2022年1月3日，深圳華大生命科學研究院團隊在《自然·遺傳》（Nature Genetics）在線發(fā)表了題為“Mendelian randomization analyses support causal relationships between blood metabolites and the gut microbiome”的研究論文，首次利用孟德爾隨機化分析探究菌群與代謝的因果關系，發(fā)現(xiàn)多項可能具有應用前景的腸道菌群與血液代謝物的相互作用。
微生物能減肥的科學證據(jù)被找到？腸道菌可降低甘油三酯！-肽度TIMEDOO
Nature Genetics網站截圖

如何有效干預從一開始就是腸道菌群研究的核心問題之一，而隨機臨床試驗仍是一條漫長的道路，孟德爾隨機化研究這一天然過程在因果理論研究中則有獨特的優(yōu)勢。

本研究通過構建基因組與腸道菌群的關聯(lián)、基因組與血液代謝物關聯(lián)，發(fā)現(xiàn)多項可能具有應用前景的腸道菌群與血液指標的作用，例如微生物Alistipes和Oscillibacter有望降低人體內的甘油三酯含量，腸道菌群果膠降解通路會升高尿酸、降低孕酮水平，而血液的葉酸、硒等水平可能抑制變形菌門菌的生長，這些發(fā)現(xiàn)為以后開發(fā)靶向菌群的干預和治療提供了一些指導。

微生物能減肥的科學證據(jù)被找到？腸道菌可降低甘油三酯！-肽度TIMEDOO
觀察性研究和孟德爾隨機分析顯示Alistipes和Oscillibacter可以降低人體內的甘油三酯

而后采用公開數(shù)據(jù)庫（BioBank Japan）進行雙樣本孟德爾隨機分析，研究人員驗證了尿酸對Lachnospiraceae bacterium的正向促進作用，進一步發(fā)現(xiàn)菌群與多種疾病的因果信號。

例如變形菌門Proteobacteria（包括大腸桿菌）對多種疾病（二型糖尿病，充血性心力衰竭，結直腸癌等）發(fā)生風險的正向促進作用；Streptococcus parasanguinis對結腸癌、心室后壁厚度發(fā)生風險的正向促進作用；受血鉀調控的Bacteroides intestinalis可能降低癲癇發(fā)生風險，腸道Pseudomonadales對肺結核發(fā)生有正向促進作用等。

微生物能減肥的科學證據(jù)被找到？腸道菌可降低甘油三酯！-肽度TIMEDOO
變形菌門Proteobacteria（包括大腸桿菌）對多種疾?。ǘ吞悄虿?，充血性心力衰竭，結直腸癌等）的促進作用
該項目負責人張濤博士提到，孟德爾隨機起源很早，但早期受限于穩(wěn)健的關聯(lián)分析一直沒有得到大力推廣。目前隨著更多的多組學大數(shù)據(jù)的研究，越來越多的關聯(lián)已趨于清晰，從而依托孟德爾隨機推斷因果成為了可能。更重要我們可以進一步理解復雜疾?。和ㄟ^構建菌群與下一步功能分子之間的因果，將基礎組學向前推動一步；而通過構建暴露因素與疾病表型之間的因果，將疾病表型往回追溯一步，那么有機會構建菌群、功能分子、暴露因素、疾病表型之間的串聯(lián)關系，從而解析復雜疾病的致病機理以及分子機制通路。
本論文第一作者劉小敏博士提到，之前的大量研究已經證實腸道微生物和代謝、疾病等宿主表型顯著相關，然而關聯(lián)并不等同于因果。本研究首次基于單個人群的3432個樣品的多組學數(shù)據(jù)中應用雙向孟德爾隨機化方法探究并找到了多個腸道微生物與代謝物的潛在因果關系。又通過日本疾病數(shù)據(jù)庫探索腸道菌與疾病的可能因果關系，為未來的靶向菌群的精準干預奠定基礎。

本研究由深圳華大生命科學研究院精準健康所完成，劉小敏博士、仝欣為該論文并列第一作者，張濤博士，賈慧玨博士為該論文的并列通訊作者。本研究涉及的宿主基因組測序以及微生物測序由華大自主研發(fā)的DNBSEQ測序平臺及其配套的自動化樣本制備系統(tǒng)完成。

DNBSEQ測序平臺采用優(yōu)化的DNA納米球技術（DNB），具備超高準確度和敏感度、超低Dup率、無index hopping擔憂等平臺優(yōu)勢，數(shù)據(jù)質量高，數(shù)據(jù)利用率高，有效的為該研究提供了助力。