在世界范圍內，不同人類(lèi)種群之間會(huì )在體質(zhì)、形態(tài)等方面存在差異；但絕大多數 人腸道微生物組 （腸道菌群）中卻有著(zhù)許多相同的細菌和古細菌物種。眾所周知，這些小生命與人類(lèi)健康密切相關(guān)，并已被廣泛的研究證實(shí)，它們是導致人類(lèi)各種疾病的“始作俑者”，并且大多數僅活在人類(lèi)腸道中。

生活在不同國家或地區的個(gè)體，腸道細菌組成和多樣化會(huì )存在明顯的差異。雖然，飲食是其中一個(gè)重要的決定因素，但這種特異性是否來(lái)自人類(lèi)與其微生物之間共同進(jìn)化的歷史有關(guān)？到目前為止，關(guān)于人類(lèi)腸道中的細菌來(lái)自哪里還是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。2022年9月15日，發(fā)表在《 Science 》上的一項新研究中，來(lái)自馬克斯普朗克生物學(xué)研究所微生物組科學(xué)系領(lǐng)導的研究團隊在非洲、亞洲和歐洲的個(gè)體微生物組數據中首次系統比較了人類(lèi)與其腸道細菌的進(jìn)化史，發(fā)現了兩者共同進(jìn)化的證據。

先前的研究表明，腸道細菌譜系的一小部分與原始人類(lèi)祖先一起形成了物種，但這種共同多樣化模式是否在人類(lèi)宿主中擴展還有待證實(shí)。自從人類(lèi)走出非洲后，人口在全球范圍內不斷增長(cháng)。飲食和生活方式也隨著(zhù)時(shí)間推移發(fā)生了巨大的變化。然而，特定的腸道細菌菌種不但沒(méi)有消失，而且已經(jīng)與人類(lèi)“同呼吸，共命運”。因此，識別與人類(lèi)共存的菌種對于理解腸道細菌如何隨著(zhù)其人類(lèi)宿主的共同進(jìn)化，以及兩者之間的相互作用具有重要意義。 在這項新研究中，該團隊首次系統地比較了人類(lèi)與其腸道微生物的進(jìn)化史。他們?yōu)閬?lái)自加蓬、越南和德國的1225名母子參與者（839名母親和386名兒童）及其腸道中發(fā)現的59個(gè)微生物分類(lèi)群創(chuàng )建了系統發(fā)育樹(shù)，以評估人類(lèi)種群之間和種群內共享的腸道細菌菌種之間的共同多樣化，并使用統計測試來(lái)調查這些發(fā)育樹(shù)的匹配程度。

他們發(fā)現， 36個(gè)（61%）分類(lèi)群與其人類(lèi)宿主的進(jìn)化歷史相匹配。這意味著(zhù)，當第一批人類(lèi)走出非洲后的大約10萬(wàn)年間，這些腸道細菌就與其宿主“形影不離”，二者“攜手”共同多樣化（共同進(jìn)化）。在國家與國家之間，和國家內部，人類(lèi)及其腸道細菌的平行進(jìn)化歷史都是顯而易見(jiàn)的 。

研究人員表示，對腸道細菌會(huì )如此密切跟隨其人類(lèi)宿主進(jìn)化歷史這一事實(shí)感到驚訝。同樣值得注意的是，與人類(lèi)歷史最密切相關(guān)的菌種是那些現在最依賴(lài)腸道環(huán)境的菌株 。事實(shí)上，一些與人類(lèi)一起進(jìn)化的細菌（如 厚壁菌門(mén) ）在很大程度上依賴(lài)于人類(lèi)腸道環(huán)境，它們具有更小的基因組，并且對氧氣水平和溫度更加敏感。這些特性使它們難以在人體外生存。相比之下，與人類(lèi)歷史關(guān)聯(lián)較弱的細菌（如 擬桿菌屬 ）表現出更多與自由活細菌相似的特性。

一些腸道細菌的行為就像它們是人類(lèi)基因組的一部分，正處在從“自由的活細菌’到依賴(lài)人體環(huán)境的梯度上，它們顯示出似乎已經(jīng)獲得了對宿主不可逆的依賴(lài)性。這從根本上改變了我們對人類(lèi)腸道菌群的看法。 隨后，研究人員對兒童參與者（平均年齡7.4個(gè)月）的腸道宏基因組進(jìn)行了采樣。與其母親的數據結合分析，讓他們有了一個(gè)前所未有的機會(huì )來(lái)測試兒童腸道菌群的共同多樣化模式。在測試的20個(gè)最常見(jiàn)的兒童分類(lèi)群中，有9個(gè)顯示出共同多樣化的證據。其中， 長(cháng)雙歧桿菌顯示出最有力的共同多樣化 。幾個(gè)分類(lèi)群的協(xié)同多樣化信號在加蓬和德國的兒童中得到擴展，但在越南兒童參與者中沒(méi)有被發(fā)現。這些結果表明 ，生命早期腸道常見(jiàn)的細菌也與人類(lèi)共同多樣化。

此外，研究人員還通過(guò)分析來(lái)自喀麥隆、韓國和英國參與者的類(lèi)似數據集發(fā)現了同樣的結果。該團隊表示，與腸道菌群相關(guān)的人類(lèi)健康狀況從營(yíng)養過(guò)剩、過(guò)敏、再到一系列重大慢性疾病。這些疾病的發(fā)病率與人種群有關(guān)，而腸道菌群的多樣性也與人種群有關(guān)。已知一些與人類(lèi)共存的菌種，如 普雷沃氏菌 （Prevotella copri），  直腸真桿菌 （Eubacterium rectale）和 長(cháng)雙歧桿菌 （Bifidobacterium. longum），它們的功能會(huì )根據人類(lèi)種群的不同而存在差異。因此， 對不同人群腸道細菌菌株差異的認識將帶來(lái)靶向微生物組的個(gè)性化療法 ?？傊?，這項研究結果強調了針對特定人群開(kāi)發(fā)靶向微生物組療法的重要性。