今天發(fā)表在《自然·微生物學(xué)》上的研究發(fā)現了生活在人類(lèi)腸道中的54118種病毒，其中92%是以前未知的。

但正如聯(lián)合基因組研究所和加州斯坦福大學(xué)所發(fā)現的，其中絕大多數是噬菌體——"吃"細菌的病毒，不攻擊人體細胞。

當我們大多數人想到病毒時(shí)，都是如腮腺炎、麻疹或最近的COVID-19之類(lèi)的壞東西。然而，在我們的身體里有大量這種微小的寄生者——主要是在腸道里——專(zhuān)門(mén)針對其它的小生物。

除了幫助我們消化食物，這些微生物還有許多其他重要作用。它們保護我們免受致病菌的侵害，調節我們的精神健康，在我們還是孩子的時(shí)候為我們的免疫系統打基礎，并在成年后的免疫調節中持續發(fā)揮作用。

可以說(shuō)，人類(lèi)的腸道現在是地球上研究得最充分的微生物生態(tài)系統。然而，生活在那里的70%以上的微生物物種還未經(jīng)實(shí)驗室培養過(guò)。

我們之所以知道這一點(diǎn)，是因為可以通過(guò)一種被稱(chēng)為元基因組學(xué)的方法獲得腸道微生物組的基因藍圖。這是一種強大的技術(shù)，直接從環(huán)境中提取DNA并進(jìn)行隨機測序，給我們提供了一個(gè)快照，讓我們知道里面存在什么，以及它可能在做什么。

元基因組學(xué)研究表明，要對人類(lèi)腸道中的所有微生物物種進(jìn)行編目和分離。

11810份糞便樣本

在新研究中，我們通過(guò)計算從11810個(gè)公開(kāi)的糞便樣本的元基因組中挖掘出病毒序列，這些樣本來(lái)自24個(gè)不同國家的人。

這一工作產(chǎn)生了元基因組腸道病毒目錄，這是學(xué)科內迄今為止最大的信息資源。目錄包括189·680個(gè)病毒基因組，代表了50000多個(gè)不同的病毒物種。

值得注意的是，這些病毒物種中90%以上是未知的。它們共同編碼了超過(guò)45萬(wàn)種不同的蛋白質(zhì)——一個(gè)巨大的功能潛力庫，可能對它們的微生物宿主有利，也可能對人類(lèi)有害。

我們還深入研究了不同病毒的亞種，發(fā)現一些病毒在24個(gè)國家中顯示出驚人的地理模式。

例如，最近描述的神秘的crAssphage的一個(gè)亞種在亞洲很普遍，但在歐洲和北美的樣本中卻很少或沒(méi)有。

耐人尋味的是，我們發(fā)現三分之一最常見(jiàn)的病毒編碼蛋白具有未知的功能，包括11000多個(gè)與 "β-內酰胺酶 "有遠距離關(guān)系的基因，這些基因能夠對青霉素等抗生素產(chǎn)生抗性。

在確定了噬菌體之后，我們的下一個(gè)任務(wù)是將它們與它們的微生物宿主聯(lián)系起來(lái)。細菌的免疫系統，能夠 "記住"過(guò)去的病毒感染并防止它們再次發(fā)生。

它們通過(guò)復制和存儲入侵病毒的片段到它們自己的基因組中來(lái)實(shí)現這一目標。

我們利用這種對過(guò)去攻擊的記錄，將許多病毒序列與它們在腸道生態(tài)系統中的宿主聯(lián)系起來(lái)。不出所料，高含量的病毒物種與腸道中高含量的細菌物種相聯(lián)系，大部分屬于細菌門(mén)的Firmicutes和Bacteroidota。

那么，我們能用這些新信息做什么呢？腸道病毒及其宿主清單，最有希望的應用是噬菌體療法。

人們一直在討論使用飲食干預、益生菌、益生元甚至 (糞便微生物群移植)來(lái)定制人們的腸道微生物群，以改善個(gè)人的健康。

噬菌體療法可能是對這一目標的有益補充，它為微生物組操作增加了物種甚至亞種級別的精確性。

然而，值得注意的是，根據我們的數據預測，我們只調查了全部腸道病毒多樣性的一小部分。所以我們仍然有很長(cháng)的路要走。