刘洋彧博士Nature发布微生物组研究重要成果

微生物组就像指纹：每个人的微生物群落都是复杂而独特的。但基本动态，即塑造这些生态系统的微生物间相互作用，可能会有一些共同之处。现在Brigham妇女医院的研究人员，分析了来自大型宏基因组数据集（例如，人类微生物组计划和学生微生物组计划）的数据，查看了健康受试者肠道、口腔和皮肤微生物组的动态。

　　

生物通报道   微生物组（microbiome）就像指纹：每个人的微生物群落都是复杂而独特的。但基本动态，即塑造这些生态系统的微生物间相互作用，可能会有一些共同之处。为了展开调查，刘洋彧（Yang-Yu Liu）博士和Amir Bashan博士领导来自Brigham妇女医院Channing网络医学部门的研究人员，分析了来自大型宏基因组数据集（例如，人类微生物组计划和学生微生物组计划）的数据，查看了健康受试者肠道、口腔和皮肤微生物组的动态。他们的研究结果发布在6月8日的《自然》（Nature）杂志上。

论文的通讯作者刘洋彧博士目前是哈佛医学院的助理教授，兼任Brigha妇女医院的副研究员。主要研究方向包括复杂网络与统计物理、控制理论以及系统生物学。在《Nature》及其子刊、PNAS、《Physical Review Letters》等权威期刊上发表论文40余篇。

研究小组发现了健康个体肠道和口腔微生物组的普遍（宿主非依赖性）动态。在罹患复发性艰难梭菌感染的人群中，这种普遍模式遭到破坏。然而，在接受粪便微生物群移植（FMT）治疗感染后，这些受试者显示出了普遍的肠道微生物动态。

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新研究可帮助增进研究人员对塑造微生物组的一些过程的认识，可能有助于未来开发出针对其他疾病患者或处于不同发育阶段婴儿的治疗方法。研究人员指出，他们的计算方法还可用来分析存在于土壤、海洋、湖泊或更多地方的微生物生态系统。研究人员还阐明了尽管每个个体的微生物组都具有其独特性，粪便微生物群移植却能够很好地起作用的原因。

刘洋彧博士说：“粪便微生物群移植已非常成功地用于许多的艰难梭菌感染患者，但我们从来都不知道原因。在这里我们发现：不同的人共享了一些类似的生态网络，这有可能帮助我们了解FMT起作用的原因。我们的研究工作还表明我们可以设计出非常通用的、基于微生物组的疗法来治疗患者。因为我们共享一些相似生态网络，而真正的个体化疗法不仅要考虑个体独特的微生物状态，还有基本微生物生态系统的独特动态，或许不需要这种疗法来塑造健康的微生物组。”

微生物存在于人体、植物、土壤、海洋等各种环境中，这些微生物群落的集合被称为微生物组。近年来，微生物组研究成为一个热门。哈佛大学的一项研究表明，在一天之内，饮食可以改变肠道中的微生物群——特别是那些耐受胆汁的微生物，也会改变肠道细菌所表达的的基因类型。这篇综述文章发表在最近的《Nature Reviews Microbiology》杂志（Nature子刊：饮食快速改变“第二基因组”）。

我们每天都在和无数微生物打交道，回到家还要洗洗漱漱。但2016年5月的Cell杂志发表的一项宏基因组研究显示，我们皮肤表面的微生物群体一直是高度稳定的。这些小家伙包裹着我们，就像一个无形的“小宇宙”（Cell：每个人都有自己的“小宇宙”）。

2016年5月Science杂志发表的两项大规模研究首次揭示了生活方式与肠道微生物组的关联。研究显示，生活中许多因素都能改变肠道微生物组的多样性，进而对人体健康产生影响。举例来说，经常喝酸奶或酪乳的人肠道微生物组的多样性更大，咖啡和红酒也可以提高微生物组的多样性，但全脂奶和高热量饮食会使微生物组多样性降低（两篇Science发表微生物组研究重要成果 ）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Universality of human microbial dynamics

Human-associated microbial communities have a crucial role in determining our health and well-being1, 2, and this has led to the continuing development of microbiome-based therapies3 such as faecal microbiota transplantation4, 5. These microbial communities are very complex, dynamic6 and highly personalized ecosystems3, 7, exhibiting a high degree of inter-individual variability in both species assemblages8 and abundance profiles9. It is not known whether the underlying ecological dynamics of these communities, which can be parameterized by growth rates, and intra- and inter-species interactions in population dynamics models10, are largely host-independent (that is, universal) or host-specific. If the inter-individual variability reflects host-specific dynamics due to differences in host lifestyle……

作者简介：

刘洋彧博士

目前是哈佛医学院的助理教授，兼任哈佛医学院第二大附属医院Brigham and Women's Hospital的副研究员。刘洋彧博士2000年毕业于南京大学取得学士学位，2009年在美国UIUC获得物理学博士学位，2009年至2012年在美国东北大学复杂网络研究中心从事博士后研究工作，师从复杂网络研究领域创始人之一Barabasi教授。主要研究方向包括复杂网络与统计物理、控制理论以及系统生物学。在《Nature》及其子刊、《Proceedings of the National Academy of Sciences of U.S.A》（PNAS）、《Physical Review Letters》等权威期刊上发表论文40余篇，引用近千次。他的工作《Controllability of Complex Networks》作为封面故事发表在《Nature》上，受到了广泛的关注，被Nature News&Views、ScienceNews&Analysis、ScienceNews、ScienceDaily、Wired、PHYSORG以及Faculty of 1000等多家媒体报道。此外，刘洋彧博士最近的工作《Observability of complex systems》也作为封面文章发表在《PNAS》上。