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原文
Nature· Carina M. Schlebusch·· 19 小时前评分39

Hadza 与 Tsimane 人共享肠道微生物,映射史前人类扩散与工业化社会菌群丢失

Gut microbes that trace ancient human journeys

导读

Carter 等人报告坦桑尼亚 Hadza 与玻利维亚 Tsimane 两原住民群体共享数百个肠道微生物物种,同种菌株间遗传差异与数万年前人类迁徙时间线一致。这些共享菌种在工业化社会人群中已变得稀少或缺失,提示它们随人类祖先扩散后在现代社会正逐渐流失。

深度解读

人类肠道微生物与宿主的共生关系长期受到关注[1],但其演化历史难以追溯。此前对非人灵长类的研究已表明,多个主要的肠道菌谱系与宿主在过去约1500万年间发生协同分化[2];针对工业化人群的大样本分析也观察到人类基因组与肠道菌之间平行的演化信号[3]。然而现有数据以工业化人群样本为主[4,5],可用的考古粪便又仅约一两千年前且受古DNA降解所限,使得在更长尺度上判断微生物是否与人类"共同迁徙"变得困难[5]。加之菌株间高频同源重组使传统系统发育方法在亚种水平上难以奏效[4],区分古老共迁徙与生活方式差异造成的群体结构差异仍是悬而未决的方法学难题。

本论文正是在此背景下展开:对玻利维亚Tsimane园艺人群的133份粪便样本进行深度宏基因组测序,重建了12,746个MAG,覆盖1,408个细菌与古菌物种,并与先前发表的坦桑尼亚Hadza狩猎采集者群体的32,034个MAG进行比较[5]。结果发现,Tsimane中约87.4%(1,231个)的物种同样见于Hadza,其中约60.2%(848个)在工业化人群中罕见甚至完全缺失,与工业化导致肠道微生物流失的既有观察一致[5]。同物种MAG之间的平均核苷酸同一性约为98%,按肠道细菌分子钟推算对应共同祖先存在于约10万至20万年前,覆盖智人走出非洲并扩散至美洲的关键时间窗口。在636个双方都至少含4个MAG的共享物种中,同群体内的高ANI菌株对(>99.75%)显著富集,提示两地在近期历史上菌株交流受限;研究团队进一步采用显式处理重组的群体遗传学方法,得到的菌株层面生殖隔离估计高于工业化人群中的可比观测[4,5]。

把共分化假说从非洲猿类尺度[2,4]以及工业化人群内部的群体结构层面[3],推进到两种非工业化人群之间的直接对比,并在方法上对重组带来的干扰做出校正,是本研究的主要推进。据同行评审版本总结,"多样的肠道微生物组随人类在全世界迁徙并延续了数千年",但"其中许多物种如今正在消失"[6]。局限在于:分析仍依赖当代深度测序样本,无法在古DNA层面直接覆盖整个十万年时间尺度;工业化与非工业化人群之间的样本不对称问题虽因本研究所涉群体而有所缓解,却并未完全消除[4,5];至于工业化进程中究竟是饮食、抗生素、慢性炎症还是其他因素驱动了约六成共享物种的流失,仍有待后续工作厘清。

来源:Nature · nature.com

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