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8坨穿越千年的便便，让哈佛科学家找到治疗糖尿病的线索 | Nature

2021-06-11 12:06:51 创事记作者：

来源：量子位

明敏发自凹非寺

量子位报道 | 公众号 QbitAI

你可能想不到，几坨便便居然可以这么有价值。

最近，《Nature》发表了一篇关于古人类粪便的论文，为研究1型糖尿病、肥胖等疾病提供了新线索。

来自哈佛医学院的科学家们用8份1000-2000年前的古人类粪便，重建出了古代人类的肠道微生物基因组。

从基因组信息中，他们发现2000年来人类的肠道微生物群落发生巨大变化！

古粪样本中39%的古代微生物物种，是在现代人的身体里无法找到的。

而且，现代人的粪便中含有更多和抗生素耐药性、降解消化道黏液有关的基因。

科学家们表示，这些变化能反映出工业化生活方式流行、人类饮食结构改变、使用抗生素等问题。

这研究，味儿太冲了

为什么要研究古人的粪便？

因为科学家们发现，当代人步入工业化生活后，肠道菌落多样性丧失严重。

而肠道菌群对人体代谢、免疫都起着重要作用，这在一定程度上导致人们更容易患慢性病，比如糖尿病。

为了开展对这些慢性病的研究，找到更为丰富的肠道菌落就显得尤为重要。

由此，科学家们盯上了穿越千年的便便们。

不过，想要研究历史如此悠久的便便，可不是是件容易事。

科学家们从美国犹他州和北墨西哥的洞穴中找到了15个古粪样本，用shotgun宏基因组测序、鉴定筛选后，留下了8份质量优秀的便便作为本项试验的样本。

据研究人员口述，这些古粪在洞穴中被保存的非常好，甚至看起来和普通便便没啥区别，就是更干一些。

用这8个样本，研究人员重建了498个微生物基因组。

但这些基因组仍旧不够纯正，它们中还是夹杂着从土壤、空气中混进去的其他微生物的DNA。

所以研究人员要根据完整性、被污染度等标准，再来一轮筛选。

最终，他们确定了其中181个基因组是来自古代人类粪便的。

与此同时，研究人员还收集了来自8个国家的工业化地区和非工业化地区的789个现代人粪便样本作为比对。

比对结果显示，在古粪样本中有39%的古微生物物种是人们没有见过的。也就是说，2000年来人类肠道微生物基因组发生了显著变化。

以一种被称为琥珀密螺旋体（Treponema succinifaciens）的细菌为例，8个古粪样本中都含有这种菌，但是在工业地区的现代人样本中却看不到它的踪迹。

研究者之一Aleksandar Kostic认为，这可能是由于古代人摄入的食物种类更多，与人共生的肠道微生物菌群也就更为丰富。

与之相反，步入工业化的人们摄入的加工食品过多，导致营养结构单一，肠道微生物群的多样性也就会随之降低。

△古粪样品组成与现代非工业个体的肠道微生物群落相似

研究还发现，相较于工业化区的样本，非工业化地区有着和古粪样本更为接近的肠道微生物组。

这让古粪样本重建的基因组对研究1型糖尿病也有一定的帮助。

研究者Aleksandar Kostic同时还是乔斯林糖尿病中心的研究人员，他此前针对芬兰和俄罗斯儿童的一项研究表明，工业化区和非工业化区的儿童肠道微生物群差别很大，而且生活在工业化区的儿童更容易患1型糖尿病。

这样一来，多样性更高的古粪样本基因组就为糖尿病的研究提供了一定线索。

而近年来对肠道菌群的研究一直是一个热点。

人体肠道内寄生着10万亿个细菌，它们能影响体重和消化能力、抵御感染和自体免疫疾病的患病风险，还能控制人体对癌症治疗药物的反应。

粪便移植（FMT）作为一种可以重建肠道菌群的临床疗法一直备受关注，此前已有成功用FMT治疗复发性艰难梭菌感染的案例。

2019年，加州理工学院Gil Sharon等人在《Cell》上发表了名为《Human Gut Microbiota from Autism Spectrum Disorder Promote Behavioral Symptoms in Mice》的研究性文章，为治疗自闭症等典型神经疾病提供了一个新思路。