Nature腸道微生物研究爭論：是環境，還是基因影響更大？

　　關于對微生物組成的相對影響以及微生物對疾病的影響，到底是宿主遺傳學，還是環境作用更大，一直都是腸道微生物研究的爭論熱點。

　　一項最新研究指出，環境在確定人類腸道微生物群的組成方面起著比宿主遺傳學更大的作用。這一研究發現，在預測人類特征（如膽固醇水平或肥胖）時，將微生物組學特征納入評估標準，能使得這些估計值比僅個人歷史記錄（如飲食，年齡，性別和生活質量）更準確。

　　這一研究成果公布在2月28日（美國時間）Nature雜志上。

　　芝加哥大學的微生物學家Jack Gilbert（未參與該項研究）評論道，“多年來我們的研究不斷告訴我們……微生物組的環境可能具有一定的作用，但作用不大。現在的研究證明，反而是基因組學在塑造微生物群體所扮演的角色是個小角色。事實上，環境在驅動微生物群體方面的作用遠遠超過遺傳學，這項研究明確指出環境在影響疾病發作和疾病進展方面比遺傳學發揮著更為重要的作用。”

　　完美的研究環境

　　在最新研究中，Weizmann科學研究所的計算機科學家和計算生物學家Eran Segal及其同事從1,046名源自德國，北非，也門，塞法迪(Sephardi) 和中東后裔的以色列成年人中收集了血液和糞便樣本，進行分析。

　　Segal說：“我們有幸在以色列進行這項研究，因為這是將遺傳學與環境區分開來的一個理想地方。”基因多樣化的猶太人遷移到以色列，這一時間相對近，他們擁有共同的環境，這就創造了比較環境和遺傳因素對微生物組成形成程度的完美條件。

　　研究人員比較了宿主基因圖譜和微生物組樣本之間的多樣性或?-多樣性（?-diversity），發現祖先源自哪里與微生物組成沒有顯著相關性。

　　Segal說：“宿主的基因只決定了我們在人類微生物群體中所看到很小一部分的變異性。我們并不是說遺傳學對微生物群體沒有影響，但這種影響似乎非常小。”

　　Segal和他的同事還分析了2016年來自1126對雙胞胎的微生物組合物研究的數據集，確定人類腸道微生物組是否可以遺傳。從中他們發現人類微生物組的1.9％至8.1％是可遺傳的。

　　康奈爾大學的微生物學家 Emily Davenport（未參與該項研究）說：“這與我們發現的結果非常吻合。”

　　Davenport是2016年雙胞胎系列研究的合作者之一，這一系列研究發現5.3％至8.8％的腸道分類群是遺傳的。

　　“某些細菌是可遺傳的，但它只是微生物組的一小部分，即使我們現在確定微生物組是可遺傳的，但這也是輕微的影響，”她說。

　　非親緣，但住在一起的個體微生物組

　　為了檢驗環境對微生物組的影響程度，Segal研究小組還研究了從未一起生活過的個人微生物組成，以及那些生活在一個家庭的非夫婦的微生物組成。

　　他們發現，沒有住在一起的親屬的微生物組并不相似，而那些生活在一起的無親緣關系的親屬之間的微生物組則是相似的。

　　最后，Segal等人分析了可以從微生物組成推斷出多少宿主表型。他們發現，與僅使用遺傳數據相比，使用人類基因數據和微生物組譜可以顯著提高他們預測人類表型的準確性。例如，在考慮到環境和遺傳因素后，微生物組可以對人體HDL膽固醇水平變化的影響達到36％，對體重指數（BMI）變化的影響達到25％。

　　Gilbert說，這一發現表明遺傳學，環境和微生物組合的組合比聯合使用，比單獨使用其中任何一個都是更強有力的預測工具。

　　“呼吁將微生物組添加到這些預測元素中，”他說。 “忽略微生物群體，你的可預測性急劇下降。”

　　Davenport說：“如果你想將微生物組作為一種治療藥物并將其用于治療疾病，那么了解哪種細菌是否可以遺傳，就變得非常重要。”