Science：48年谜团终解决！利用人肠道细胞培养物成功地培养人诺如病毒
来源：生物谷 2016-08-30

2016年8月30日/生物谷BIOON/--人诺如病毒（norovirus）---全世界急性腹泻的主要病毒性病原---很难研究，这是因为科学家们没有发现一种方法在实验室中培养它们。如今，在Albert Kapikian博士鉴定出人诺如病毒是急性腹泻的一种病因40多年后，来自美国贝勒医学院的研究人员首次成功地在人肠道上皮细胞的实验室培养物中培养诺如病毒。这项成果代表着人胃肠炎病毒研究取得一项重大进展，这是因为它建立一种能够培养许多诺如病毒毒株的系统，这将允许科学家们探究和开发新的策略来预防和阻止感染，以及更好地理解诺如病毒的生物学特征。相关研究结果于2016年8月25日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Replication of human noroviruses in stem cell–derived human enteroids”。

论文通信作者、贝勒医学院人类、分子病毒学和微生物学教授Mary Estes博士说，“长期以来，人们一直试图在实验室中培养诺如病毒。在过去的20年里，我们也尝试过。尽管采取过所有的努力，以及成功地培养其他的病毒，但是诺如病毒为何如此难以培养仍然是个谜。”

诺如病毒，也被称作游轮病毒（cruise ship virus），在通常支持其他病毒生长的实验室培养物---如源自癌变组织的转化细胞---中并不生长。此外，诺如病毒是物种特异性的---人诺如病毒只感染人类和导致人类患病，而小鼠诺如病毒只在小鼠体内这样做。人诺如病毒并不在小鼠或通常用于研究的其他小型模式动物体内生长。

Estes说，“我的想法是我们之所以没有成功地培养诺如病毒，是因为我们没有合适的细胞类型。我们首先证实在慢性诺如病毒感染的病人体内，这种病毒能够在被称作肠上皮细胞（enterocyte）的肠道细胞中检测出，但是在培养时，正常的人肠上皮细胞快速地死掉。当我们了解到荷兰的Hans Clevers团队已开发一种方法来制造一种新类型的人肠上皮细胞培养系统（包括肠上皮细胞）时，我们才取得突破。这些新的人多细胞培养物，被称作类肠道组织（enteroid），是由来自病人组织的成体肠道干细胞制作出来的。我们期待将这种病毒放入这些非转化的人细胞培养物中，应会让这种病毒生长。”

论文共同第一作者、Estes实验室高级研究员Khalil Ettayebi博士说，“我在5年的时间里一直与Estes博士一起努力尝试培养这种病毒。我们尝试了很多方法，但是仅获得负面的结果，直到我们开始在实验室中使用这些新的源自人干细胞的类肠道组织培养物。”

这花了Estes和同事们大约1年的时间让这些人肠道上皮细胞培养物在实验室中良好地生长。随后，在利用这些培养物培养诺如病毒之前，他们利用这些培养物试着培养另一种人胃肠道病毒---轮状病毒（rotavirus）。

Estes说，“轮状病毒能够在这些人肠道上皮细胞培养物中生长良好。随后，我们尝试培养人诺如病毒，结果发现一些毒株能够生长，但是另一些毒株不能够。我们猜测仍然有些东西缺失了。”

研究人员通过将自然条件下存在于小肠上段中的物质加入到这些培养物中来试图改善诺如病毒的生长，其中小肠上段是这种病毒生长的自然环境。其他的肠道病毒，如轮状病毒，利用这些物质在体内生长。

论文共同作者、贝勒医学院医学、分子生物学与微生物学教授David Y. Graham博士说，“人体通过分泌来自胰腺的酶和来自肝脏的胆汁到小肠中对摄取的食物作出反应。胰腺酶消化大分子和胆汁让脂肪溶解掉。导致胃肠道炎的病毒，如诺如病毒，利用胰腺酶触发它们复制，但是这些酶对诺如病毒没有影响。我们寻思，如果胰腺酶不重要的话，那么胆汁是允许诺如病毒识别它在哪里和进行复制的一种关键组分吗？”

Estes说，“当我们将胆汁加入到这些培养物中时，之前不能生长的诺如病毒毒株如今大量地生长。”

论文共同第一作者、Estes实验室博士后研究员Kosuke Murakami博士说，“当我们发现胆汁允许人诺如病毒成功地复制时，我最为激动。”

论文共同第一作者、贝勒医学院分子病毒学与微生物学助理教授Sue Crawford博士说，“这种新的培养系统将最终允许我们深入认识这种病毒如何导致疾病。”

Estes说，“我们最终解决了这个持续了48年的古老秘密。我们加入胆汁到这些培养物中，从而能够在模拟肠道环境的培养物中培养诺如病毒。胆汁对几种重要的细菌性致病原而言是至关重要的，但是这是第一次证实胆汁在人肠道病毒复制中起着重要作用。”

这些人肠道上皮细胞培养物是非常独特的，而且研究人员期待这些培养物将允许他们解答重要的问题，比如为何一种诺如病毒毒株能够感染这个人而不会感染另一个人。

Estes说，“这些新的培养物是非常令人关注的，这是因为它们具有小肠不同区域的性质，而且拥有生理学活性。每种培养物是独特的，能够反映建立这种培养物的个人的遗传特征。这允许我们证实一些培养物，如同一些人一样，仅对一种或多种人诺如病毒毒株是敏感的。这些培养物将允许我们确定这种毒株仅限制在一些人而不是其他人体内复制的机制。”

这是首个例子来说明人肠道上皮细胞培养物能够被用来培养一种之前不能够培养的病原体。

Estes说，“我预测通过改变某些条件，这种新的培养系统将允许培养我们此刻不能够培养的其他病毒或细菌。如果我们取得成功的话，那么它将有助开发有效的方法来阻止和治疗感染、测试疫苗、切断传播，以及更好地理解这些微生物如何感染人、对人体防御作出反应和进化。” 查看全部

如何利用微生物组来驱动精准医学的进展？
来源：生物谷 2016-11-19

2016年11月20日 讯 /生物谷BIOON/ --日前，一项发表于国际杂志Trends in Pharmacological Sciences上的研究报告中，来自芝加哥大学的研究人员通过研究表示，对微生物组的研究对于未来精准医学的研究或许非常重要；机体的微生物组是由消化道中细菌、病毒、真菌及其它微生物组成的一个群体，微生物组在人类健康和疾病中扮演着重要的角色，研究者Thomas Kuntz说道，由于微生物组对疾病状态和患者对疗法的反应会有一定影响，因此其在个体化疗法开发中扮演着至关重要的角色。

