Nature Medicine: 南方医科大学研究者证明肠道微生物存在地理效应

2018年8月27日，南方医科大学周宏伟课题组与广东省公共卫生研究所马文军课题组等人合作在Nature Medicine上在线发表了题为Regional variation limits applications of healthy gut microbiome reference ranges and disease models的文章。研究人员对广东省14个区的7009个体的肠道微生物区系进行了系统分析。研究表明，寄主的地理位置与微生物区系变异的相关性最强。基于微生物的代谢性疾病模型也因为地理差异而不能很好的表征，这也表明需要建立本地化的基线和疾病模型来进行风险评估，区域变异限制健康肠道微生物群参考范围和疾病模型的应用。

肠道微生物群与机体的健康状态紧密相连，已被认为是反映疾病发生和进展的一种可靠标志物。已被用于诊断炎症性肠病的诊断和预后、大肠癌的早期筛查和黑色素瘤的治疗选择。无创取样可以促进大规模的公共卫生应用，包括代谢物和心血管疾病的早期诊断和风险评估。为了了解代谢性疾病的微生物群诊断模型的通用性，研究人员对广东省14个区的7009个体的肠道微生物区系进行了描述。

在表型中，寄主的地理位置与微生物区系变异的相关性最强。在一个地方开发的基于微生物的代谢性疾病模型在其他地方使用失败，这表明这类模型不能以此类推。插值模型的效果要好得多，特别是在具有明显微生物相关特征的疾病中.插值效率随着地理尺度的增加而降低，这表明需要建立本地化的基线和疾病模型来预测代谢风险。

广东省14个地区抽样调查区域概况

这些数据表明，地理因素对人类肠道微生物区系的变化有很强的影响，这在一定程度上解释了在其他小规模研究中报告的不一致的失调模式。虽然很难推断不同地点之间的代谢性疾病模型，但从在更大的地理范围上收集的数据中插入这些模型中可能是可行的。结果将取决于确定一致的标准，但随着地理规模变大，标准的制定将变得更加困难。在病例对照研究中，应仔细考虑地理效应，因为它可能出现在较小的地理范围和偏倚的疾病信号上。

这个地理效应提出的一个有趣的问题是：区域肠道微生物区系特征是否是地理和疾病流行病学之间的联系？今后在区域一级探讨人类肠道微生物群、经济发展、生活方式变化和疾病流行病学之间关系的研究将为公共卫生科学提供有启发意义的数据。值得注意的是，美国肠道项目(AGP)没有观察到除小尺度距离衰减效应之外的强烈地理效应，而是在厄瓜多尔人中观察到，这表明这一效应是否是一种普遍现象仍然存在争议。然而，我研究注意到AGP的设计并没有采用分层抽样的方式来优化统计能力，以解决本研究中提出的问题。我们报告的地理效应是由宿主特有的因素驱动，还是由其他生态过程(如扩散、漂移、局部多样化或宿主与环境微生物的相互作用)所驱动，都需要进一步的研究。

用于内插和推断MetS模型难度梯度的图示

目前的人口是独特的，其高度同质的祖先(所有的参与者都是中国人，99%是汉族)，因此，这使我们可以把地理的影响，而没有种族作为一个混杂的因素，但反过来不检查种族如何可能混淆地理效应。这个问题应该在遗传背景更加多样化的地区进行研究，理想的情况下，在多个地理位置可以同时发现相同的族裔群体。

总之，该研究数据加强了使用一致的取样方法来建立肠道微生物区系的局部基准的必要性。必须明确测试疾病模型在新人群中的适用性，而不是假设。因此，在进行肠道微生物群分析时，必须明确说明用于生成健康参考数据和疾病模型的人群，特别是在临床使用时。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41591-018-0164-x

作者：鱼儿自己  （转化医学网360zhyx.com）