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微生物所在人体肠道细菌耐药基因研究方面取得进展
  文章来源:微生物研究所 发布时间:2013-08-21 【字号: 小  中  大   

  人体肠道中栖息着种类繁多的微生物,其数量超过人体自身细胞的10倍以上。这些微生物的基因组中(microbiome)蕴含大量的遗传信息,被称为是“人体的第二个基因组(the second genome of human body)”。人体肠道微生物对人体肠道内营养物质的代谢、人体自身的发育、免疫及疾病的产生等方面起到极其重要的作用。例如,肠道微生物可以保护肠道上皮细胞免受损伤,可以调控宿主脂肪的储存以及刺激肠道血管生成,阻止病原菌在组织中的定殖及促进免疫系统的发育和分化等。随着人们对肠道微生物认识的不断加深,有关肠道菌群与人类健康的关系的新的热点问题也不断被提出。例如,近来有研究者认为人体肠道微生物是抗生素耐药基因的“储存库”。然而,这一问题并没有被深入揭示。 
  澳门赌场微生物研究所朱宝利课题组胡永飞、杨犀等对来自三个不同国家(丹麦、西班牙、中国)的162个健康人肠道微生物元基因组(Metagenome)中的耐药基因进行了深入分析。研究首先建立了一个含有四百万个人体肠道微生物基因的数据集,随后从该数据集中鉴别出1093个耐药基因。通过与其它8个不同环境元基因组的比较分析发现,人体肠道微生物中耐药基因的比例最高。此外,与其它人体肠道微生物的功能基因相比,耐药基因更倾向于存在某些特定的细菌门,如变形菌门。 
  研究进一步将1093个耐药基因分成149个不同的耐药基因型;中国人肠道中含有70个耐药基因型,丹麦人45个,西班牙人49个。随后利用高通量测序原始数据对所有耐药基因的相对丰度进行计算,结果显示,中国人肠道微生物耐药基因的丰度最高,西班牙人居中,丹麦人最低。对耐药基因单核苷酸多态性的聚类分析表明,中国人肠道耐药基因不同于丹麦和西班牙人,而后两者同属于欧洲国家。这种差异可能一方面由于肠道菌群的差异造成,另一方面很可能归咎于不同地域抗生素使用的偏好性不同。 
  进一步分析发现,无论在哪个国家人群中,四环素耐药基因型的丰度都是最高的。研究随后构建了3个健康人肠道元基因组的Fosmid文库(20万克隆),并利用不同的抗生素对文库进行筛选,结果同样证实,具有四环素抗性的克隆数比例最高。接下来,研究对欧洲20个国家近10年抗生素的使用情况进行了统计,结果表明四环素类抗生素一直以来在动物中的使用量(包括畜牧养殖)显著高于其它抗生素,而临床上使用量很少。因此,人体肠道微生物中的耐药基因(尤其是高丰度的耐药基因)很可能与兽用抗生素相关。遗憾的是,研究人员没有拿到中国抗生素使用情况的官方数据。 
  抗生素滥用是全球面临的风险,这个风险在中国尤为突出,不仅临床滥用情况严重,畜牧养殖业中抗生素的滥用状况更是不容乐观。抗生素的滥用和过度使用无疑将富集或诱导出各种类型的耐药基因;这些耐药基因可能通过多种途径(如食物链)最终传递到人体中,而肠道这种细菌密度极高(1011-1012细胞/克肠内容物)的环境又极大增加了基因横向转移的风险;一旦某些耐药基因转移到人体病原菌中,将使临床抗感染治疗面临更多新的挑战。
    该研究成果近期发表在Nature Communications杂志上(Nat. Commun. 4: 2151. doi: 10.1038/ncomms3151)。
         
  

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