研究者指出，最后，微生物组或许就能够成为精准医学 (precision medicine)研究中重要的一部分，因为人体的很多功能及代谢特性都依赖于机体的微生物组，我们必须非常深入地理解机体的微生物组，以及其如何与人类和环境之间发生相互作用，当然众多研究者、临床医生、患者、政府以及多个社区之间必须通过深入探讨交谈来对微生物组进行共同的分析。

在2015年的国情咨文演讲中，美国总统奥巴马就提出了精准医疗计划(Precision Medicine Initiative)，即众多研究人员应当通过联合研究来开发出针对个体的特定遗传组成、特定环境及生活方式的个体化疗法，这种新型疗法或许就能够替代一刀切的疗法来对多个患者进行治疗，比如利用先进的遗传检测、分子工程学技术以及大数据分析来靶向针对特殊个体来治疗患者的疾病。



很多早期的精准医疗计划都主要针对于探讨不同患者机体之间的遗传差异，比如肿瘤中的特殊遗传突变等，研究者Kuntz和Gilbert就表示，对微生物组进行深入研究或许就能够弥补并且延伸基于遗传学的个体化疗法的进行，而这主要表现在以下几个方面：

（1）药物反应和相互作用—机体代谢药物的方式在药物的效力以及潜在的负面反应上扮演着关键的角色，同样地，肠道微生物组也能够很好地驱动机体代谢和消化过程，如今研究者们已经鉴别出了60多种药物能够同微生物组发生相互作用，而且该数量也一直在上升，对患者机体特殊微生物群落的深入理解或许就能够帮助开发出更为有效的疗法。

（2）靶向疗法和抗生素—抗生素对微生物组有着直接的效应，然而同时抗生素对于机体的微生物群落平衡也有着广泛的影响，其不仅会清除掉有害的病原体，还会清除掉对机体健康必要的有益菌群，未来个体化抗生素和疗法的开发或许就会有效靶向作用病原体和毒性酶类，同时还能够改善相应疗法的有效性，并且通过避免广谱抗生素的滥用来减少抗生素耐药性的产生。



（3）益生元和益生菌—益生元的精准开发，比如能够充当微生物食物的代谢产物样物质，其就能够刺激机体特殊菌群的生长，从而来恢复肠道菌群的平衡；当然理解患者机体中微生物群落的特性，同时阐明患者机体肠道微生物群落同健康个体的差异，以及通过对这些菌群进行操纵，或许就能够帮助科学家们开发出更加有效的益生元产品，从而来恢复患者肠道中的健康微生物组。

（4）社区的差异性—包括肥胖和哮喘在内的多种健康状况都会在不同程度上影响社会经济地位较低状态或医疗并不发达社区的人群，而这往往就会干扰个体机体中的微生物组的健康，未来对影响个体微生物组的环境和生活因子进行改善或许就能使得诸如这样的社区的人群获益，同时还能够有效改善摄入人群的普遍健康状况。

由于人类微生物组非常复杂且难以理解，而且在个体机体中也会发生快速改变，因此其就为科学家们提供了一种很好的研究对象来进行后期进行高度个体化的精准化疗法的开发。最后研究者Gilbert指出，如今研究者们已经能够利用机体的微生物组和微生物反应来评估个体的健康状况和患病情况，我们应当构建出一种集成性的数据库来进行大量的荟萃分析，从而为改善人类健康提出宝贵的指导意见 查看全部

我们DNA中的病毒

除了能够感染我们的病毒之外，人类（和所有其他的脊椎动物）拥有整合到我们自己的基因组中的过去的病毒感染的痕迹。大约8%的人类基因组是由将自己插入到人生殖细胞系中的逆转录病毒DNA序列组成的，在那里，它们的一些功能被人生殖细胞系获得而在它们的宿主的存活和发育起着至关重要的作用[12]。

由这些内源性逆转录病毒表达的蛋白能够结合并且阻断可能被外源性的致病性逆转录病毒使用的细胞受体[13]。一些内源性逆转录病毒的膜融合活性也是宿主的某些细胞功能所必不可少的。比如，内源性逆转录病毒包膜蛋白导致滋养层细胞相互融合而形成一种调节母体系统和胎儿系统之间的营养物和气体交换的哺乳动物胎盘结构[14]。最近，研究人员发现在这些对胎盘发育必不可少的病毒蛋白中，一种被称作合胞素（syncytin）的蛋白也增加肌纤维形成期间成肌细胞（myoblast cell）融合：缺乏这种逆转录病毒基因的雄性小鼠而不是雌性小鼠表现出20%的肌肉质量下降[15]。同样地，这个源自病毒的参与胎盘形成的基因也参与作为胎盘动物的一种典型特征的性别二态性（雄性具有更高的肌肉质量）。

脊椎动物也接收了许多种整合性的逆转录病毒启动子来对早期胚胎发育期间的多种基因表达进行严格的协调性控制[16]。明显地，我们在富含细菌和病毒的环境中的非常长的进化史已促进人类适应很多这样额感染：从细胞水平上的适应---逆转录病毒基因驯化、过度反应的免疫系统---到文化上的适应，即旨在降低这些传染病负担的适应。

人类病毒组学的未来

随着测序和计算平台持续在改善和研究人员构建出一种更加完整的感染人类的病毒基因组目录，检测病毒感染将变得更加快速和更加灵敏。分析血液、呼吸道拭子或粪便样品和在几小时或者甚至几分钟内报道它的完整病毒内含物的能力可能使得公共卫生工作者能够快速地理解和更好地控制传染病爆发，而且可能有朝一日成为诊断性实验室的标准做法，或者甚至被消费者直接使用。这种对已知的病毒病原体的快速识别可能降低不必要的抗生素使用和相应的细菌耐药性扩散。

