1月10日,我校公共卫生学院尹琦副研究员联合剑桥大学兽医学院团队和剑桥大学MRC研究中心团队,在国际知名期刊《Nature Microbiology》发表了题为“Ecological dynamics of Enterobacteriaceae in the human gut microbiome across global populations”的最新研究成果。

肠杆菌科(Enterobacteriaceae)细菌,作为最常见的肠道细菌,是全球范围内引发机会性感染的主要原因。尽管肠道内生活着众多对宿主有益的共生微生物,但其中亦有很多物种具有潜在的致病能力。以大肠杆菌(Escherichia coli)和肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)为代表的肠杆菌科细菌,往往能导致严重且可能危及生命的机会性感染。此外,无论是否具有致病性,肠道中肠杆菌科细菌的过度增殖不仅使感染风险上升,还与克罗恩病以及更高的全因死亡率等非传染性疾病相关。值得注意的是,多重耐药和产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)的肠杆菌科细菌已被世界卫生组织列为最高优先级(priority 1)病原体。鉴于肠杆菌科细菌在健康人体肠道微生物组中的高流行率,探究它们与其他肠道菌群间的相互作用,掌握肠道环境内与它们定植和丰度相关的关键信息,对控制它们的感染发生和耐药发展具有重要作用。
研究团队基于全球跨越45个国家、超12,000份公共人类肠道菌群宏基因组的大型数据库,探究了肠杆菌科细菌在肠道定殖与丰度相关的全球生态学模式。首先,研究发现肠杆菌科细菌在人群肠道的整体流行率达到66%,其中在非洲人群(88%)、婴儿(74%)及类风湿性关节炎人群(96%)的定植率最高。同时通过机器学习分析发现,肠道菌群组成可以高效预测肠杆菌科细菌的定植状态。最后,研究一共鉴定出307种与肠杆菌定植及丰度相关的肠道微生物物种,通过基因功能和代谢特征分析,共同排斥物种更多编码短链脂肪酸合成、铁代谢和群体感应等功能,而共同定殖物种则体现出更高的功能多样性并在代谢层面更接近肠杆菌科。该研究结果加深了我们对肠杆菌科在肠道内定殖以及丰度调控机制的理解,也为从生态学角度制定新的非抗生素干预策略,降低由肠杆菌科细菌引起的机会性感染风险提供了重要思路。

肠道菌群组分与肠杆菌科细菌定植和丰度密切相关
公共卫生学院尹琦副研究员为该论文第一作者,剑桥大学兽医学系(Department of Veterinary Medicine)Dr.Alexandre Almeida为论文通讯作者。
全文链接:https://www.nature.com/articles/s41564-024-01912-6