非洲农村人口的多样性延伸到他们的微生物群

我们的微生物组，我们身体内外的细菌，真菌，寄生虫和其他微生物的复杂群落反映了我们的生活方式。如果我们拥有一只宠物，我们可能会与它们分享微生物。如果我们吃肉，我们肠道中的微生物组可能看起来与素食主义者不同。

在一个不断发展的研究领域，我们将如何获取我们在其中携带的微生物及其对我们健康的影响，大多数分析都集中在生活在发达国家的人们身上。但是在过去的几年里，科学家们已经开始研究非工业化社会中的人们是否拥有明显不同的微生物组，如果是这样，那些因素决定了这些差异。

发表在Genome Biology期刊上的一份新报告在解决这些问题方面取得了重大进展。由宾夕法尼亚大学的遗传学家团队领导，与坦桑尼亚，博茨瓦纳和国立卫生研究院的研究人员合作，该研究是迄今为止分析种族多样化非洲人肠道微生物组的最大研究之一，其样本来自宾夕法尼亚大学。来自7个人口的114名博茨瓦纳人和坦桑尼亚人，以及来自美国的对照组。

结果表明，不同种群的微生物组概况广泛，从农牧民到牧民到狩猎采集者，他们实践各种不同的生活方式。差异的程度与工业化和非工业化人口之间的差异相当。然而研究人员也对群体之间出乎意料的相似性感兴趣。

“当我们开始这项工作时，”宾夕法尼亚大学Penn Integrates Knoweldge教授和资深作者遗传学家Sarah Tishkoff说，“我的假设是饮食将成为区分这些不同人群微生物组的驱动因素。我最大的惊喜是事实并非如此。“事实上，生活在博茨瓦纳农业社区的班图族人的样本中的一部分与生活在费城地区的人们几乎没有区别，研究合着者弗雷德里克布什曼是宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的微生物学家。

“来自博茨瓦纳的一些农牧民的细菌成分与美国队列非常相似，”蒂什科夫实验室的科学家，该论文的共同主要作者马修汉森说。“这些是农村群体;他们的生活方式截然不同，但有一些因素使他们与健康的费城地区居民拥有非常相似的微生物群。”

以前的努力来检查农村非洲人的肠道微生物组通常都比较单一的非洲人口从工业化国家的一个或多个群体。这些早期研究指出了群体之间的差异; 例如，坦桑尼亚意大利人和Hadza狩猎采集者之间肠道微生物组的比较确定了Hadza中存在的几组细菌，这些细菌以前没有在西方人群中发现过。

但为了更加细致地了解影响非洲农村地区微生物多样性的因素，Tishkoff的研究小组收集了来自七个偏远非洲人口的样本。来自坦桑尼亚：Hadza狩猎采集者，Maasai牧民，Sandawe农牧民，直到19世纪末都是狩猎采集者，还有Burunge农牧民。来自博茨瓦纳：圣狩猎采集者，讲班图语的赫雷罗牧民，以及几组讲班图语的农牧民。

收集数据，这要求要求偏远村庄的居民向科学家提供粪便样本，这绝不是一个简单的过程。负责领导数据收集工作的Alessia Ranciaro表示，她和同事从早期经验中学习如何驾驭文化和后勤障碍，使参与者和科学家的过程更加顺畅。

研究人员从样本中提取DNA并对16S核糖体RNA基因的一部分进行测序，该基因广泛用于微生物组研究，以帮助鉴定和比较细菌。

“分析允许你在很多情况下将样本中的细菌分类到属的水平，”Tishkoff实验室的博士生Meagan Rubel说，他是这项工作的共同领导者。“但在我们使用的样本数据库中，细菌已根据工业化或西方群体进行分类，因此生活在这些传统生活方式中的人可能患有我们从未见过的细菌。”

从他们能够获得的结果中，迅速出现了广泛的模式。值得注意的是，博茨瓦纳样本与坦桑尼亚样本不同。来自坦桑尼亚种群的肠道微生物群在每个样本中往往具有更高数量的微生物，并且个体倾向于具有相似的微生物特征。另一方面，在博茨瓦纳，样本总体上具有较少的微生物种类，并且个体的微生物组倾向于彼此更加不同。后一种模式也存在于美国样本中。

虽然分析没有指出解释这一结果的“吸烟枪”，但研究人员假设其原因与博茨瓦纳的国家财富比较和获得医疗保健有关。

“博茨瓦纳拥有钻石并且相对富裕，”蒂什科夫说。“他们拥有免费的医疗系统和免费的教育系统，这与坦桑尼亚非常不同。”

“你可以想象，在非洲国家非常不同的群体范围内，”鲁贝尔说，“有些群体正在经历这些软性工业化措施，从增加临床护理的可及性到不同种类的食物都可以。抗生素的使用是某种东西。这可以真正改变肠道微生物组，因此有更多机会进入的人可能会看到他们的微生物组发生了显着变化。“

这种转变可能有助于解释博茨瓦纳和美国样本之间的相似性，尽管研究人员表示需要做更多的工作来确认是这种情况。

然而，总的来说，在美国和大多数非洲人之间，肠道微生物组的广泛差异是显而易见的。在非洲，一些细菌群体的频率可以通过种族和生活方式区分人口。例如，与牧民或农牧民群体相比，两个狩猎 - 采集者群体San和Hadza拥有不同的肠道细菌模式。此外，在Maasai和Hadza人群中，两组男女分工特别极端，研究人员发现他们分析的微生物组存在显着的性别差异。

为了更多地了解肠道中的细菌实际上在做什么，研究人员寻找在给定样本中各种微生物物种中丰富的分子途径。在美国的样品中，他们确定了破坏环境污染物的途径，例如双酚，其中包括双酚A，更为人所知的是“塑料中可怕的双酚A”，Rubel说，还有DDT，这是一种负责稀释鸟类的杀虫剂。自20世纪70年代以来在美国被禁止的蛋壳。

他们在博茨瓦纳的样本中发现了滴滴涕分解途径的证据，这个国家继续使用这种化学物质来控制导致疟疾等传播疾病的蚊子。

这些研究结果提出了许多有趣的问题，研究人员希望通过这些问题进一步分析，并在未来进行彻底的遗传和基因组测序。他们还在进一步探测样本，以确定胃肠道病原体的存在是否可能在影响这种感染普遍存在的地区人群的肠道微生物群中发挥主要作用。

“我们的工作扩展了越来越多的叙述，”Rubel说，“微生物组的趋势似乎与人口中的工业化水平有关。”科学家指出，即使是这些偏远的非洲人口，他们的生活方式也不是一成不变的 发展及其对环境和传统生活方式的影响可能表现在微生物群模式的转变。“对于其中一些群体的纵向研究，最重要的是做什么，”汉森说。“在接下来的20年里，他们的生活肯定会迅速发生变化，看看我们是否会发现这些生活方式因素发生变化的微生物群将会很有趣。”