基因组方法也将允许大分子流行病学研究准确地测量哪些病毒与不同地理区域中的疾病相关联。这种信息将确定哪些病毒导致最大的疾病负担和有助确定哪些疫苗和降低传播的措施将是最为效果的。远大的计划还在进行中：对所有哺乳动物物种中的所有病毒进行测序和预测哪些病毒最有可能跨越物种感染人类。人类病毒也可能通过突变或与动物病毒发生重组变得更加致病性。更好地理解是什么让一些病毒具有致病性---除了持续地监控人类病毒组对健康和疾病的影响，特别是人类-动物交互的热点区域---可能为下一次重大的病毒流行病提供早期的警报信号 查看全部

深度分析人体病毒组
来源：生物谷 2016-11-16
2016年11月15日/生物谷BIOON/--自从微生物学诞生以来，研究人员着重关注让我们、我们驯养的家畜和种植的植物患病的病原体。鉴于症状的产生是了解特定病毒是否在几年前就已存在的唯一方法，因此大多数得到很好研究的病毒是那些导致疾病的病毒。但是很多病毒长期地感染人类，不会导致疾病，但是可能会导致年龄非常小的、年龄非常大的或者存在免疫抑制的人患病。

近年来，基因组科学取得的巨大进步允许研究人员检测存在于人体内和表面上的病毒---一起被称作人类病毒组（human virome）。近期对人样品开展的基因组研究已揭示出几十种之前并不被认识的病毒存在于我们的肠道、肺部、皮肤和血液中。这新鉴定出的病毒中的一些可能导致神秘的无法解释的疾病，但是也可能的是，在大多数时间里，这些病毒中的一些在大多数人体内是无害的。了解这些新发现的病毒如何影响人类将允许我们确定它们的感染是否可被预防、治疗、忽略，或者甚至促进。

病毒谱

如今，研究人员能够利用宏基因组分析鉴定出存在于自然界中的病毒。这是通过将来自临床样品的下一代测序获得的遗传信息与所有已知的病毒的基因组进行比较而实现的。这些病毒感染所有生命分支（从人类到植物和细菌）的病毒。当一种样品含有一种之前已被鉴定出的病毒，它的基因序列能够与美国国家生物技术信息中心（NCBI）和ENA（ European Nucleotide Archive）数据库等公共数据库中的病毒序列存在80%以上的相似性。这种相似性很容易通过计算方法加以鉴定出。

更加挑战性的是新的病毒，它们的DNA或RNA基因组并没有与任何已知的病毒存在较大的匹配性。在这些情形下，研究人员能够在电脑中将病毒基因翻译为蛋白，通过计算方法寻找存在同源关系的病毒蛋白序列。由于遗传密码的冗余性和需要维持基础的蛋白结构和活性位点，所以蛋白序列要比它们的基因以一种更加缓慢的速度进行进化，因而在更长的进化时间里才是可识别出的。

利用这种新的快速描述病毒基因组的能力，数据采集正在超过我们对病毒在健康和疾病中的作用的理解。几年前，已知仅有两种多瘤病毒感染人类。利用宏基因组方法，研究人员已鉴定出13种已知的多瘤病毒毒株，而且将它们中的一些与免疫抑制移植患者和艾滋病患者的神经或肾脏损伤和皮肤癌等疾病相关联[1]。大多数的这些多瘤病毒种感染很多人（在儿童时期），随后在人体内保持静止状态，当人体免疫系统受到削弱时会给他们造成严重破坏。

这种机会致病性是在人类中发现的病毒科的典型特征。比如，一些人乳头瘤病毒（HPV）是大多数健康的成年人皮肤表面上发现的，而且未获得人们的注意[2]，然而一些特异性的HPV类型能够诱导宫颈癌或肛门癌（如今可通过早期疫苗接种加以预防）。类似地，疱疹病毒是成年人体内的一种几乎普遍的感染，在那里，它们终生地、不产生症状地存在于神经元或免疫系统细胞中。在生命后期或在遭受免疫抑制后，潜伏的疱疹病毒能够重新激活和诱导从唇疱疹到脑膜炎、淋巴瘤或卡波氏肉瘤在内的疾病。

一类很少被研究的被称作指环病毒（anellovirus）的病毒可能获得最为常见的人类病毒感染的宝座；它们能够在几乎100%的成年人血液中被检测到[3]。在人出生后不久，指环病毒就被传播，而且它们的多种毒株能够在同一个人体内建立持续性的病毒血症。鉴于它们的遗传多样性水平---多样性水平最高的一个病毒科，指环病毒可能感染不同的组织，产生不同的后果。与乳头瘤病毒一样，可想而知的是，仅有一部分指环病毒可能产生致病性。

这些常见的和持久性的病毒是否影响健康仍然正处于整理中。慢性和急性病毒感染的一个常见的后果就是免疫过度刺激。在免疫受到抑制的个人体内观察到的日益增加的指环病毒浓度表明这种病毒一直处于免疫控制之中，因而可能导致低水平的慢性炎症，其中已知这种慢性炎症导致很多健康问题。

尽管存在这种影响健康的潜力，迄今为止仍没有直接的证据证实指环病毒感染是有害的。它们的普遍存在和其他急性致病性表明它们与人类存在长期的成功的共同进化。然而，由于指环病毒感染几乎任何人，它们对健康的潜在影响是特别难以确定的。

幸运的是，科学家们最近发现猴子和啮齿动物体内的指环病毒，这会为在这些动物模型中研究这些病毒的致病性---在病毒分离和其他常见感染方面---提供一种手段。

除了上述描述的几乎普遍存在的血源性病毒之外，大量最近发现的其他病毒能够在健康人---特别是儿童---的呼吸道样品和粪便样品中检测到。这些病毒包括数量日益增加的星状病毒（astrovirus）、细小病毒（parvovirus）、小核糖核酸病毒（picornavirus）、小双核糖核酸病毒（picobirnavirus）和其他的在健康和疾病中的作用仍然在很大程度上是未知的病毒。 这些关于我们的病毒组的大量新信息表明即便我们的身体非常健康，我们仍然被几种病毒长期感染，而且经常还被其他的病毒暂时地感染。因此，每种人类病毒导致疾病的观念正让位于一种更加复杂的生物学现实。

