2022年5月11日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)系、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院傳染病研究中心、清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心梁冠翔課題組與賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院Frederic Bushman課題組受邀合作為國際知名學(xué)術(shù)期刊《Cell Host & Microbe》15周年紀(jì)念特刊撰寫題為“The pediatric virome in health and disease”的綜述文章。該文章系統(tǒng)概述了人類病毒組從起源到成熟的過程以及相應(yīng)的調(diào)控機(jī)制，總結(jié)了發(fā)育過程中腸道病毒群體對(duì)于兒科疾病影響的潛在作用機(jī)理，并深入探討了相關(guān)領(lǐng)域目前面臨的各種挑戰(zhàn)和今后的研究方向。

人體微生物群體廣泛分布于多種組織器官，并與人體健康息息相關(guān)。近年來，我們對(duì)兒童微生物組在健康和疾病方面的理解不斷加深。特別是細(xì)菌種群能夠?yàn)樾律鷥和峁I養(yǎng)和代謝物并促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育，進(jìn)而影響早期發(fā)育和終身健康。微生物組與兒童疾病之間的關(guān)聯(lián)已被廣泛研究，而鮮為人知的是，被稱為“病毒組”的大量病毒在生命早期與細(xì)菌一起定植在人體中。病毒組一般指某種特定環(huán)境下所有病毒的集合，是微生物組的重要組成部分。病毒組主要包括能夠感染真核細(xì)胞和感染原核細(xì)胞的病毒以及噬菌體，在成年人體內(nèi)大約存在10¹³的個(gè)體數(shù)。眾所周知，一些病原病毒會(huì)在人類發(fā)育的各個(gè)階段引起多種疾病，人類對(duì)于這種能夠引起人體或動(dòng)物疾病的病毒已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年的研究，而對(duì)于其他病毒群體的整體研究一直不夠深入。近年來隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的證據(jù)顯示人類病毒組擁有巨大的多樣性和異質(zhì)性，并且與人類健康息息相關(guān)，成為了潛在的致病因素或治療靶標(biāo)。

圖、嬰兒腸道病毒組的建立過程圖

新生兒童在出生時(shí)是否攜帶病毒是一個(gè)有爭議的話題。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為新生兒童腸道內(nèi)存在有非常高的病毒種群多樣性，與之相對(duì)的是極低的細(xì)菌種群多樣性，隨著年齡的增長兩個(gè)群體的多樣性逐步接近并置換，而這種動(dòng)態(tài)平衡會(huì)一直持續(xù)下去。此模型符合“殺死贏家”（Kill-the-Winner）式的噬菌體-宿主相互作用關(guān)系，也契合經(jīng)典生態(tài)學(xué)中的捕食生態(tài)模型（Lotka-Volterra predator-prey model）。不過該模型忽視了腸道的復(fù)雜程度以及人體宿主參與程度，隨著更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與更精確的生物信息的分析，這個(gè)傳統(tǒng)的模型逐步被打破。最新的觀點(diǎn)認(rèn)為新生兒童體內(nèi)是沒有病毒的，而最初的病毒主要起源于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的原噬菌體，隨著腸道環(huán)境復(fù)雜性的增加，病毒和細(xì)菌種群的多樣性共同增加，其定植模式具有明顯的階段性特征，同時(shí)這個(gè)過程又受到多種機(jī)制的調(diào)節(jié)（上圖）。另外，最新的一些研究表明，在兒童發(fā)育過程中，噬菌體種群結(jié)構(gòu)的異常與多種兒科疾病相關(guān)，例如炎癥性腸病、腹瀉、營養(yǎng)不良以及自身免疫性疾病等。作為病毒組的主要組成部分，噬菌體或是通過破壞正常的菌群結(jié)構(gòu)，或是直接與人體免疫系統(tǒng)相互作用，進(jìn)而對(duì)疾病的發(fā)生或發(fā)展產(chǎn)生影響。然而，到目前為止，異常病毒群體與大多數(shù)疾病之間的因果關(guān)系尚不確定，未來研究將主要集中在探索因果效應(yīng)上。隨著研究的不斷深入，相關(guān)研究的長期目標(biāo)是利用病毒組開發(fā)新的診療手段。

清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)系、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院傳染病研究中心、清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心梁冠翔研究員為第一作者和通訊作者，賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院Frederic Bushman教授為本文共同通訊作者，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院2020級(jí)博士研究生高鴻雁為本文另一位共同作者。梁冠翔課題組獲得清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心以及清華大學(xué)人才引進(jìn)啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)支持。

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https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(22)00212-8

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來源：清華大學(xué)