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8坨穿越千年的便便，讓哈佛科學家找到治療糖尿病的線索 | Nature

2021-06-11 12:06:51 創事記作者：

來源：量子位

明敏發自凹非寺

量子位報道 | 公眾號 QbitAI

你可能想不到，幾坨便便居然可以這么有價值。

最近，《Nature》發表了一篇關于古人類糞便的論文，為研究1型糖尿病、肥胖等疾病提供了新線索。

來自哈佛醫學院的科學家們用8份1000-2000年前的古人類糞便，重建出了古代人類的腸道微生物基因組。

從基因組信息中，他們發現2000年來人類的腸道微生物群落發生巨大變化！

古糞樣本中39%的古代微生物物種，是在現代人的身體里無法找到的。

而且，現代人的糞便中含有更多和抗生素耐藥性、降解消化道黏液有關的基因。

科學家們表示，這些變化能反映出工業化生活方式流行、人類飲食結構改變、使用抗生素等問題。

這研究，味兒太沖了

為什么要研究古人的糞便？

因為科學家們發現，當代人步入工業化生活后，腸道菌落多樣性喪失嚴重。

而腸道菌群對人體代謝、免疫都起著重要作用，這在一定程度上導致人們更容易患慢性病，比如糖尿病。

為了開展對這些慢性病的研究，找到更為豐富的腸道菌落就顯得尤為重要。

由此，科學家們盯上了穿越千年的便便們。

不過，想要研究歷史如此悠久的便便，可不是是件容易事。

科學家們從美國猶他州和北墨西哥的洞穴中找到了15個古糞樣本，用shotgun宏基因組測序、鑒定篩選后，留下了8份質量優秀的便便作為本項試驗的樣本。

據研究人員口述，這些古糞在洞穴中被保存的非常好，甚至看起來和普通便便沒啥區別，就是更干一些。

用這8個樣本，研究人員重建了498個微生物基因組。

但這些基因組仍舊不夠純正，它們中還是夾雜著從土壤、空氣中混進去的其他微生物的DNA。

所以研究人員要根據完整性、被污染度等標準，再來一輪篩選。

最終，他們確定了其中181個基因組是來自古代人類糞便的。

與此同時，研究人員還收集了來自8個國家的工業化地區和非工業化地區的789個現代人糞便樣本作為比對。

比對結果顯示，在古糞樣本中有39%的古微生物物種是人們沒有見過的。也就是說，2000年來人類腸道微生物基因組發生了顯著變化。

以一種被稱為琥珀密螺旋體（Treponema succinifaciens）的細菌為例，8個古糞樣本中都含有這種菌，但是在工業地區的現代人樣本中卻看不到它的蹤跡。

研究者之一Aleksandar Kostic認為，這可能是由于古代人攝入的食物種類更多，與人共生的腸道微生物菌群也就更為豐富。

與之相反，步入工業化的人們攝入的加工食品過多，導致營養結構單一，腸道微生物群的多樣性也就會隨之降低。

△古糞樣品組成與現代非工業個體的腸道微生物群落相似

研究還發現，相較于工業化區的樣本，非工業化地區有著和古糞樣本更為接近的腸道微生物組。

這讓古糞樣本重建的基因組對研究1型糖尿病也有一定的幫助。

研究者Aleksandar Kostic同時還是喬斯林糖尿病中心的研究人員，他此前針對芬蘭和俄羅斯兒童的一項研究表明，工業化區和非工業化區的兒童腸道微生物群差別很大，而且生活在工業化區的兒童更容易患1型糖尿病。

這樣一來，多樣性更高的古糞樣本基因組就為糖尿病的研究提供了一定線索。

而近年來對腸道菌群的研究一直是一個熱點。

人體腸道內寄生著10萬億個細菌，它們能影響體重和消化能力、抵御感染和自體免疫疾病的患病風險，還能控制人體對癌癥治療藥物的反應。

糞便移植（FMT）作為一種可以重建腸道菌群的臨床療法一直備受關注，此前已有成功用FMT治療復發性艱難梭菌感染的案例。

2019年，加州理工學院Gil Sharon等人在《Cell》上發表了名為《Human Gut Microbiota from Autism Spectrum Disorder Promote Behavioral Symptoms in Mice》的研究性文章，為治療自閉癥等典型神經疾病提供了一個新思路。