受益于我们的病毒

年轻时的病毒感染可能有助我们的免疫系统合适地发育，从而抵抗随后的感染和阻止导致过敏症的免疫过度反应。如今，已知健康婴儿的呼吸道和胃肠道病毒感染是常见的，而且通常是无症状的，这可能要归功于通过胎盘和母乳运送的母体抗体。这些较弱的病毒感染可能提供一种天然的疫苗接种来抵抗随后的相关的致病性更强的病毒的感染。正如婴儿体内人肠道和免疫系统的适当发育依赖于一种细菌性肠道微生物组的存在，一项近期的研究发现在小鼠体内，早期的肠道病毒感染能够产生类似的有益影响[4]。特别地，作为一种常见的人类病原体的有亲缘关系的共生体（commensal relative），小鼠诺如病毒（norovirus）回复在无菌的或经过抗生素治疗的新生小鼠体内受到扰乱的肠道组织形态和免疫学功能[5]。

共生病毒（commensal virus）可能也抵抗其他病毒的致病性感染。令人意外的是，据报道，与丙肝病毒（HCV）、寨卡病毒、登革热病毒属于同一个病毒科的一种病毒缓解HIV感染产生的后果。这种被称作pegivirus C（GBV-C）的病毒起初是在一例无法解释的急性肝炎病例中发现的[6]，但是研究人员随后证实它是一种常见的与这种疾病不相关联的感染。据估计，7.5亿人被GBV-C持续性感染，尽管更多的人在早前的已被清除的感染中获得抵抗这种病毒的抗体[8]。这种现象背后的机制是未知的，但是可能涉及阻断HIV复制所需的细胞表面受体或胞内组分之间的相互作用。

体内常驻性病毒的另一种潜在益处与它们对快速分裂的细胞的偏好性相关联。轶事般观察到的与病毒感染同时发生的自发性癌症消退表明病毒可能偏好地感染癌细胞，而且几种大有希望的溶瘤病毒疗法正在被开发出来抵抗人类肿瘤[9, 10]。尽管病毒感染和癌细胞裂解是否是一种常见的自然现象仍然是一个引人关注的问题[11]。
  查看全部

一图读懂“超级细菌”
医学界外科频道2016-10-1918:36:17
    简单、有趣……
来源：附院检验科
多重耐药菌(multiple resistant bacteria)是指有多重耐药性的病原菌。其定义为一种微生物对三类(比如氨基糖苷类、红霉素、β-内酰胺类)或三类以上抗生素同时耐药，而不是同一类三种。
MDR大多为条件致病菌，革兰阴性杆菌(GNR)占较大比例，如肠杆菌科中的肺炎杆菌、大肠杆菌、阴沟杆菌、粘质沙雷菌、枸橼酸菌属、志贺菌属、沙门菌属等，以及绿脓杆菌、不动杆菌属、流感杆菌等。革兰阳性菌中有甲氧西林耐药葡萄球菌(MRS)，尤以MRSA和MRSE为多;万古霉素耐药肠球菌(VRE)，在重症监护室(ICU)中的发病率有明显增高;青霉素耐药肺炎链球菌(PRSP)，常引起肺炎、脑膜炎、菌血症和中耳炎，人结核分支菌等。此外尚有淋球菌、脑膜炎球菌、霍乱弧菌等。

























  查看全部

科学家揭秘肠道中不断进化的“免疫战士”
来源：生物谷 2016-11-08
2016年11月8日 讯 /生物谷BIOON/ --我们机体的小肠中充满着微生物菌群，也就是所谓的肠道微生物组，虽然仅仅相隔一层较薄的屏障，机体的免疫系统会不断进行“巡逻”并且时刻做好了“战斗”的准备。

近日，来自加州大学旧金山分校（UC San Francisco）的研究者Lauren Rodda表示，这是一种复杂的平衡关系，我们想通过微生物菌群获取营养物质，但我们却并不想让微生物自身获得营养；这项研究中我们在显微镜下捕捉到了小鼠的肠道图像，如图所示，肠道结构从左下角伸展至右上方，同时被蓝色和红色的指状前突所包裹，和其相邻的就是免疫组织的顶部结构，这些组织结构被标记为绿色，而且其卵圆形帽状结构以灰色指示。

Rodda非常感兴趣对这种灰色卵圆结构进行研究，这种结构就是生发中心，在生发中心内部，免疫B细胞就会不断竞争来识别外来入侵的病原体，而且往往是最合适的细胞才会被选择生存下来。研究者指出，当然，生发中心也是自然选择的一个小世界，其能够模拟在有机体进化过程中所发生的事件。

当处于小规模快速自然选择过程中时，免疫细胞就会保持与病毒和细菌同步进化，病毒和细菌往往会通过不断地伪装来复制合突变，免疫细胞的进化对于机体抵御感染至关重要，这也就是为什么研究者Rodda需要通过深入研究理解生发中心是如何组装形成的。在生发中心中，抵御微生物入侵的B细胞会在一个俗称为“暗区”的结构中发生突变并且增殖，随后细胞就会进入到名为“明区”的小室中，在该区域B细胞就会开始进行自然选择。

研究者Lauren Rodda对间质细胞的研究非常感兴趣，这些细胞能够帮助建立多个上述的“小室”结构（compartments），同时还会指挥免疫细胞的“交通”情况，同时间质细胞还会为免疫细胞提供清楚的指令来协调健康有效的免疫反应的发育。最后研究者说道，为了让机体的免疫系统正常发挥功能，我们就需要使得不同小室结构之间的细胞能够在一种组织化且特殊的模式下进行移动，以便自然选择能够继续优化B细胞识别外来病原体的能力。 查看全部

  查看全部

高度关注抵抗各种应激的黑真菌
来源：生物谷 2016-11-20

2016年11月20日/生物谷BIOON/--因高度抵抗各种应激，黑真菌（black fungi）是微生物中的真正冠军。在奥地利科学基金会（FWF）的支持下，来自奥地利维也纳市的一个研究团队发现这种真菌的抵抗性质归因于迄今为止并不为人所知的蛋白和细胞水平上的特殊过程。

它们是真正的存活艺术家，不论在寒冷条件下还是在炎热时都存活得很好。不论它们的环境是否提供少量或丰富的氧气，是潮湿的、咸的或干燥的，或者存在污染的土壤，黑真菌都能适应和感到轻松自在，即便是在最恶劣的生活条件下，也是如此。它们是如何做到这样的呢？

Katja Sterflinger陈述到，“令我们非常吃惊的是，这些真菌几乎没有表现出任何应激反应。这意味着它们的结构中存在的某种东西让它们内在地抵抗应激。”在奥地利科学基金会（FWF）的支持下，这名微生物学家利用一种人工气候室来模拟这些真菌在北极和沙漠等极端气候地区中遇到的不同应激状态。她首先观察到这些真菌的细胞或者更加准确地说，它们的蛋白如何对寒冷、炎热、臭氧或干旱作出反应。

