PNAS:没有证据表明口腔细菌在健康成人的远端肠道中定植

总的来说,健康成人的口腔和远端肠道微生物群是高度不同的。

口腔和结肠中的微生物群落通过唾液在解剖学上相连。然而,口腔微生物到达远端肠道并成功定植的程度一直存在争议。为了解决这一长期存在的争议,作者使用了来自两个国家的66名健康成年人同时收集的唾液/粪便微生物群产生的精确扩增子序列变异,以表明,除了一个(Dialister invisus)外,这两个生态位是完全不同的。因此,没有证据表明口腔细菌在远端肠道定植。这定义了可以与病理状态相比较的健康状态。在口腔和粪便中发现同样的细菌可能需要进行临床病理检查。

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图片来源:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34610963/

为了在远端肠道定殖,口腔细菌需要:1)活着到达肠道,2)适应新栖息地的物理化学特征(例如,低氧压力,粪便内容物中存在毒素),3)避免被肠道微生物群消除。

这一过程中存在一些障碍,包括胃酸、胆盐、粘膜免疫球蛋白和抗菌肽。口腔细菌在远端肠道的定植程度一直存在争议,一些研究表明这两个壁龛之间存在大量重叠,而另一些研究发现重叠很小。这是一个重要的知识差距,具有潜在的临床意义。例如,部分大肠癌患者的结肠和口腔中有相同的核梭杆菌菌株,提示异位定植和潜在的致癌作用。

利用来自两个国家的66名健康成年人同时收集的唾液/粪便微生物群产生的精确扩增序列变异(ASVs),作者发现这两个生态位几乎完全不同,没有证据表明口腔细菌在远端肠道定植。与操作分类单元相比,序列读数簇的差异小于固定的差异阈值(通常为 1% 到 3%),ASV 在单核苷酸差异水平上得到解决,可用于识别物种、亚种和菌株。

D. invisus是一种主要的口腔细菌,也在远端肠道中发现,但几乎没有转录活性。虽然这种细菌在远端肠道的起源和功能意义尚不清楚,但它在唾液和粪便中共同出现的频率与它在不需要调用口腔肠道连通性的情况下的概率计算预期率相当。之前的五项研究评估了口腔和远端肠道微生物群之间的重叠。第一项研究使用属级数据,由于分类学分辨率不足,这种方法无法确定共现。第二项研究采用基于参考的微生物单核苷酸变异进行菌株鉴定。然而,在这项研究中使用的计算管道(metaSNV)假设每个物种有一个显性菌株。

当研究人类微生物群时,这种假设是有问题的,因为人类微生物群通常是同一物种的密切相关菌株的混合物。在作图过程中使用单个参考序列来代表一个物种,可能会由于忽略菌株水平的差异而大大高估样本之间的重叠。第三项研究使用散弹测序,发现唾液和远端肠道微生物群(8个物种/菌株)之间有少量重叠。口腔菌群中唯一数量可观的肠道细菌是D. invisus。

第四项研究使用寡聚型,这是一种监督计算方法,用于基于16S扩增子内高度多态核苷酸位置划分序列数据。在本研究中,口腔和粪便微生物群重叠的特征是一个寡型,匹配D. invisus。第五项研究使用宏基因组组装的基因组,发现只有两个基因组都映射到 D. invisus 并且在两个栖息地之间共享。

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每个栖息地50种最普遍的物种的热图显示了远端肠道和唾液微生物群的几乎完全分离。

图片来源:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34610963/

总的来说,健康成人的口腔和远端肠道微生物群是高度不同的,D. invisus是一个显著的例外,但意义不明确。作者没有发现口腔细菌在远端肠道定植的证据。这两个栖息地的极端分离可能在疾病状态下减少,在这种状态下,化学或免疫屏障或肠道的定植抗性受到损害。在口腔和粪便中发现相同的细菌可能需要进行临床病理检查。

参考文献

Armin Rashidi et al. No evidence for colonization of oral bacteria in the distal gut in healthy adults. Proc Natl Acad Sci U S A 2021 Oct 19;118(42):e2114152118. doi: 10.1073/pnas.2114152118.

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