NatMicrobiol：科學家在嬰兒糞便中發現近10000種病毒

腸道微生物組是在嬰兒期被塑造形成，并會影響機體免疫系統的成熟，從而保護機體抵御后期發生的慢性疾病；噬菌體（感染細菌的病毒）能通過溶菌和溶原性來調節細菌的生長，而溶原性在嬰兒腸道中尤為突出；病毒宏基因組（viromes）非常難以分析，因為其跨越了未知的病毒多樣性，并缺乏標記基因和標準化的檢測方法。近日，一篇發表在國際雜志Nature Microbiology上題為“Expanding known viral diversity in the healthy infant gut”的研究報告中，來自哥本哈根大學醫院等機構的科學家們通過對來自647名丹麥嬰兒的糞便進行為期5年的研究，得到了非常驚人的發現，研究人員指出，嬰兒使用過的尿布樣本中竟然包含有10000種病毒，這一數量是同一兒童機體細菌種類數量的十倍，而且大多數病毒此前從未被科學家們所描述過。

這或許讓很多讀者感到非常震驚，近年來，病毒的名聲并不怎么好，但很多人也并沒有意識到，絕大多數的病毒并不會使人致病，也根本不會感染人類或動物。研究人員所指的病毒是噬菌體，其會專門感染細菌并構成了人類微生物組很大的一部分，而研究人員正是在嬰兒糞便中發現了大量的噬菌體，事實上，在丹麥嬰兒使用過的尿布中發現的大約90%的病毒都是專業的細菌殺手。人類的腸道微生物組是一個非常復雜的微生物集合，其包括細菌、古細菌、微生物真核生物和病毒等，腸道微生物組中的病毒組分（病毒組）主要優勢菌體構成，其能幫助維持健康和多樣化的微生物組。文章中，研究人員分析了發現了10000種病毒中哪些是新發現的，以及如何以一種非常容易懂的方式來描述這些新型病毒的多樣性。

將所有這些病毒放入一個大表格中讀起來會讓人覺得非常枯燥，相反，研究人員創建了一種嬰兒腸道DNA病毒多樣性藍圖，在其中他們能根據基因組之間的相似程度將這些病毒分為新的病毒家族和順序，與此同時研究人員發現了248個家族，其中僅有16個家族是此前已知的。研究人員以參加這項研究的兒童的名字來命名其與232種新發現的病毒家族，比如Sylvesterviridae, Rigmorviridae和Tristanviridae病毒家族等。

科學家在嬰兒糞便中發現近10000萬種病毒 其中90%以上均為新發現的病毒類型。

圖片來源：Nature Microbiology (2023). DOI:10.1038/s41564-023-01345-7

噬菌體和腸道中的其它病毒的有趣之處在于，每個人都擁有自身獨特的病毒組，而兩個不同的人之間也幾乎并不存在重疊的情況。盡管每個人的腸道病毒組都非常特殊，但其在成年人中都會一直保持穩定，這就意味著隨著機體年齡的增長，機體還會攜帶相同一類的病毒群；但在嬰兒剛出生后，這種病毒組就與成年人機體的病毒組完全不同，但其會在幾年后慢慢穩定下來。當研究人員將這項最新研究中發現的近10000種病毒與來自健康成年人群的廣泛參考病毒組集合進行比較研究時，他們發現，這些病毒中大約有800種此前被發現過；這就意味著，當嬰兒出生后且有第一批噬菌體在其胃腸道定植時，這些“嬰兒噬菌體”并不會停留在那里，而是逐漸會被“成人噬菌體”逐步取代，這種替換可能部分與這些噬菌體所感染的細菌宿主有關，比如擬桿菌屬、糞桿菌屬和雙歧桿菌屬就是被預測為嬰兒噬菌體最突出的宿主類型。

研究人員特意強調了雙歧桿菌屬，其對于嬰兒健康非常重要，這些細菌能幫助母乳的消化，因此在生命早期對于維持機體健康非常關鍵，但隨著機體年齡的增長，其在機體中的數量會越來越少。因此，感染雙歧桿菌的病毒在嬰兒機體中要比成年人中發現的更多。相反，作為最豐富的成年人腸道噬菌體，Crassvirales噬菌體在嬰兒糞便中并不普遍，這意味著隨著機體年齡的增長，兒童機體會不斷獲得這些噬菌體。隨著這10000種新病毒種類和許多新型家族的加入，僅僅從幾百名單丹麥嬰兒的樣本中就能看出，我們所不知道的病毒組的數量遠遠比知道的要多，如今科學家們正在不斷深入研究探索來挨個分析嬰兒的糞便樣本，并期待有新的研究發現。

綜上，本文研究中科學家們所發現的病毒家族一起擴大了現有的噬菌體分類學，并為未來嬰兒的腸道病毒組研究提供了寶貴的資源和研究基礎。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Shah, S.A., Deng, L., Thorsen, J. et al. Expanding known viral diversity in the healthy infant gut. Nat Microbiol 8, 986–998 (2023).doi：10.1038/s41564-023-01345-7