独特的“蛋白工具”

Katja Sterflinger是奥地利自然资源与生命科学大学（University of Natural Resources and Life Science）维也纳生物技术研究所（Vienna Institute of BioTechnology, VIBT）“极端微生物中心（Extremophile Center）” 主任。这些专门为VIBT研究所建造的人工气候室和对前沿的测序技术的采用使得首次鉴定黑真菌的蛋白成为可能。Sterflinger注意到，“这是非常困难的，这是因为它们并不类似于或比得上我们迄今为止观察到的其他东西。”如今，Sterflinger团队已了解到这些“微菌落真菌（microcolonial fungi）”具有一种独特的蛋白系统而能够让它们在0° C或45° C时生长。这些真菌甚至在模拟的到火星的旅程中存活下来。它们所需做的全部事情就是进行一些较小的分子调节。Katja Sterflinger注意到，“依赖于环境是炎热的还是寒冷的，这些真菌将发生一点变化。但是，它仅仅是微调。”就这些真菌而言，这实际上是一种非常明智的行动，这是因为任何显著的变化都会消耗能量。这些真菌并不需要这种情形，因此即便冰川或石头等低营养物环境中，它们仍然保持活性。

理解细胞过程

在接下来的步骤中，Sterflinger团队将获得的蛋白数据与转录组数据进行匹配。该团队发现相比于非编码RNA（ncRNA），这种细胞秘密似乎与蛋白存在更少的关联性。这些ncRNA分子在细胞中是有活性的，但是并不翻译为蛋白。尽管迄今为止，它们的生物学功能大多数还未得到确定，但是如今人们已知它们在调节多种细胞过程中发挥着重要作用。毕竟，仅有2%的遗传物质才被翻译为蛋白。

“皮炎外瓶霉”的非凡能力

在Sterflinger团队迄今为止研究过的上百种真菌菌株中，“皮炎外瓶霉（Exophiala dermatitidis）”经证实是一种与众不同的极端微生物。人们在从寒冷到温暖的所有温度下都发现这种被称作“黑酵母（black yeast）”的微真菌，而且能够经受一切。Katja Sterflinger解释道，“它在冰块上的生长就像是在桑拿浴中一样，而且不幸的是，也在我们的洗碗机中生长。它具有成为一种人类致病菌的不好性质。”这是这种真菌的不好一面。就它的正面而言，它非常擅长降解碳氢化合物，即毒素。正是这种好的性质让这些来自“极端微生物中心（Extremophile Center）”的微生物学家发起第二项得到FWF资助的项目：他们筛选200多种黑色酵母，以便寻找用于清理废气和污染土壤的生物学“清洁剂（cleaner）”。除了从外瓶霉属（Exophiala）之外，他们发现仅仅另外一种真菌能够降解环境毒素。不幸的是，第二种真菌也与人类致病菌菌株存在紧密的亲缘关系，这意味着利用它们作为生物过滤器的计划暂时被搁置了。

医学热点

相反，Sterflinger团队如今着重关注医疗问题，并且着手更加密切地研究致病性的“皮炎外瓶霉”的分子，这是因为这种真菌不仅会感染具有较弱免疫系统的人，而且也日益增加地感染具有平均良好健康的个人。根据Sterflinger的说法，这种真菌的极端应激耐受性很可能与它的致病性相关联。“这是一个我们仍然了解不够多的领域。我们的目标是更多地发现这种真菌的毒力因子。” 查看全部

如何利用微生物组来驱动精准医学的进展？
来源：生物谷 2016-11-19

2016年11月20日 讯 /生物谷BIOON/ --日前，一项发表于国际杂志Trends in Pharmacological Sciences上的研究报告中，来自芝加哥大学的研究人员通过研究表示，对微生物组的研究对于未来精准医学的研究或许非常重要；机体的微生物组是由消化道中细菌、病毒、真菌及其它微生物组成的一个群体，微生物组在人类健康和疾病中扮演着重要的角色，研究者Thomas Kuntz说道，由于微生物组对疾病状态和患者对疗法的反应会有一定影响，因此其在个体化疗法开发中扮演着至关重要的角色。

研究者指出，最后，微生物组或许就能够成为精准医学 (precision medicine)研究中重要的一部分，因为人体的很多功能及代谢特性都依赖于机体的微生物组，我们必须非常深入地理解机体的微生物组，以及其如何与人类和环境之间发生相互作用，当然众多研究者、临床医生、患者、政府以及多个社区之间必须通过深入探讨交谈来对微生物组进行共同的分析。

在2015年的国情咨文演讲中，美国总统奥巴马就提出了精准医疗计划(Precision Medicine Initiative)，即众多研究人员应当通过联合研究来开发出针对个体的特定遗传组成、特定环境及生活方式的个体化疗法，这种新型疗法或许就能够替代一刀切的疗法来对多个患者进行治疗，比如利用先进的遗传检测、分子工程学技术以及大数据分析来靶向针对特殊个体来治疗患者的疾病。



很多早期的精准医疗计划都主要针对于探讨不同患者机体之间的遗传差异，比如肿瘤中的特殊遗传突变等，研究者Kuntz和Gilbert就表示，对微生物组进行深入研究或许就能够弥补并且延伸基于遗传学的个体化疗法的进行，而这主要表现在以下几个方面：

（1）药物反应和相互作用—机体代谢药物的方式在药物的效力以及潜在的负面反应上扮演着关键的角色，同样地，肠道微生物组也能够很好地驱动机体代谢和消化过程，如今研究者们已经鉴别出了60多种药物能够同微生物组发生相互作用，而且该数量也一直在上升，对患者机体特殊微生物群落的深入理解或许就能够帮助开发出更为有效的疗法。

（2）靶向疗法和抗生素—抗生素对微生物组有着直接的效应，然而同时抗生素对于机体的微生物群落平衡也有着广泛的影响，其不仅会清除掉有害的病原体，还会清除掉对机体健康必要的有益菌群，未来个体化抗生素和疗法的开发或许就会有效靶向作用病原体和毒性酶类，同时还能够改善相应疗法的有效性，并且通过避免广谱抗生素的滥用来减少抗生素耐药性的产生。



