肠道菌群医学期刊

2022年6月11日， Nature Communicatons 杂志在线发表了来自 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所艾超课题组 题为“A highly conserved core bacterial microbiota with nitrogen-fixation capacity inhabits the xylem sap in maize plants”的研究论文。该研究揭示 在玉米植物的木质部汁液中 具有固氮能力且高度保守的核心细菌微生物群，该类固氮细菌能为玉米提供氮营养，类似人类的 “肠道细菌群” 。

与人类微生物组类似，植物微生物组被称为植物的第二个基因组，对植物生长至关重要。 以往研究表明，微生物组在玉米生产中具有重要作用。例如，在墨西哥贫氮 (N) 土壤中进行的田间试验表明，玉米地方品种气生根的粘液富含固氮菌，它们贡献了 29-82% 的玉米 N 营养【PLOS Biology】玉米也能固氮？气生根的粘液发挥作用！。因此，有针对性地操纵作物微生物组代表了一种有前途的方法，可以在未来最大限度地提高可持续作物生产。

以前的研究主要在植物叶际微生物组【Nature】 开启新领域！植物叶际微生物群的稳态维持机制被揭示和根系微生物组【Nature Biotech】植物学报点评！研究发现根系微生物组促进水稻氮利用！。然而，关于木质部里的微生物群与植物生长发育之间的功能关系知之甚少。

该研究通过评估不同土壤类型、气候区和基因型的玉米微生物组的组装和功能，发现茎木质部选择性地招募以 γ‐变形菌纲Gammaproteobacteria 为主的高度保守的细菌。在木质部汁液中鉴定的 25 个核心细菌分类群中，有几个分离的菌株被证实是具有固氮活性或有助于生物固氮。

在此基础上，该研究建立了由两个核心固氮菌和两个辅助菌组成的合成群落（SynComs）。GFP 标记的菌株和15 N 同位素稀释方法表明，SynComs在植物中的内生生活方式和固氮能力。这些 SynCom 通过生物固氮贡献了 的玉米茎中积累的总氮。有趣的是，SynComs 还增加了根干生物量，表明核心内生菌与其宿主之间存在多机制协同相互作用。

综上所述，该研究揭示了玉米特异性地在木质部汁液中招募了一个核心微生物群，该微生物群在环境条件和基因型中都是保守的。这种核心微生物群通过生物固氮促进植物 N 营养并促进根系发育。因此，木质部汁液中的这些微生物群代表了一种未开发的资源，可以开发替代微生物生物技术，以提高可持续农业中的作物性能。

论文链接：

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很多癌症患者，接受了化疗及放射线疗法后，仍然抗癌无效，只能期待新的免疫疗法来抑制癌细胞。但免疫疗法仍无法大幅提升癌症患者的存活率，因此，全球各方的癌者研究专家，都在想方设法提升免疫疗法的癌症治愈率。而自2017年11月和2018年1月，国际顶级期刊《Science》《科学》分别刊登3个科学研究团队都对于肠道菌群影响癌症免疫疗法功效的报导。

芝加哥大学的Thomas Gajewski团队 发现肠道细菌会影响PD-L1抑制剂抗肿瘤的效果

来自芝加哥大学的Thomas Gajewski团队，发现双歧杆菌属(Bifidobacterium)的存在似乎对于癌症治疗有影响；于是就使用抗生素去杀死小鼠体内的双歧杆菌属，发现接受抗生素注射过的小鼠，再施打免疫疗法的PD-L1抑制剂，完全无法有效对抗肿瘤。 法国Laurence Zivogel博士团队指出 服用抗生素的癌症患者 生存时间短了45%

法国Laurence Zivogel博士的研究团队，对曾经接受免疫疗法，使用PD-L1抑制剂治疗的肺癌、肾脏癌，等不同癌症的患者共249位患者进行分析研究，刚好其中有69名患者在治疗期间，有因为其他疾病服用抗生素。

结果发现，这69名患者与没有服用抗生素的其他癌症患者相比，总体的生存时间(OS)竟然缩短了45%，如下图表示，红线为服用抗生素患者总体生存时间比黑线没有服用抗生素的患者缩短。

也因此推测，抗生素会引起肠道的菌相紊乱，造成存活率缩短。所以，研究人员更进一步采样接受PD-L1抑制剂治疗癌症有效者的肠道益生菌，移植到无菌小鼠的肠道中，再引发小鼠癌症，发现这些小鼠接受PD-11抑制剂治疗也会同样有效；而移植无效患者的益生菌至小鼠模型中，同样PD-L1的治疗也会无效。

美国德克萨斯州大学安德森癌症中心 分析口腔和肠道益生菌对免疫疗法的功效

美国安德森癌症中心的研究人员，分析了112名使用PD-1抑制剂疗法的黑色素瘤患者，他们口腔及肠道益生菌对免疫疗法的功效，结果和前者相同，免疫疗效成功患者的肠道益生菌，和治疗失败患者的菌相差距很大，研究人员发现，肠道中有瘤胃球菌(Ruminocoaceae)这种益生菌的患者，免疫疗法治愈率高。

科学家再深入鉴定肠道菌相和PD-L1疗法的关系

之后，前述芝加哥大学的Thomas Gajewski团队，深入分析42位转移性黑色素瘤患者的粪菌组成，发现接受PD-L1抑制剂对癌症进行免疫治疗的患者，他们的肠道菌相，被鉴定出有高浓度的产气柯林斯菌(Collinsella aerofaciens)、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)、屎肠球菌(Enterocous faecium)。

当这些益生菌移植到无菌小鼠身上时，再诱发小鼠罹患肿瘤，给予PD-L1抑制剂一样会出现可以增加免疫力及抑制肿瘤的现象。

研究人员推测：不同区域增进免疫疗法的菌种不一致，可能是患者的饮食习惯及所处的地域不同造成；而 肠道益生菌可能会诱导一些树突细胞释放细胞因子，让更多的免系统中的CD4及T细胞集中到肿瘤周遭，增加抗癌的功效。