说到人体的微生物群落，那大家首先会想到肠道的菌群。的确，肠道作为人体一个非常重要的代谢部位含有大量与人体健康息息相关的肠道微生物。肠道微生物对人体的作用也多种多样，例如促进营养吸收，增强免疫力，缓解肠道炎症等。也和多种疾病有密切的关系，如呼吸系统疾病，代谢性疾病等。甚至我们可以通过靶向调节肠道菌群来调节血糖浓度，改善或治疗一些疾病。

肠道菌群大多通过肠道微生物的代谢，通过肠道屏障进入人体内循环影响人体各个生命活动，从而改善疾病。微生物组可以检测肠道菌群构成和丰度差异，并且可以预测或注释菌群功能差异，告诉我们肠道中有哪些微生物，它们可能发挥什么功能；代谢组学能够提供微生物在肠道中的代谢信息，告诉我们哪些代谢过程是实际发生的，它与表型之间存在着怎样的联系。

微生物组和代谢组的联合分析是当前生物医学、环境科学及农学领域中的一项主流技术，它通过整合微生物群落结构与宿主或环境中小分子代谢产物的信息，可获取肠道微生物和宿主代谢物的功能特征图谱，有助于研究受到疾病或药物影响的与肠道微生物相关的代谢途径。

doi：10.1080/19490976.2021.1987779

1、宿主肠道菌群与疾病的关系，疾病生物标志物的发现与验证

2、高度个性化的菌群与宿主或其他因素（饮食、抗生素、生活方式）的相互作用

3、微生物代谢途径的功能分析，肠道微生物在宿主健康和疾病中的功能

4、肠道微生物如何影响药物代谢和疗效，通过微生物组提高药效和减少副作用等

样本类型：不同疾病状态、不同时间节点、不同处理样本（药物、菌群移植）的粪便、肠道内容物、血清、组织等。

样本数量：建议≥6个（可根据研究对象和研究目的调整）

中文题目：EphB6基因缺陷小鼠的肠道菌群通过介导维生素B6动态平衡调节自闭症样行为

发表期刊：Microbiome

影响因子：11.6

样本类型：小鼠粪便、脑组织

研究技术：16S rRNA测序、LC-MS非靶向代谢组

研究背景：

自闭症谱系障碍（ASD）是一种发育障碍性疾病，目前对自闭症的核心症状的有效治疗很有限。ASD患者临床研究证据表明，肠道菌群与ASD发展之间存在联系，但肠道菌群与ASD的脑功能障碍（肠脑轴）联系机制尚未完全阐明。

在肠道稳态起着重要作用的EphB6基因（位于7q号染色体，属于受体酪氨酸激酶Eph家族），因基因突变和在ASD患者中表达下调，被认为是ASD的候选基因。但尚不清楚EphB6在调节肠道菌群和ASD发生的作用机制。

研究结果：

本研究通过16S rRNA测序和LC-MS非靶向代谢组学联合分析等手段，揭示了肠道微生物群落对ASD的发展有重大影响，深入而透彻地阐明了肠道菌群影响小鼠脑功能缺陷的新机制。

研究发现，EphB6基因敲除的小鼠表现出明显的ASD样行为，包括社交互动减少、重复性自我修饰行为增加以及焦虑样行为。通过粪便微生物群移植实验，研究者将EphB6基因敲除小鼠的肠道微生物群转移到抗生素处理过的小鼠中，结果发现接受移植的小鼠出现了ASD样行为，证实了肠道微生物群与ASD样行为之间的因果关系。进一步的实验表明，EphB6基因敲除小鼠的肠道微生物群失衡导致了维生素B6和多巴胺代谢缺陷，尤其是在大脑的前额叶皮层区域。这些发现不仅为理解ASD的复杂病理机制提供了新的视角，也为开发针对肠道微生物群的潜在治疗策略提供了科学依据。

中文题目：综合微生物组和代谢组分析揭示了结直肠癌中共生细菌和代谢物之间的新相互作用

发表期刊：Theranostics

影响因子：12.4

样本类型：结直肠癌患者和健康志愿者的粪便样本

研究技术：16S rRNA测序、GC-MS非靶向代谢组

研究背景：

结直肠癌（CRC）在所有癌症发病率中位居第三。尽管已经确定了一些在结直肠癌发生过程中发挥关键作用的机制事件，但这些分子靶标中只有少数是可以临床转化的。

越来越多的证据表明结直肠癌的发生是由遗传和环境之间的相互作用驱动的，肠道微生物组被认为是导致结直肠癌肿瘤发生和进展的关键环境因素，可能通过促炎症反应、微生物代谢产物和干扰癌细胞的能力平衡来实现。因此，微生物组作为肿瘤环境的反映已经走到了最前沿，使微生物组和代谢组作为精准医学的强大工具。

研究结果：

本研究通过微生物组学和代谢组学综合分析了结直肠癌患者和健康志愿者之间的差异，揭示了肠道微生物和代谢物之间的新相互关系，并发现了与CRC相关的生物标志物。研究共纳入了50名CRC患者和50名健康志愿者的粪便样本，利用16S rRNA测序和GC-MS代谢组学分析了微生物群落结构和代谢物。

结果显示，与健康志愿者相比，CRC患者的肠道微生物多样性降低。研究还鉴定了76个与CRC有差异的微生物操作分类单元（OTUs）。在代谢组层面，共检测到226种代谢物，其中164种在两组间共享。CRC患者粪便中的多胺类物质（如尸胺和腐胺）含量较高，而健康志愿者则显示出更多的糖类和脂肪酸。通过综合分析，揭示了肠道微生物与代谢物之间的相关性，特别是与CRC相关的微生物与多胺类代谢物之间的联系。这些发现为理解肠道微生物群如何通过代谢物影响CRC的发病机制提供了新的视角，并为CRC的早期诊断和治疗提供了潜在的生物标志物。

中文题目：宏基因组和代谢组学联合分析揭示早发结直肠癌中不同肠道微生物组衍生表型

发表期刊：Gut

影响因子：23

样本类型：结直肠癌患者和健康志愿者的粪便样本

研究技术：宏基因组测序、GC-MS非靶向代谢组

研究背景：

50岁以前的早发性结直肠癌（EO-CRC）发病率在世界许多地方稳步上升。多项研究表明，肠道微生物群和代谢物在结直肠癌的发病机制中起着关键作用，但这些生物标志物在 EO-CRC 患者中的微生物群、代谢物、微生物酶相关的相互作用和诊断效果尚未见报道。

研究结果：

本研究通过综合宏基因组和代谢组分析，探究了早期发病（EO-CRC）与晚期发病（LO-CRC）结直肠癌患者肠道微生物组和代谢物之间的相互作用，并评估了它们作为非侵入性生物标志物的潜力。通过随机森林模型构建的预测模型，基于宏基因组、代谢组和KEGG基因富集，展现出了区分EO-CRC与对照组的代谢途径差异。这些结果表明，肠道微生物组和代谢物的相互作用改变可能有助于解释EO-CRC和LO-CRC的发病机制，且微生物组衍生的生物标志物具有作为非侵入性工具的潜力，可用于更准确地检测和区分结直肠癌患者。

肠道微生物群落是一个复杂的生态系统，它们与人体健康和疾病发生发展密切相关。越来越多的研究表明，肠道微生物群落研究将更加注重多学科交叉，结合分子生物学、遗传学、组学研究等技术全面揭示肠道微生物群落与人体健康的相互影响。微生物组学和代谢组学的强大工具能够更精准的识别微生物与宿主健康之间的复杂相互作用，为疾病预防、诊断和治疗提供新的视角和方法。