肠道crAssphage噬菌体家族与肥胖和代谢综合征的关联性

人类肠道微生物群的病毒宏基因组学研究揭示了健康和疾病之间噬菌体种群的差异，激发了人们对噬菌体在细菌生态系统调节中的作用的兴趣。CrAssphage是人类肠道病毒组中常见且丰富的家族。本文探讨了其在儿童队列中肥胖（O）和肥胖伴代谢综合征（OMS）中的作用。揭示crAssphage家族在肠道中的两面性。

本文主要介绍一篇来着墨西哥国立自治大学生物技术研究所的研究（The Two-Faced Role of crAssphage Subfamilies in Obesity and Metabolic Syndrome: Between Good and Evil）。本文是第一份详细的对不同crAssphage家族噬菌体在儿童队列中肥胖（O）和肥胖伴代谢综合征（OMS）作用的研究。

在对儿童队列的研究显示，在OMS组中Alpha crAssphage亚家族的丰度降低（特别是属Alpha_1和Alpha_4）（图1）。虽然本研究仅基于一个较少的样本量基础上（10个正常体重[NW]，10个肥胖[O]和8个肥胖代谢综合征儿童[OMS]），但满足差异分析的统计分析数据量要求，并其结果显示存在显著差异。

图1

对crAssphage基因组的定量分析显示，大多数样本含有不同数量的crAssphage基因组，从总读数的0.0011%到3.654%不等。本研究首次提供了与O和OMS相关的特定crAssphage分类群的显著差异丰度分析信息。具体而言，发现Alpha亚科和Alpha_1和Alpha_4属在OMS中有所减少，与Delta_8的显著增加相反（图2）。crAssphage Alpha亚家族的稳定性丧失和Delta亚家族的增加与O有关（图2），在OMS中显著。因此，Alpha丰度的降低和Delta噬菌体丰度的增加与OMS有关。然而，这种权衡背后的确切机制需要进一步阐明。而crAssphage Alpha亚家族在NW中比OMS个体更丰富，这表明这些噬菌体可以通过粪便移植用于治疗肥胖和代谢综合征。

图2

最近，噬菌体作为膳食补充剂用于健康和胃肠道不适的个体，而不会引起症状加重。此外，crAssphages使用一种不寻常的策略在肠道中进行繁殖，并在微生物群落中稳定地持续数周和数月。有趣的是，使用“祛瘀生新”的治疗方法，可使溃疡性结肠炎患者的crAssphage家族的多样性降低，尽管没有探索其他机制。这表明crAssphage可以使用药物或自然疗法进行调节。然而，必须注意crAssphage家族的双面角色，因为Delta亚科在OMS中更为丰富，因此如果它们也被移植，可能会恶化OMS中的细菌生态失调。

最后，研究了crAssphage家族与O和OMS中细菌增加之间的关系。为此计算了每个样本的Spearman相关性，这些Spearman在先前与O和crAssphage家族相关的27个分类群的丰度之间。只发现crAssphage丰度与杆菌相关（图3）。值得注意的是，与NW相比，杆菌在OMS中的也显著增加。还分析了crAssphage亚科与27个分类群之间的关联，发现Beta，Delta和Gamma亚科之间存在几个显著的相关性。所以，crAssphage的丰度与杆菌目之间存在负相关关系，表明crAssphage的减少可能与杆菌的显著增加有关。

图3

本研究发现OMS中crAssphage Alpha亚家族的多样性和丰富度显著降低，这主要是由于Alpha_1属和Alpha_4属的减少。相反，OMS中的Beta亚科显著增加，主要是由于Beta_6的增加。此外，在OMS中观察到Delta_8属过多。值得注意的是，crAssphage的丰度降低与同一组中杆菌的过量显著相关。杆菌类是O组的分类生物标志物，在OMS队列中也非常丰富。研究还发现crAssphage的Alpha亚家族的稳定性丧失与O和OMS有关。相反，在OMS中发现了过多的Delta亚科。