改善健康微生物组的定义，促进健康老龄化

  身体和认知能力随年龄的增长而下降并不均匀;与年龄相关的迟发性衰退(健康老龄化)在许多人中很明显。与年龄相关的衰退的决定因素之一是微生物组。一些研究发现，随着宿主年龄的增长，微生物组的组成和功能发生了变化。最近发表在《nature aging》上的文章表明，与年龄相关的微生物组改变与年龄相关疾病的改变既不同又重叠。

  本研究分析了来自五大洲七个数据存储库的21，000个粪便微生物组，参与者年龄在18-107岁之间。 这项研究探讨了确定特定分类群的增加或减少是否比微生物组统计数据(如多样性和独特性)更准确地衡量健康/不健康的衰老。这项研究表明，与一般衰老和不健康衰老相关的肠道微生物组改变具有一个共同的主题：核心微生物组结构的丧失(特别是核心微生物组的一个共同物种级行会)，以及伴随而来的疾病相关分类群的一个特定行会的增加。

  为了解决特定疾病的发病率和一般衰老之间的混杂效应，该研究使用两步调查策略对上述模式进行了调查。首先调查了年龄>60岁的个体的所有肠道微生物组，然后在明显未缓解的对照组的肠道微生物组中重新验证了该研究的发现。然而，需要注意的是，生物衰老通常可能伴随着血脂异常、高血压和炎症等疾病的发病率增加，这些疾病可能没有在所有报告中具体记录，但与微生物组组成有关。本研究可用数据集的另一个局限性是极端老年人(例如百岁老人)的代表性不足，大多数数据来自100岁以下的个人。这阻碍了我们对极端年龄段个体健康与不健康衰老轨迹的调查。对于未来的衰老微生物组研究，解决上述混杂影响的另一种通用方法是使用“生物年龄”或“衰老率”，而不是个人的实际年龄进行这些研究。目前有多种基于组学的衰老时钟，不仅可以预测个体的总体生物年龄或“加速衰老率”(与按时间顺序排列的年龄无关)，还可以预测与健康特定属性相关的年龄下降。

  尽管存在上述限制，但特定菌群的鉴定可用于设计针对老年人的基于微生物组的治疗干预措施，并作为有不健康衰老轨迹风险的个体(中年或衰老初期)的诊断标志。

  图1：不同研究队列中微生物组独特性、Shannon多样性和 β多样性的测量值与年龄的相关性显示出特定区域的可变性。研究队列的名称如表1所示，括号中显示了所调查的肠道微生物组的数量。前四行表示数据类型(Shotgun或16S;根据图例)、最大和最小参与者年龄以及地理区域。这些面板下方的热图显示了PERMANOVA将总体β多样性与年龄联系起来的结果，该结果使用在属和物种水平上分析的四个微生物组距离矩阵计算。底部热图显示了稳健线性回归模型的结果，该模型用于将不同个体研究中的物种和属级微生物组汇总统计数据与年龄相关联。使用双侧稳健F检验计算关联的统计学显著性。在每个研究队列的基础上，使用Benjamini–Hochberg校正来计算Q值，对不同微生物组汇总指数关联获得的P值进行校正。

  图2: 根据不同微生物组汇总统计的关联模式识别物种水平的群体。根据它们与肯德尔独特性的联系模式，物种可分为三组。每条边表示与Q的关联 ≤ 0.05，蓝色和红色分别表示显著的负相关和正相关。根据它们的关联模式，微生物组分类群可以根据它们与肯德尔独特性的关联分为三个分区。一组54个物种级别的分类群包含许多公认的有益共生体，与肯德尔的独特性呈显著负相关。一组由22个物种级分类群组成的类群，包含许多以前被证明与多种疾病/不健康指标呈正相关的分类群，如虚弱1，与肯德尔的独特性呈正相关。图3和图5进一步验证了上述两组人的疾病/不健康衰老联系。第三组36个分类群(突出显示为“其他”)与肯德尔的独特性没有关联。