JMT日本干细胞——通过肠道微生物群全基因组测序，发现自身免疫性疾病患者肠道病毒的特征

大阪大学医学研究生院研究生友藤洋子和冈田克也教授（遗传统计学）等研究小组通过从数据（元基因组数据）中获取肠道病毒丛的信息，我们探索并识别了肠道病毒丛与自身免疫性疾病之间的联系。

我们肠道中有许多微生物，构成肠道微生物群落。众所周知，肠道微生物群系与免疫反应和代谢反应密切相关，有助于自身免疫和代谢疾病的发展。不仅细菌存在于人类肠道中，而且有许多病毒，主要是噬菌体。由于噬菌体感染细菌而不是人类，并改变细菌的代谢和数量，因此分析肠道病毒群对于全面了解肠道微生物群落与疾病之间的关系至关重要。然而，由于必须构建复杂的分析管道进行肠道病毒丛分析，肠道病毒丛分析并不普遍，肠道病毒丛与疾病之间的联系也很少被研究。

研究小组建立了一条管道，从来自肠道微生物群落的全元基因组序列数据（元基因组数据）中获取肠道病毒群信息（图）。然后，这种肠道病毒群分析管道，系统性红斑狼疮多发性硬化症通过应用从476名患者和健康受试者中获得的元基因组数据，我们探索了自身免疫性疾病患者肠道病毒丛的特征。因此，风湿性关节炎和系统性红斑狼疮患者的肠道中，我们发现噬菌体正在减少。此外，在系统性红斑狼疮患者的肠道中，噬菌体数量正在减少。此外，研究人员使用CRISPR进行分析，以发现噬菌体，如细菌噬菌体，如细菌组和波多维利达，可以感染哪些细菌。

图：本研究摘要

这项研究使我们能够分析肠道病毒群，这些病毒以前很少受到关注。此外，通过肠道微生物群对自身免疫性疾病的发病机制有更全面的了解，有望开发新的治疗和诊断技术。

研究结果于2021年12月9日（星期四）凌晨0点（日本时间）在英国科学杂志《科学》上发表。

研究背景

以类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和多发性硬化症为代表的自身免疫性疾病是免疫系统攻击自身而发展起来的疾病。虽然环境因素和遗传因素都被认为有助于自身免疫性疾病的发病，但发病机制的全部情况尚不清楚。

我们肠道中有许多微生物，构成肠道微生物群落​。肠道微生物群通过免疫反应和代谢反应对我们的身体有重大影响，并参与许多疾病。到目前为止，许多研究人员一直在研究肠道微生物群落，特别是肠道细菌，最近，下一代音序仪使用 元基因组分析能够全面探索肠道细菌和疾病之间的联系。不仅细菌存在于人类肠道中，而且有许多病毒，主要是噬菌体。噬菌体是一种感染细菌而不是人类的病毒，肠道中的噬菌体被认为通过感染肠道细菌来改变肠道细菌的代谢和数量。因此，为了全面了解肠道微生物群落与疾病的关系，不仅需要分析肠道细菌，还需要分析肠道病毒。然而，由于肠道病毒群分析需要构建复杂的分析管道，肠道病毒群分析并不普遍，肠道病毒群与疾病的关系也很少被研究。

研究结果

冈田教授及其团队建立了一条管道，从肠道微生物群落衍生的全基因组序列数据（元基因组数据）中获取和分析肠道病毒群信息（图）。将分析管道应用于日本476名患者（风湿性关节炎患者111人，系统性红斑狼疮患者47人，多发性硬化症患者29人，健康人289人）的元基因组数据，探索自身免疫性疾病患者肠道病毒丛的特征。他们发现，风湿性关节炎和系统性红斑狼疮患者肠道中的噬菌体噬菌体（称为crAss-like phage）正在减少。此外，在系统性红斑狼疮患者的肠道中，称为波多维利达的噬菌体正在减少。此外，研究人员还利用CRISPR的分析来探索细菌和波多维利达感染的细菌类型。 结果表明，crAss-like 密码可能感染已知感染目标，如白种人和鲁米诺科库斯。此外，波多维利达和法卡利巴塔伊姆的存在量呈正相关，这表明波多维利达和法卡利比埃姆可能与病毒宿主共生有关。Ruminococcus和Faecalibacterium是过去报告与自身免疫性疾病相关的细菌，这表明，通过改变作为宿主的细菌的功能和数量，这种病毒可能有助于自身免疫性疾病。

研究结果对社会的影响（研究结果的意义）

这项研究使我们能够使用来自肠道微生物群落的全基因组序列数据（元基因组数据）来分析肠道病毒群。该技术有望应用于各种疾病，而不仅仅是自身免疫性疾病。这项研究的发现有望使人们更全面地了解肠道微生物群落自身免疫性疾病的发病机制。

通过进一步验证本研究中识别的病毒，如细菌实验和动物实验，可以评估其作为自身免疫性疾病治疗目标的可能性。此外，这次发现的自身免疫性疾病患者肠道病毒群的特征是可用于诊断的生物标志物预计将作为可用。

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内容源于日本网站，参考链接：https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20211209_3