人员采用以下技术方法：（1）对71份牙结石和8份土壤样本进行鸟枪法测序（shotgun sequencing），样本来源为Isola Sacra（n=30）、Lucus Feroniae（n=27）和Selvicciola（n=10）三个墓地；（2）使用nf-core/eager流程处理数据，Kraken2和Bracken进行物种水平分类，decOM进行源追踪（保留口腔比例≥75%的样本），并通过土壤样本比对去除环境污染物；（3）采用CLR归一化和Aitchison距离的PERMANOVA分析群落组成差异，ANCOMBC2鉴定差异丰度物种；（4）使用HUMAnN3进行功能分析；（5）结合已发表的稳定同位素和古病理学数据进行综合解读。
**研究结果**
**3.1 数据处理、验证与α多样性**：测序获得每份牙结石样本平均约6540万条双端读段。经decOM源追踪和土壤比对去污后保留1369个分类单元。α多样性（alpha diversity，物种丰富度和Shannon均匀度）在各墓地间无显著差异，但测序深度显著影响均匀度。
**3.2 口腔微生物组组成和功能与生活方式差异相关**：基于Aitchison距离的PERMANOVA分析显示，墓地来源对微生物组成有显著影响（R
2=0.045，p=0.036），Lucus Feroniae与Isola Sacra（p=0.033）及Selvicciola（p=0.033）均显著不同。差异丰度分析鉴定出Eikenella exigua在Lucus Feroniae中富集，而Staphylococcus condimenti在Isola Sacra中富集，后者可能与当地广泛消费鱼类及鱼露（garum）有关。功能分析同样显示Lucus Feroniae与其他两个墓地显著不同，唯一显著富集的生物学过程为伴侣蛋白介导的蛋白质折叠（GO:0061077）。
**3.3 饮食分析**：在去污后检测到30个植物属、23个哺乳动物属和17种鱼类，但所有真核生物分类单元在土壤样本中也有检出，无法可靠区分饮食来源与环境污染物。
**3.4 性别鉴定**：通过分子方法成功鉴定7个个体的性别（另3份土壤样本也获得结果），与形态学鉴定结果相比，6例中有4例一致、2例不一致。
**3.5 地理起源推断**：仅11个样本覆盖足够的SNP位点，均与现今托斯卡纳/伊比利亚人群遗传上最接近，但无法进行可靠的人群迁徙推断。
**讨论与结论**
讨论部分指出，Lucus Feroniae独特的口腔微生物组反映其乡村生计带来的健康优势和稳定食物获取；Isola Sacra中S. condimenti的富集与沿海城市广泛消费鱼类和发酵鱼制品的生活方式相符。龋齿样本的微生物组成不仅不同于同一个体的健康牙齿，且在主坐标分析中占据边缘位置，符合失调微生物组的“Anna Karenina”原则。饮食分析的局限性主要在于真核生物参考数据库不完整、污染难以完全排除以及饮食与环境信号难以区分。研究结论：通过研究公元I至VIII世纪三个墓地个体的口腔微生物组，研究人员检测到同时期和跨时期人群间的组成差异，这些差异可能源于生计实践、资源获取和总体健康状况的不同。这是首次记录与不同社会阶层相关的人类口腔微生物组分类学和功能组成差异。尽管无法确定因果关系，特别是饮食特征分析仍不充分，但研究结果表明“生活方式指标”可能从保存的微生物群落中检测到，为研究过去社会尤其是此前关注不足的群体提供了新途径。