（3）益生元和益生菌—益生元的精准开发，比如能够充当微生物食物的代谢产物样物质，其就能够刺激机体特殊菌群的生长，从而来恢复肠道菌群的平衡；当然理解患者机体中微生物群落的特性，同时阐明患者机体肠道微生物群落同健康个体的差异，以及通过对这些菌群进行操纵，或许就能够帮助科学家们开发出更加有效的益生元产品，从而来恢复患者肠道中的健康微生物组。

（4）社区的差异性—包括肥胖和哮喘在内的多种健康状况都会在不同程度上影响社会经济地位较低状态或医疗并不发达社区的人群，而这往往就会干扰个体机体中的微生物组的健康，未来对影响个体微生物组的环境和生活因子进行改善或许就能使得诸如这样的社区的人群获益，同时还能够有效改善摄入人群的普遍健康状况。

由于人类微生物组非常复杂且难以理解，而且在个体机体中也会发生快速改变，因此其就为科学家们提供了一种很好的研究对象来进行后期进行高度个体化的精准化疗法的开发。最后研究者Gilbert指出，如今研究者们已经能够利用机体的微生物组和微生物反应来评估个体的健康状况和患病情况，我们应当构建出一种集成性的数据库来进行大量的荟萃分析，从而为改善人类健康提出宝贵的指导意见。 查看全部

人体内暗藏古老病毒 犹如炸弹随时可能爆发
来源：腾讯科学/过客 2016-11-24

一种古老的病毒就潜藏在我们的DNA中

据英国《每日快报》报道，塔夫茨大学医学院的研究人员在对人类的基因进行分析时有了惊人发现：在人体DNA中休眠着一种古老的病毒。

研究团队在对大约2500名志愿者进行遗传分析后，研究人员在我们的基因中发现19个新的非人类DNA片段，这就使我们人类体内的非人类基因比例达到了8%，而且大部分是由病毒构成的。

其中一些新发现的DNA在人类当中遗传的时间长达6.7万年，而且其中一些甚至今天还能够影响我们体内的疾病。然而最令人吃惊的是专家发现了一段仍然完整的病毒编码，而且有可能再一次引发一种古老的病毒。

论文的作者，滤过性病原体学家John Coffin称：“这种病毒看起来能引发感染性病毒，这是非常令人激动的，因为它将让我们研究一种很久以前发生的病毒性传染病。”研究团队现在正在探索他们发现的这一编码（研究人员将其命名为Xq21）是否能够在后代中恢复功能。

研究论文的合着者Zachary Williams称：“许多研究都曾经试图将这些内源性病毒原理与癌症和其它疾病联系在一起，但是最大的困难在于我们事实上并未找到全部的病毒。”这种病毒株系被称为人类内源性逆转录病毒（简称HERVs），这些病毒会用自己的RNA遗传材料副本取代了我们祖先的基因。 查看全部

近日，一项刊登在国际杂志Scientific Reports上的研究报告中，来自隆德大学的研究人员通过研究发现，人类皮肤中最常见的细菌分泌的蛋白或许能够帮助机体抵御活性氧的伤害，活性氧能够引发多种皮肤疾病，这种蛋白质对于危险的活性氧自由基也有着同样强烈的效应，就比如我们所熟知的维生素C和维生素E等抗氧化剂。研究者Rolf Lood指出，这些皮肤细菌名为痤疮丙酸杆菌，该菌名字的由来是因为最早研究者在重度痤疮的患者机体中发现了痤疮丙酸杆菌，但该菌是否会引发痤疮目前研究者并不清楚；痤疮丙酸杆菌能够分泌一种名为RoxP的蛋白质，这种蛋白质能够保护机体抵御氧化性压力，即活性氧对细胞的损伤，引发皮肤氧化性压力的常见原因就是来自日照所诱发的紫外线辐射。

RoxP蛋白对于痤疮丙酸杆菌在机体皮肤中生存非常重要，该菌也能够通过分泌RoxP来改善其生存环境，因此可以这样说痤疮丙酸杆菌所分泌的RoxP蛋白既能利己也能利人。氧化性压力被认为是诱发多种皮肤疾病的主要诱发因素，比如异位性皮炎、银屑病和皮肤癌等。由于痤疮丙酸杆菌非常常见，其在健康个体和患皮肤病患者机体中均存在，研究者表示，人们机体皮肤中往往含有不同水平的痤疮丙酸杆菌，而且该菌所分泌的有益蛋白RoxP的水平也因人而异。

后期研究者将在人类机体和实验动物机体中进行深入研究，研究者将会对患基底细胞癌的不同患者进行对比研究，基底细胞癌是一种光化性角化病，研究者希望进行更多的研究来阐明患者疾病严重程度和皮肤中RoxP蛋白的水平之间是否存在一定的关联。研究者对实验动物进行研究旨在阐明是否RoxP蛋白具有保护性的作用，研究者希望通过观察确定相比未给予RoxP蛋白的小鼠而言，给予RoxP蛋白的小鼠是否能够更好地生存。

最后研究者Rolf Lood指出，如果本文研究结果具有一定的意义，那么未来研究者或许有望基于RoxP蛋白来开发新型防晒用品或者治疗银屑病等人类皮肤疾病的新型疗法。 查看全部

如果让外星人来对人类进行检查，他们可能会认为人类就是用来喂养微生物并且能够带着微生物四处走动，如奴隶一般的有机体。我们体内细菌的数量是细胞总数的十倍还多，据估计所有细菌的DNA加起来包含330万个不同的基因，这一数目是人类基因总数的大约160倍。我们小肠中大约寄居了1千克的细菌来帮助我们进行食物消化和代谢，产生维生素以及保护机体避免感染发生。

上面是一些教科书上的知识，最近大量研究又揭示了人体内这些“小伙伴”令人意想不到的新功能。有证据表明肠道细菌能够保护我们不受或者让我们更容易受到病原体的影响，这些病原体可能参与炎症，糖尿病以及肥胖等疾病的发生。大量数据还表明，肠道细菌甚至可以影响我们的情绪和行为。

微生物研究目前是一个非常火热的研究领域。五月份美国政府启动了一项国家微生物组计划，总预算大约5亿美元，而欧盟也资助了超过300个与微生物组有关的研究项目。来自西班牙国家研究委员会农业化学和食品技术研究所的Yolanda Sanz在欧盟微生物研究领域最大的共同体MyNewGut中负责协调工作，该共同体由15个国家的30个合作伙伴组成。外国网络媒体youris.com采访了Sanz，询问了一些关于研究前景以及微生物组与大脑联系的一些有趣问题。

