卷曲乳酸桿菌插圖。

提及微生物組，大多數(shù)人的第一反應(yīng)是腸道、益生菌，或者是糞便微生物移植。但實(shí)際上微生物組是與人體共生的微生物（包括真菌、細(xì)菌和病毒）的遺傳物質(zhì)的總和。陰道也是有微生物群的，只不過對(duì)它的研究落后于對(duì)其他身體部位微生物群的研究。

然而，這方面的研究很快也會(huì)升溫。這要?dú)w功于馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院（University of Maryland School of Medicine）的研究者發(fā)布的一種新工具VIRGO（Human Vaginal Non-redundant Gene Catalog）。它是從過去十年來(lái)許多不同研究中收集的數(shù)據(jù)匯總，能夠以前所未有的分辨率描繪陰道微生物群。該數(shù)據(jù)庫(kù)包含了陰道內(nèi)活躍的細(xì)菌、病毒和真菌中大約100萬(wàn)個(gè)基因的序列。

Jennifer Fettweis是弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)（Virginia Commonwealth University）陰道人類微生物群落項(xiàng)目(Human Microbiome Project)的負(fù)責(zé)人，也是一位微生物學(xué)家。她表示：“這項(xiàng)研究對(duì)于加速發(fā)現(xiàn)新的陰道疾病的診斷測(cè)試和治療方法至關(guān)重要。”Fettweis沒有參與此項(xiàng)研究，她認(rèn)為公共數(shù)據(jù)庫(kù)VIRGO能夠幫助促進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展。她說(shuō)道：“我認(rèn)為論文的作者在這方面所做的研究是非常重要的?！?/p>

包括人類微生物群落項(xiàng)目在內(nèi)，過去十年的研究成果已經(jīng)闡明了微生物在何種程度上在我們體內(nèi)生存。最近的估計(jì)表明，人體內(nèi)細(xì)菌的數(shù)目大約與人體細(xì)胞的數(shù)目相當(dāng)。

這些細(xì)菌細(xì)胞并不是整天無(wú)所事事。在腸道中，微生物參與了各種重要的生命活動(dòng)，比如消化、機(jī)體免疫甚至是維生素的生產(chǎn)。科學(xué)家們認(rèn)為，微生物在陰道中發(fā)揮著同樣重要的作用，但尚未能闡明它們的功能。因此，很多人希望VIRGO數(shù)據(jù)庫(kù)可以改變這種狀況。

VIRGO綜合了馬里蘭大學(xué)研究小組收集的264個(gè)陰道拭子樣本的宏基因組數(shù)據(jù)，以及308個(gè)陰道菌株的全基因組序列。宏基因組測(cè)序幫助科學(xué)家們了解陰道的微生物組成，而宏轉(zhuǎn)錄組測(cè)序則有利于發(fā)現(xiàn)活躍表達(dá)的基因。最終的數(shù)據(jù)庫(kù)整合了陰道中300種不同的細(xì)菌表達(dá)的超過一百萬(wàn)個(gè)基因。

在VIRGO應(yīng)用的一個(gè)早期案例中，科學(xué)家展示了它如何幫助我們理解棘手的陰道失調(diào)疾病。在這個(gè)研究中，一名婦女罹患細(xì)菌性陰道病，這是一種由有害細(xì)菌過度生長(zhǎng)引起的疾病，會(huì)引發(fā)不適甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的并發(fā)癥，比如早產(chǎn)和不孕。

研究人員在她感染過程中不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)收集陰道樣本，準(zhǔn)確地繪制出了感染過程中細(xì)菌基因活性的變化。在癥狀出現(xiàn)之前，惰性乳酸桿菌（ Lactobacillus iners）的菌群活性有所增加。雖然惰性乳酸桿菌的數(shù)目只占微生物群落的1%，但是它的活性極高，產(chǎn)生的基因產(chǎn)物占樣品基因產(chǎn)物總量的20%。盡管這項(xiàng)觀察僅基于一個(gè)病人，但以前的大型研究已經(jīng)報(bào)道了惰性乳酸桿菌與細(xì)菌性陰道病的關(guān)聯(lián)。然而，這是研究人員第一次發(fā)現(xiàn)這種微生物的活性在癥狀出現(xiàn)前就會(huì)增加。

“這是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，”馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的微生物基因組學(xué)家及這項(xiàng)研究的資深作者Jacques Ravel如是說(shuō)。他解釋道，即使在微生物的數(shù)量相對(duì)稀少的情況下，VIRGO也能夠發(fā)現(xiàn)微生物的功能作用，這是這個(gè)工具的一大優(yōu)勢(shì)。Ravel也是盧卡生物科技公司（LUCA Biologics）的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學(xué)家，這家生物科技公司致力于為女性健康開發(fā)實(shí)時(shí)療法，他還看到了使用VIRGO開發(fā)診斷檢查的潛力。

華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院圣路易斯分校（Washington University School of Medicine in St. Louis）的產(chǎn)科研究員Molly Stout沒有參與這項(xiàng)研究，她表示，“VIRGO不僅僅強(qiáng)調(diào)了菌群的組成，還增加了菌群功能的維度?！盕ettweis對(duì)此表示贊同，她和她的團(tuán)隊(duì)正試圖填補(bǔ)陰道微生物群落研究的空白。2012年，她和同事發(fā)布了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)陰道中存在的所有細(xì)菌種類進(jìn)行了分類。她說(shuō)，VIRGO提供了更高的分辨率，可以區(qū)分同一物種內(nèi)的不同菌株。

常見的大腸桿菌可以幫助你理解為什么鑒定細(xì)菌菌株是至關(guān)重要的。大腸桿菌這個(gè)菌種包括了數(shù)百種菌株。大多數(shù)大腸桿菌生活在人和動(dòng)物的腸道中，并被認(rèn)為是有益健康的，它們中的一些可以幫助消化食物。但至少有200種大腸桿菌菌株是致病性的，可引起食源性疾病、腹瀉、尿路感染，甚至某些類型的腦膜炎。

陰道內(nèi)的不同細(xì)菌菌株也可能有益健康或者引發(fā)疾病。卷曲乳酸桿菌（Lactobacillus crispatus）一直被認(rèn)為是健康陰道的標(biāo)志，因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生乳酸，而乳酸能為陰道維持一個(gè)有益的酸性環(huán)境。但科學(xué)家們?cè)赩IRGO的幫助下第一次發(fā)現(xiàn)，并非所有的卷曲乳酸桿菌菌株都是一樣的——它們的基因表達(dá)有著巨大的差異性。

Ravel表示:“這意味著，每個(gè)女性體內(nèi)的卷曲乳酸桿菌群各不相同?！边@一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)挑戰(zhàn)目前基于細(xì)菌序列設(shè)計(jì)益生菌的研究。Ravel解釋說(shuō)，每種菌株都有不同的功能，這是一種“研究陰道微生物群的全新方式”。

Fettweis希望像VIRGO這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠開拓女性健康的追尋之路。隨著越來(lái)越多的研究組建立微生物組數(shù)據(jù)目錄并將他們的數(shù)據(jù)公開，她認(rèn)為陰道微生物組的研究進(jìn)程將會(huì)加快。她說(shuō)：“我們的最終目標(biāo)是將所有的信息匯集在一起?！?/p>

作者：Monique Brouillette

翻譯：董夢(mèng)圓

審校：郭曉

引進(jìn)來(lái)源：科學(xué)美國(guó)人

引進(jìn)鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/decoding-the-vaginal-microbiome/?print=true


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