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编译服务: 中国科学院病毒学领域知识资源中心 编译者: malili 编译时间: Nov 21, 2020 点击量: 10

肠道微生物代表了一个由数十万亿细菌细胞组成的复杂生态系统,这些细菌细胞对精神健康和心血管健康都有深远的影响。虽然微生物组的组成与某些疾病(如帕金森氏症)有关联,但很难弄清楚这些关联是否只是相关性、健康状况的后果,还是疾病的原因或贡献。

11月4日发表在《Nature》杂志上的一篇综述旨在通过分析患有和不患有特定疾病的人之间的生理和生活方式差异,并确定可能与肠道微生物群组成有关的差异,来寻找潜在的混淆变量。

文章合著者美国国家过敏和传染病研究所的免疫学家Ivan Vujkovic Cvijin一直在研究肠道微生物如何影响HIV感染者的健康。在这一领域,有一个有趣的发现,与男性发生性关系的男性肠道微生物组成与其他男性有很大不同。在美国和许多西欧国家,艾滋病毒感染者的主要人群是与男男发生性关系的男性。结果发现,当我们在这一领域进行的一些研究中,我们把男性与男性发生性关系的HIV感染者与与女性发生性关系的未感染者进行了比较。在这些研究中,我们不仅发现了依赖于HIV的差异,而且还取决于性偏好,而我们真正想要的只是识别那些因HIV而不同的细菌。

从这个意义上说,这些研究被性偏好混淆了。结果表明,虽然艾滋病毒确实对肠道微生物群有影响,但另一个因素对微生物群的影响似乎要大得多。还有哪些我们完全不知道的令人困惑的变量?对于哪些变量可能会混淆疾病受试者与未经研究的受试者之间的比较,还没有一个详尽的检查。

所以有了这篇研究饮酒量和排便质量对肠道微生物的影响的文章。大便通常是松散的、坚硬的还是正常的,都是许多疾病产生混淆效应的重要原因。

重要的是,这两个因素对人与疾病的影响往往与一个没有疾病的人相比有很大的差异。另外,我们服用的药物通常限制我们喝酒,这是为什么呢?

在我们的免疫系统、我们对传染病的反应以及对其他慢性病的易感性方面,我们都是独一无二的。生物学,在很多方面,是试图了解是什么导致了人们的反应方式的这些差异。当然,不同人群的微生物群是非常不同的。

一个人饮酒越多,对微生物群的影响就越大。即使偶尔每周喝一到两次酒,也会对微生物群落产生可测量的影响。酒精本身在微生物学实验室中被用作消毒剂,人们可能期望酒精杀死肠道中的一些细菌,减少肠道微生物群落的多样性,但实际上发现了相反的效果——多样性的增加也是剂量依赖性的。但科学家们还不知道这种增加的多样性对健康的影响。

本文描述了一个有关人类活动与肠道微生物组的公开数据集,同时还向每个人发放了问卷,其中有100多个问题非常详细。其中有很多关于每个样本的信息,可以用来识别对微生物组有最大影响的变量。

研究方法是机器学习,机器学习的一个很好的组成部分是交叉验证的概念,把一部分在一个变量上不同的参与者,比如说老年人和年轻人,从比较的总样本中抽取一个子集,然后检查微生物群中的哪些模式区分了这两个群体。对于算法没有看到的对象,将测试在第一个子集中发现的模式是否稳健,并且是否在未看到的对象中也被观察到。

这是一种非常有效的方法来评估给定变量对微生物群落的影响有多强和可复制性。“我们对数据集中的所有变量都进行了量化,并按重要性对它们进行了排序,”Ivan Vujkovic Cvijin说。

基于这些发现,他们提出了人类微生物组研究的建议,以获取有关这些变量的信息。这两种情况通常不会作为临床研究的一部分收集,而年龄、BMI和性别则更为典型。“我们建议扩大收集到的信息变量,如果可能的话,在被比较的组之间匹配这些变量,因为它们对微生物群落有影响,我们希望减少多少研究实际上是在研究这些混杂变量的影响,而不是缩小范围把他们的研究结果归结为对正在研究的疾病真正感兴趣的东西,”作者总结。

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原文检索:Host variables confound gut microbiota studies of human disease

(生物通:伍松)

 

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