我们的肠道菌群是如何形成的，肠道菌群如何随时间发生变化？

我们的小肠中寄居着一个复杂的细菌生态系统；我们将其称为肠道菌群，这个菌群中包含了至少1000中不同的细菌种类。我们在出生以后很快就获得了大多数的肠道微生物，虽然也有证据表明胎儿在出生以前就已经出现了肠道细菌的定植。

在出生以后的2～3年，这个微生物群体的组成非常不稳定。这种情况与免疫系统的不成熟存在一个共同时期。在这一阶段，肠道菌群受到饮食的很大影响，比如是否母乳喂养。

到食用成人饮食以后，肠道菌群的组成就会变得更加稳定，也形成了一个独特的微生物群体。这种情况通常会持续到老年阶段，老年人的饮食又变得多样性减少也更加不稳定，就像婴儿一样。在某种程度上，微生物群体的进化反映了我们的成长和衰老。

那我们就因此获得了一种菌群身份，每个人都有自己独特的细菌指纹了吗？

是的，每个人的肠道中都有不同的细菌种类和菌株成分。如果我需要在这里放一个图表，我会说对每个人来说大约四分之一的肠道细菌都是独特的，但是也很难给出一个准确的估计。同时，我们知道我们的基因组会影响肠道菌群，我们不知道这种情况到底是如何发生的，但是至少肠道菌群的一些特征确实与我们的DNA有关。

当人们彻底改变饮食会发生什么呢？比如说如果我开始严格的素食生活，这会改变我的菌群身份吗？

研究表明如果你的饮食变化非常巨大，比如改变纤维，蛋白质或脂肪的成分，你将看到你的肠道细菌会发生相对快速的变化。大约30～40%的细菌会出现丰度改变。某种程度上来说，你会得到一个新的菌群身份指导你再一次改变你的饮食。

药物也会改变肠道菌群。最近的一些研究指出抗生素，质子泵抑制剂，消炎药以及一些不直接与细菌接触的其它类型药物会改变菌群结构。这种情况比几年之前观察到的现象更加复杂。

肠道菌群，大脑和情绪之间有什么联系？

越来越多的证据表明体内存在由细菌建立的肠脑轴，细菌会影响大脑，反之亦然。

来自加拿大的研究人员发现一种特别胆小含羞的小鼠品种在接受了另外一种小鼠的肠道菌群移植以后会变的更加活跃也更具有好奇心。我们知道一些肠道细菌会产生影响神经系统的化合物：比如说神经递质或者改变血脑屏障的代谢产物。我们还不知道其中的确切机制，但是非常清楚的是肠道细菌会影响情绪和行为模式。

这些发现在人类身上也适用吗？

大多数信息都来自动物研究，但是一些关于人类的研究数据也非常确凿。比如抑郁症病人就表现出肠道细菌的改变。

除此之外，将抑郁症病人的菌群移植给小鼠可以复制抑郁症的病理学特征。

进行人类试验的难题在于我们只能分析病人的粪便，而粪便中的细菌对位置更靠下的小肠部位的菌群更具代表性。为了获得消化道其他部位的信息，你需要对健康人进行活检或其他侵入性检测，这当然是不道德的。

我们能否设想一下利用益生菌治疗人类的大脑紊乱，至少减轻一些症状？

已经有一些针对抑郁症病人进行的试验，对病人进行益生菌治疗。结果还是很鼓舞人的，但都是一些小型研究，在我们可以下结论说这些干预措施是否真的有效之前还有许多工作要做。

我们已经在肠道菌群和疾病之间发现许多关联：为了进一步推动治疗，我们需要建立因果关系，密切观察细菌与神经系统相互作用的机制。

想要取得更进一步的进展，我们还需要对更大的病人群体进行研究，整合不同的组学方法，比如基因组学和蛋白质组学。我们必须认识到在这一领域美国比欧洲投入的更多，还有许多可以合作的空间。我们努力确保大多数的基因组数据都能够公开，提供给整个科学研究群体。

未来还有许多挑战需要克服，将在小鼠模型上得到的研究成果转化到人类研究并不容易，但是我认为我们正向着一个很有希望的方向不断前进。 查看全部

人类家居昆虫通常携带1500多种病毒
[摘要]目前，悉尼大学最新研究显示，日常家居中潜在的昆虫、蠕虫和蜘蛛至少携带1500多种病毒，该研究或将改写病毒学教科书。

人类家居昆虫通常携带1500多种病毒
目前，悉尼大学研究人员研究发现人类家居中的昆虫、蜘蛛和蠕虫携带着至少1500种病毒，这远远超出了科学家之前的预期。
腾讯科学讯 据英国每日邮报报道，目前，澳大利亚悉尼大学最新研究显示，室内和后院的臭虫、蜘蛛和蠕虫携带着1500多种病毒。
许多疾病与昆虫、蜘蛛和蠕虫相关，它们出现在人类的日常生活之中。其数量远超出之前人们的预想，对此研究人员感到迷惑不解。悉尼大学研究人员表示，家居昆虫携带病毒的数量甚至能改写病毒学教科书。
同时，悉尼大学研究人员还发现像流感等人类疾病可能是由一些昆虫传染的，该研究表明，像昆虫这样的无脊椎动物是许多类型病毒的真实宿主体。
研究负责人、玛丽-芭雪儿传染性疾病和生物安全研究所的爱德华-霍尔姆斯(Edward Holmes)教授称，虽然人类被大量病毒细菌包围着，但很难传染给人类。
虽然像蚊子等昆虫潜在传播一些致命病毒，例如：寨卡和登革热病毒，霍尔姆斯教授称，绝大多数昆虫都不足为惧，因为它们多数不会向人类传播病毒。这项最新研究对于人类疾病分析是一则好消息。
使用发现无脊椎生物病毒的相同技术，研究人员表示也可用于确定一些人类疾病的形成原因，甚至是富有争议类似莱姆病的疾病。据悉，莱姆病通常出现在蜱虫叮咬之后，但仍存在一些不确定因素。（悠悠/编译）
来源：腾讯科学2016年11月26日




