Po-Ru Loh团队揭示人类与细菌遗传变异共同塑造口腔微生物组与健康

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来源：优在生物

2026-02-26 15:30:32

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核心提示：研究不仅揭示了宿主遗传通过唾液淀粉酶基因拷贝数变异等机制影响微生物丰度，更首次发现人类遗传变异会直接选择口腔细菌基因组中特定基因的存在与否。

口腔微生物组是人体最复杂的微生物群落之一，与龋齿、牙周病等多种口腔疾病密切相关。不同个体间的口腔微生物组成存在巨大差异，这种差异被认为受到饮食、口腔卫生习惯及宿主遗传因素的共同影响。

然而，宿主遗传变异究竟如何具体影响口腔微生物的种类和数量，以及这些影响是否最终介导了口腔疾病的风险，目前尚不清楚。以往研究样本量有限，仅能识别出少数遗传关联。系统揭示宿主遗传与口腔微生物组的互作机制，对于理解口腔生态和疾病成因至关重要。

2026年1月28日，哈佛医学院Po-Ru Loh团队在国际期刊Nature上发表了题为Human and bacterial genetic variation shape oral microbiomes and health的研究论文。

该研究通过对12,519人的唾液全基因组测序数据进行重分析，构建了迄今最大规模的口腔微生物组数据集。研究者鉴定出11个人类基因位点与微生物组组成显著相关，其中10个为新发现。研究不仅揭示了宿主遗传通过唾液淀粉酶基因拷贝数变异等机制影响微生物丰度，更首次发现人类遗传变异会直接选择口腔细菌基因组中特定基因的存在与否。这些发现为理解宿主-微生物共进化及口腔疾病遗传机制提供了全新视角。

正文

研究人员首先利用SPARK队列中12,519份唾液的全基因组测序数据，通过识别未比对到人类基因组的序列，量化了645种微生物的相对丰度。分析确认年龄是驱动微生物组个体差异的主要因素。为探寻宿主遗传的影响，研究者开发了一种基于微生物主成分的联合分析方法，在全基因组范围内进行高效关联检验。

这一分析成功鉴定出11个与口腔微生物组整体组成显著相关的人类基因位点。这些位点涉及编码唾液蛋白、免疫功能以及血型抗原合成的基因。其中，唾液淀粉酶基因 AMY1 的拷贝数变异展现出最强的关联信号。与此同时，岩藻糖基转移酶2基因 FUT2 常见的功能丧失突变W154X也与58种细菌的丰度变化密切相关。进一步分析表明，这些与微生物组相关的位点中的三个，即AMY1, FUT2 和 PITX1，其遗传变异同样与英国生物银行队列中佩戴假牙的风险显著相关，提示宿主遗传可能通过调控微生物组来影响口腔健康。

为了深入解析宿主遗传塑造微生物组的具体分子机制，研究者将目光从微生物物种丰度转向了细菌菌株内部的基因剂量变异。他们测试了上述11个关键人类遗传变异与30种高丰度细菌参考基因组中基因覆盖度的关联。结果显示，人类遗传变异与68个细菌基因组区域的覆盖度显著相关。例如，宿主AMY1拷贝数越高，其口腔中副血链球菌基因组内淀粉酶结合蛋白abpA和abpB基因区域的覆盖度也越高。更关键的是，宿主ABO血型中的A1等位基因，会强烈选择普雷沃菌属菌株中携带一个特定的糖苷水解酶基因。该效应仅在FUT2功能正常的分泌者个体中出现，表明细菌可能利用宿主黏膜表面分泌的A型血型抗原作为碳源。