我們的微生物組，我們身體內(nèi)外的細(xì)菌，真菌，寄生蟲和其他微生物的復(fù)雜群落反映了我們的生活方式。如果我們擁有一只寵物，我們可能會(huì)與它們分享微生物。如果我們吃肉，我們腸道中的微生物組可能看起來與素食主義者不同。

在一個(gè)不斷發(fā)展的研究領(lǐng)域，我們將如何獲取我們?cè)谄渲袛y帶的微生物及其對(duì)我們健康的影響，大多數(shù)分析都集中在生活在發(fā)達(dá)國家的人們身上。但是在過去的幾年里，科學(xué)家們已經(jīng)開始研究非工業(yè)化社會(huì)中的人們是否擁有明顯不同的微生物組，如果是這樣，那些因素決定了這些差異。

發(fā)表在Genome Biology期刊上的一份新報(bào)告在解決這些問題方面取得了重大進(jìn)展。由賓夕法尼亞大學(xué)的遺傳學(xué)家團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)，與坦桑尼亞，博茨瓦納和國立衛(wèi)生研究院的研究人員合作，該研究是迄今為止分析種族多樣化非洲人腸道微生物組的最大研究之一，其樣本來自賓夕法尼亞大學(xué)。來自7個(gè)人口的114名博茨瓦納人和坦桑尼亞人，以及來自美國的對(duì)照組。

結(jié)果表明，不同種群的微生物組概況廣泛，從農(nóng)牧民到牧民到狩獵采集者，他們實(shí)踐各種不同的生活方式。差異的程度與工業(yè)化和非工業(yè)化人口之間的差異相當(dāng)。然而研究人員也對(duì)群體之間出乎意料的相似性感興趣。

“當(dāng)我們開始這項(xiàng)工作時(shí)，”賓夕法尼亞大學(xué)Penn Integrates Knoweldge教授和資深作者遺傳學(xué)家Sarah Tishkoff說，“我的假設(shè)是飲食將成為區(qū)分這些不同人群微生物組的驅(qū)動(dòng)因素。我最大的驚喜是事實(shí)并非如此。“事實(shí)上，生活在博茨瓦納農(nóng)業(yè)社區(qū)的班圖族人的樣本中的一部分與生活在費(fèi)城地區(qū)的人們幾乎沒有區(qū)別，研究合著者弗雷德里克布什曼是賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院的微生物學(xué)家。

“來自博茨瓦納的一些農(nóng)牧民的細(xì)菌成分與美國隊(duì)列非常相似，”蒂什科夫?qū)嶒?yàn)室的科學(xué)家，該論文的共同主要作者馬修漢森說。“這些是農(nóng)村群體;他們的生活方式截然不同，但有一些因素使他們與健康的費(fèi)城地區(qū)居民擁有非常相似的微生物群。”

以前的努力來檢查農(nóng)村非洲人的腸道微生物組通常都比較單一的非洲人口從工業(yè)化國家的一個(gè)或多個(gè)群體。這些早期研究指出了群體之間的差異; 例如，坦桑尼亞意大利人和Hadza狩獵采集者之間腸道微生物組的比較確定了Hadza中存在的幾組細(xì)菌，這些細(xì)菌以前沒有在西方人群中發(fā)現(xiàn)過。

但為了更加細(xì)致地了解影響非洲農(nóng)村地區(qū)微生物多樣性的因素，Tishkoff的研究小組收集了來自七個(gè)偏遠(yuǎn)非洲人口的樣本。來自坦桑尼亞：Hadza狩獵采集者，Maasai牧民，Sandawe農(nóng)牧民，直到19世紀(jì)末都是狩獵采集者，還有Burunge農(nóng)牧民。來自博茨瓦納：圣狩獵采集者，講班圖語的赫雷羅牧民，以及幾組講班圖語的農(nóng)牧民。

收集數(shù)據(jù)，這要求要求偏遠(yuǎn)村莊的居民向科學(xué)家提供糞便樣本，這絕不是一個(gè)簡單的過程。負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)數(shù)據(jù)收集工作的Alessia Ranciaro表示，她和同事從早期經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)如何駕馭文化和后勤障礙，使參與者和科學(xué)家的過程更加順暢。

