导读
10月9日，《Cell Host & Microbe》发布一项人类肠道病毒基因组研究。它表明：
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在不同的健康人类个体中，存在一种稳定且占优势的病毒组，它可在至少一年内保持稳定；
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人类肠道中的2类优势病毒是：剧毒crAss样（Virulent crAss-like）和微病毒科（Microviridae）噬菌体；
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这2类噬菌体在肠道中持续存在，并与肠道细菌中的优势菌属密切相关；
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人类肠道病毒基因组，具有稳定、多样、高度个体化的特征。
来自科克大学的微生物学家们的出色工作，为人类肠道中的噬菌体生成了一个全新的数据库。
它为今后的肠道病毒组研究，提供了重要且基础的工具。
研究名称：The Human Gut Virome Is Highly Diverse, Stable, and Individual Specific
期刊：Cell Host & Microbe
发表时间：2019年10月9日
IF：15.753
DOI:10.1016/j.chom.2019.09.009
人类肠道微生物群是一个复杂的生态系统，这些微生物包括细菌、古细菌、真菌、病毒等等，它们共同在宿主中发挥重要作用，并与人类一同进化。
2003年，人类肠道病毒组的首次宏基因组研究已经揭示，人类肠道中含有大量病毒（超过10^12种）。而且，这些病毒大部分都是复杂、多样的噬菌体，它们通过捕食细菌和水平基因转移，在形成微生物群落方面发挥着关键作用。
噬菌体，图源：time
如今，十多年过去了，有关人类肠道病毒组的研究取得了长足进展。但是，对于它们如何与人类肠道中的细菌相互作用，科学家们还知道得不是很多。
更重要的一点是，病毒宏基因组学方法存在许多明显的瑕疵，它阻碍了我们对噬菌体群落的进一步认知。比如：
难以区分真正的病毒序列和细菌DNA污染、DNA扩增偏差；现有病毒数据库不足，无法分类分配大多数序列（“病毒暗物质”）；以及缺乏噬菌体宿主范围和感染周期类型的信息。
迄今为止，大多数有价值的研究都是跨学科的，它们虽然非常重要，但基本只为科学家提供了病毒群落的惊鸿一瞥。人类肠道病毒组的开创性纵向研究，只对13个个体进行了1-2.5年的观察，并且时间跨度较短（以天计）。
《Cell Host & Microbe》发表的同期配评《噬菌体：不只是过客》认为，神秘且复杂噬菌体群落，代表了我们对人类微生物群及其构成力量理解上最大的“鸿沟”之一。
为了解决这些问题，科克大学的微生物学家Andrey Shkoporov和同事们，决定着手建立健康人肠道病毒组基线。
他们解决了一个主要问题：病毒数据库问题。
对10个健康成人肠道病毒组的全面纵向研究
Shkoporov和同事们对9个人的肠道病毒组进行了一整年的监测，对1个人进行了两年多的监测，其中4名男性，6名女性。
研究人员没有依赖现存的不完整的病毒序列数据库，而是采用新的病毒发现方法，在严格去除污染细菌序列后，创建了一个大目录：它包括10名受试者样本中、39254个非冗余的完整和部分病毒基因组片段。
他们发现：在人类的肠道中，存在一个稳定的、在数量上占优势的病毒基因组，这些病毒具有高度的个体特异性。Shkoporov等人，称之为“持久性个体病毒组”（persistent personal viromes，PPVs）。
该PPVs主要由剧毒crAs样噬菌体、尾状目order Caudovirales的其他成员，以及剧毒微病毒科组成。这些PPVs 具备高度的个体特异性，并可在至少1年、至多26个月中保持稳定——尽管这10个人的工作环境是相同的。
研究结果揭示了许多有尾噬菌体目和微病毒科中，先前未知噬菌体的存在。
他们也同样检测到了几种具有代表性的病毒科噬菌体、以及真核ssDNA（单链DNA）病毒（Circoviridae, Anelloviridae, Genomoviridae）。
特别值得注意的是，他们还检测到了相当数量的弗吉尼亚科Virgaviridae的植物RNA病毒。
此外，在连续时间点上的纵向抽样，使得他们能够更仔细地观察由一些微病毒科和类crAss噬菌体控制的病毒组（数十个病毒组），并了解噬菌体菌株的出现模式。
研究人员发现，尽管在噬菌体种群内出现了新的优势菌株并变得稳定，但菌株内部的异质性水平仍然存在。他们还推断，这些噬菌体的宿主带有CRISPR间隔区，这说明，它们更有可能感染Bacteroidetes拟杆菌门内的Bacteroides、Prevotella和 Parabacteroides——它们是人类肠道中的常驻细菌。
个体间病毒组特异性、稳定性及与细菌学组成的相关性
总的来说，这项研究证实，在人类的肠道中，存在一个稳定的、在数量上占优势的病毒基因组，且这些病毒组具有高度的个体特异性。
研究人员基于病毒基因组的聚类和新的分类注释，确定了几种类crAss和微病毒科噬菌体，是人类肠道最稳定的定殖者。
基于CRISPR的宿主预测，突出了这些稳定的病毒群落与优势肠道细菌类群之间的联系：大多数PPV噬菌体可感染Bacteroides, Faecalibacterium, Eubacterium, Prevotella, Parabacteroides菌。
通过CRISPR spacer matches预测的PPV噬菌体簇宿主
“它证实了最近的报道——健康成人之间没有共同的核心肠道病毒群，这与人类的肠道菌群形成了对比，我们显然存在更多共有的细菌成员”，人类肠道病毒组研究者Evelien Adriaenssens说。
一些微生物学研究者认为，这项研究引出了更令人兴奋的问题：
是什么力量塑造了使每一个个体特定的病毒群？在不同的个体中，又是哪些在序列水平上不相关的噬菌体占据了相同的生态位？
在拥有健康病毒组的数据基线之后，科学家们将可以开始研究与之相关的疾病，并确定病毒组的哪些变化可以作为疾病的标志。
Adriaenssens评论认为，下一步的工作是解开病毒群中主要参与者的功能角色。“我们需要能够将噬菌体与其宿主连接起来，为此，我们需要良好的细菌和噬菌体培养系统，以及测试它们的模型系统”。
封面图源 Time