  查看全部

根据在线发表于9月17日的《肝脏学》杂志上的一项研究，对于肥胖患者，血液微生物群的变化与肝纤维化有关系。
来自法国的Benjamin Lelouvier博士和同事在欧洲严重肥胖患者群体中研究了血液微生物群和肝纤维化之间的关系。数据分析了研究发现群体中50名西班牙病人和验证群体中71名意大利病人。对血液细菌DNA进行了定量和定性分析。
研究人员发现在具有肝纤维化的发现组患者中16SrDNA的浓度明显较高。在血液和粪便in16S测序中，几种细菌类群的种类都发现有着特定的差异性。发现组也出现一些二次或首次胆汁酸比率随肝纤维化下降的现象。血液16S rDNA浓度与肝纤维化之间的关系通过验证组的数据得以确人，然而尽管在更严重纤维化患者中存在相似趋势，但是特定细菌类群标记物仍然未得到证实。
“我们已经表明血液微生物群的变化与肥胖患者的肝纤维化有关系，”作者们写道。“血液微生物分析为在这些人群中检测肝纤维化提供了潜在的生物标记物。”

http://medicalxpress.com/news/20 ... liver-fibrosis.html 查看全部

每当你从自动取款机取款时，它都会把微生物传到你身上。
这没什么可吃惊的，因为细菌和微生物无处不在：门把手、地铁座椅、楼梯、你的猫、你的狗、你的脸。你不可能避免它们，特别是在你输密码的时候。
纽约的研究人员在曼哈顿、布鲁克林和皇后区的银行、杂货店以及其他地方调查了66部ATM机。他们发现，ATM机大多都被人类皮肤的微生物所覆盖，类似于在浴室、枕套和电视机上发现的微生物。

他们还发现，除了在触摸键盘后会留下的自己身体的一部分，我们还把剩饭也留在了机器上。鸡、鱼和其他海鲜的痕迹最常见。在曼哈顿，他们发现了一种名为Xeromycesbisporus的霉菌，它与烘焙蛋糕和其他的烘焙食品有关。
来自纽约大学的城市微生物生态学家简·卡尔顿（Jane Carlton）说，“纽约人热爱他们的食物，这并不奇怪”，她周三在mSphere杂志上发表了这项研究成果。她补充道，他们发现的微生物在各行政区之间是非常一致的，并强调他们发现的大多数微生物是无害的。可能有些让人恶心，但大多是无害的。
对像卡尔顿博士这样的研究人员来说，ATM机就像是个微型实验室，他们可以在那里研究整个城市的DNA。这些机器将独一无二的城市缩影浓缩到了键盘上，反映了每天使用它们的人们。该团队还没有研究触摸屏的ATM机。
这项研究是一个更大的研究项目中的一部分——调查纽约的城市微生物组。到目前为止，研究人员已经调查了地铁系统中的微生物，通过它可以深入了解来自城市各地的人们。卡尔顿博士说，这个关于ATM机的发现“只是纽约微生物拼图中的一片”。
为了完成他们的项目，他们计划接下来调查城市中的宠物和害虫。这意味着还要调查猫、狗、松鼠、鸽子、老鼠和蟑螂。 查看全部

那些生活在乳房里的微生物群
来源：煎蛋 / 作者： / 2016-10-13

0 / 313 / 0  /

你可能听说过地球上的每个人肠道里都有一套独特的微生物群，这些微生物群与中风、慢性疲劳以及控制胃口和体重的能力等有关。
你可能没有意识到的是，女性的乳房组织中也住着微生物群，新研究已发现一个人的独特乳房微生物群能够预防或者提升这个人患乳腺癌的风险。
科学家们认为只有百分之五至百分之十的乳腺癌与遗传有关，这意味着有许多不同的因素能够增加一个人患乳腺癌的风险，包括年龄、体重、种族和先前的癌症治疗。
有趣的是，自二十世纪六十年代起，就有研究发现怀孕和哺乳能够降低乳腺癌的风险，三十岁之后没有经历过完整孕期的女性患乳腺癌的风险比经历过的女性更高。
先前，科学家们曾试图找到能够解释这种联系的生物原因，他们发现乳汁中的细菌能够保护母亲，避免其患乳腺癌。但当时，他们没有找到乳腺组织中存在细菌的证据。
事实上，就在两年前，科学家们还认为乳腺组织完全不含有细菌。2014年的一项研究完全改变了这种看法。加拿大西安大略大学的科学家们表示乳房中其实含有丰富的细菌，这些细菌通过刺激附近的免疫细胞能够维持乳房组织的健康。
为了进一步调查，该团队做了一项新实验以便找出乳房组织中究竟存在哪种细菌，以及细菌是否会给女性患乳腺癌的风险带来影响。
他们分析了来自58名女性乳房组织中的细菌DNA，其中有13名参与者因长有良性肿瘤而做了乳房肿瘤切除术，45名女性因长有恶性肿瘤而做了手术。科学家们将这些样本与23名健康女性(从未被诊断出癌症)的进行对比。
他们发现在患有乳腺癌的女性乳房组织样本中，其细菌群含有较高比例的肠杆菌科、葡萄球菌和杆菌。在先前的研究中，科学家们曾发现这些细菌能够诱导人类希拉细胞DNA的双链断裂，而这种DNA损伤与癌症的出现有关。
另一方面，健康女性的乳房组织样本中，其细菌群则含有较高比例的乳球菌属和链球菌，它们有着较强的抗癌属性。比如嗜热链球菌，它产生的抗氧化剂能够中和一类会造成与癌症有关DNA损伤的活性氧分子。
研究人员Gregor Reid表示：“研究结果表明乳房中存在微生物，即便含量不多，但它在乳腺癌中扮演着重要角色。”
需要指出的是，研究样本较小，无法代表全球那么多女性。好消息是如果后续研究能够证实该团队的假设，那么你不必再受限于自己体内天生的微生物群。Reid在新闻发布会上表示：“西班牙的同事们已经发现女性摄入的益生乳酸杆菌能够到达乳腺。结合我们的研究，这令我们忍不住想女性(尤其是那些有患乳腺癌风险的女性)是否应该摄入益生乳酸杆菌，增加乳房中有益细菌的比例？目前，研究人员们尚未考虑这类问题，有些人在将细菌与乳腺癌联系起来的时候有些犹豫不前。”
该研究已被发表在《应用与环境微生物学》上。 查看全部