研究人員從樣本中提取DNA并對(duì)16S核糖體RNA基因的一部分進(jìn)行測序，該基因廣泛用于微生物組研究，以幫助鑒定和比較細(xì)菌。

“分析允許你在很多情況下將樣本中的細(xì)菌分類到屬的水平，”Tishkoff實(shí)驗(yàn)室的博士生Meagan Rubel說，他是這項(xiàng)工作的共同領(lǐng)導(dǎo)者。“但在我們使用的樣本數(shù)據(jù)庫中，細(xì)菌已根據(jù)工業(yè)化或西方群體進(jìn)行分類，因此生活在這些傳統(tǒng)生活方式中的人可能患有我們從未見過的細(xì)菌。”

從他們能夠獲得的結(jié)果中，迅速出現(xiàn)了廣泛的模式。值得注意的是，博茨瓦納樣本與坦桑尼亞樣本不同。來自坦桑尼亞種群的腸道微生物群在每個(gè)樣本中往往具有更高數(shù)量的微生物，并且個(gè)體傾向于具有相似的微生物特征。另一方面，在博茨瓦納，樣本總體上具有較少的微生物種類，并且個(gè)體的微生物組傾向于彼此更加不同。后一種模式也存在于美國樣本中。

雖然分析沒有指出解釋這一結(jié)果的“吸煙槍”，但研究人員假設(shè)其原因與博茨瓦納的國家財(cái)富比較和獲得醫(yī)療保健有關(guān)。

“博茨瓦納擁有鉆石并且相對(duì)富裕，”蒂什科夫說。“他們擁有免費(fèi)的醫(yī)療系統(tǒng)和免費(fèi)的教育系統(tǒng)，這與坦桑尼亞非常不同。”

“你可以想象，在非洲國家非常不同的群體范圍內(nèi)，”魯貝爾說，“有些群體正在經(jīng)歷這些軟性工業(yè)化措施，從增加臨床護(hù)理的可及性到不同種類的食物都可以?？股氐氖褂檬悄撤N東西。這可以真正改變腸道微生物組，因此有更多機(jī)會(huì)進(jìn)入的人可能會(huì)看到他們的微生物組發(fā)生了顯著變化。“

這種轉(zhuǎn)變可能有助于解釋博茨瓦納和美國樣本之間的相似性，盡管研究人員表示需要做更多的工作來確認(rèn)是這種情況。

然而，總的來說，在美國和大多數(shù)非洲人之間，腸道微生物組的廣泛差異是顯而易見的。在非洲，一些細(xì)菌群體的頻率可以通過種族和生活方式區(qū)分人口。例如，與牧民或農(nóng)牧民群體相比，兩個(gè)狩獵 - 采集者群體San和Hadza擁有不同的腸道細(xì)菌模式。此外，在Maasai和Hadza人群中，兩組男女分工特別極端，研究人員發(fā)現(xiàn)他們分析的微生物組存在顯著的性別差異。

為了更多地了解腸道中的細(xì)菌實(shí)際上在做什么，研究人員尋找在給定樣本中各種微生物物種中豐富的分子途徑。在美國的樣品中，他們確定了破壞環(huán)境污染物的途徑，例如雙酚，其中包括雙酚A，更為人所知的是“塑料中可怕的雙酚A”，Rubel說，還有DDT，這是一種負(fù)責(zé)稀釋鳥類的殺蟲劑。自20世紀(jì)70年代以來在美國被禁止的蛋殼。

他們?cè)诓┐耐呒{的樣本中發(fā)現(xiàn)了滴滴涕分解途徑的證據(jù)，這個(gè)國家繼續(xù)使用這種化學(xué)物質(zhì)來控制導(dǎo)致瘧疾等傳播疾病的蚊子。

這些研究結(jié)果提出了許多有趣的問題，研究人員希望通過這些問題進(jìn)一步分析，并在未來進(jìn)行徹底的遺傳和基因組測序。他們還在進(jìn)一步探測樣本，以確定胃腸道病原體的存在是否可能在影響這種感染普遍存在的地區(qū)人群的腸道微生物群中發(fā)揮主要作用。

“我們的工作擴(kuò)展了越來越多的敘述，”Rubel說，“微生物組的趨勢似乎與人口中的工業(yè)化水平有關(guān)。”科學(xué)家指出，即使是這些偏遠(yuǎn)的非洲人口，他們的生活方式也不是一成不變的 發(fā)展及其對(duì)環(huán)境和傳統(tǒng)生活方式的影響可能表現(xiàn)在微生物群模式的轉(zhuǎn)變。“對(duì)于其中一些群體的縱向研究，最重要的是做什么，”漢森說。“在接下來的20年里，他們的生活肯定會(huì)迅速發(fā)生變化，看看我們是否會(huì)發(fā)現(xiàn)這些生活方式因素發(fā)生變化的微生物群將會(huì)很有趣。”