王俊新发Nature综述：宏基因组关联分析与微生物组

  我们体内生活着不计其数的微生物，它们组成的生态系统就是微生物组。近年来人们发现这些微生物对人体健康有着重要的影响，微生物组研究因此受到了极大的重视，甚至被称为是人体的“第二基因组”。
  微生物组参与了许多重要的机体功能，比如消化食物、合成营养物质和抵御疾病。许多人类疾病都与微生物组失衡有关，但揭示其中的因果关系并不容易。因为微生物组是由数百种细菌组成的复杂生态系统，同种细菌的不同菌株也存在显著的遗传差异。
  宏基因组关联分析（MWAS）是挖掘微生物组宝藏的有力工具，可以高分辨率研究微生物组与复杂疾病的关联，比如二型糖尿病、肥胖症、肝硬化、大肠癌和类风湿性关节炎。MWAS不仅能鉴定丰度发生变化的细菌种类，还能够判断细菌功能的增强或减弱。
  iCarbonX公司CEO王俊和华大基因BGI的Huijue Jia最近在Nature Reviews Microbiology杂志上发表文章，介绍了MWAS研究最近的一些发现，探讨了这些发现对疾病预防、诊断和治疗的潜在影响。文章指出，我们需要在人类微生物组中更好地描述细菌生物学特性，这样才能理解MWAS鉴定的细菌菌株与疾病有何关系。
  去年五月，华大基因和瑞典哥德堡大学的研究人员对98名一岁以内的瑞典婴儿进行了肠道菌群分析。婴儿的微生物组需要在成长过程中慢慢成熟。我们一直以为引入固体食物是改变婴儿肠道菌群的关键因素，但这项研究表明推动微生物组成熟的其实是断奶。研究人员发现，即使引入了固体食物，非母乳婴儿的微生物组仍旧比母乳婴儿更接近成人。
  肠道微生物组在人类代谢食物、抵御感染和应答药物等过程中起到了重要的作用，许多人类疾病都与微生物组失衡有关。我们知道肠道菌群的菌种组成是因人而异的，宏基因组测序进一步揭示了微生物组惊人的复杂性。华盛顿大学的科学家们发现，在人们共有的一些细菌中还存在着广泛的菌株差异。这是首次在肠道菌群中大规模分析菌种内部的基因变异。
  过去的微生物组研究主要是进行16S rDNA基因测序。随着测序成本的直线下降，针对整个菌群的宏基因组测序越来越受到青睐，因为这一技术能够提供更全面的基因组和功能信息。 J. Craig Venter研究所的研究团队在Venter本人的领导下，用不同的二代测序文库制备方法进行宏基因组测序。他们发现，文库制备方法会显著影响人类微生物组研究中的基因组和功能预测。这项研究发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。Venter是基因组测序的先行者，还合成了首个人造细胞，被称为“科学狂人”。
  作者简介：
  王俊是iCarbonX公司的CEO，也是该公司的创始人之一，曾任华大基因CEO。北京大学人工智能方向学士学位、生物信息学方向博士学位。1999年博士期间参与创建华大基因，主持包括千人基因组、肠道微生物和复杂疾病研究等多个具有国际影响力的重大课题。主导了华大科技、华大医学、华大股份的三轮融资，约10亿美金，并带领华大股份进入上市轨道。曾获国家杰出青年，973首席科学家，新世纪百千万人才工程国家级人选，国家杰出专业技术人才，《自然》杂志2012年度全球科技界年度十大人物，《财富》杂志评出2013年度全球40位40岁以下精英，CNBC2014年全球100名“下一个25年最具影响力人物”，汤森路透统计显示2013-2015连续三年被评为“高引用、最热门科学家”等荣誉。
  Huijue Jia毕业于复旦大学，随后获得了Case Western Reserve大学的博士学位，并且在North Carolina大学张毅(Zhang Yi)实验室完成了博士后研究。2012年进入Nature Communications任编辑，广泛涉猎DNA和RNA的相关领域。2013年加入华大基因BGI，现在主管复杂疾病Trans-omics中心。Huijue Jia目前的研究主要是理解人类微生物组，以及用多组学技术研究复杂疾病。
原文：Metagenome-wide association studies: fine-mining the microbiome

（转化医学网360zhyx.com）