Nature：飲酒、排便質量，或一直在混淆腸道菌羣的研究結果_風聞

眾所周知，腸道微生物組對人體健康具有包括從心理健康到生理健康的一系列深遠影響。

然而，對於科學家來説，關於微生物組在人類疾病中作用的研究結果之間的不一致性是一個普遍挑戰。已知腸道菌羣的組成與某些疾病（如帕金森症）存在關聯，但很難解釋這種關聯僅僅是相關性、健康狀況的結果，還是疾病的原因或貢獻。因此，這限制了鑑定宿主相關微生物和病理學之間因果關係的能力。

腸道菌羣組成中個體間的廣泛差異加劇了獲得假陽性的風險，這可能是由於人類生活方式和生理變量在人羣範圍內的差異，從而對微生物組產生不同影響。

近日，發表在**《Nature》**上的一項新研究中，來自美國國立衞生研究院國家過敏和傳染病研究所免疫系統生物學實驗室領導的研究團隊，**通過分析患有某種特定疾病和健康人羣之間的生理和生活方式差異，識別可能與腸道菌羣組成有關的異質性，來尋找潛在的混淆變量。**他們將飲酒頻率和排便質量確定為腸道菌羣差異的強大來源。

《科學家》雜誌就這篇新研究採訪了該研究的通訊作者、美國國家過敏和傳染病研究所的博士後免疫學家Ivan Vujkovic-Cvijin。

Ivan Vujkovic-Cvijin

《科學家》：是什麼原因促使你撰寫這篇論文？

**Ivan Vujkovic-Cvijin：**我一直在研究腸道微生物如何影響艾滋病毒（HIV）感染者的健康。在這一領域有一個有趣的發現：在美國和許多西歐國家，HIV感染者的主要人羣是男性，他們與男性發生了性關係。然而，與男性發生性行為的男性腸道微生物組組成與與女性發生性行為的男性存在很大差異。

我們在這一領域進行的一些研究中，我們把男性與男性發生性關係的HIV感染者與與女性發生性關係的未感染者進行了比較。在那些研究中，我們不僅發現了與HIV有關的差異，還發現了與性取向有關的差異，而我們真正想要的只是識別那些因HIV而不同的細菌。

從這個意義上講，我們可以説，這些研究被性偏好混淆了。事實證明，儘管HIV確實對腸道微生物組產生了影響，但我們未曾預料到的其他因素對它的影響要大得多。這讓我們倒退了一步，我們不禁要問，還有哪些我們完全不知道且令人困惑的變量？哪些變量可能會混淆疾病受試者與未患病受試者之間的比較，還沒有一個詳盡的檢查。因此，這促使了我寫了這篇文章。

《科學家》：你還發現了哪些令人驚訝的混淆變量？

Vujkovic-Cvijin：有一些因素在文獻中被描述為對微生物組有着重大影響，並且已經開始被納入年齡和性別等研究設計中。但我們驚訝地發現，飲酒和排便質量**（大便是否鬆散、堅硬或正常）**，是許多疾病的主要混淆因素。我不能説這是這個領域所欣賞的東西，但它肯定是一個意想不到的結果。

這兩個因素似乎對微生物組有着很強的影響，重要的是，它們在有疾病的人和沒有疾病的人之間經常是不同的。對於患病的人來説，飲酒會改變什麼？例如，我們服用的藥物通常會限制限制飲酒。而腸道運動功能往往受到某些疾病的影響。我們希望未來的研究能考慮到這兩個因素。

在免疫系統、對傳染病及對其他慢性病的易感性方面，我們每個人都是獨一無二的。生物學在很多方面，嘗試去理解是什麼導致了人們的反應方式不同。當然，我們知道不同人羣的微生物組是非常不同的。有人估計，按照某種分類，我和你擁有的細菌只有10%是相同的。但我們對此很興奮，我們可以擴大我們的理解，釐清導致這種差異的決定因素。

《科學家》：你能分享一份關於飲酒的調查結果嗎?

**Vujkovic-Cvijin：**關於這方面，我們確實看到了一個非常依賴劑量的效應。**一個人飲酒越多，對微生物組的影響就越大。即使只是偶爾飲酒，如每週一到兩次，也會對微生物組產生可測量的影響。**我們認為很有趣的一件事是，酒精本身在實驗室用作消毒劑，人們可能期望酒精同樣能殺死腸道中的一些細菌，以減少腸道微生物組的多樣性，但我們實際上發現了這起到了相反的效果，多樣性的增加也是劑量依賴性的。這些發現着實有趣，但關於它對健康的具體影響我們沒有弄清楚。

《科學家》：可否分享一些你的方法。

**Vujkovic-Cvijin：**科學數據對微生物領域的貢獻讓我們興奮不已。所以我們所做的就是利用世界上最大的公開數據集，研究人類活動中的腸道微生物組。除了這些龐大的樣本外，我們還給每個參與者發放了非常詳細的調查問卷，涉及一百多個問題。其中有很多關於每個樣本的信息，可以用來確定對微生物組有最大影響的變量。

我們選擇使用機器學習的方法，機器學習的一個很好的組成部分是交叉驗證的概念，把一部分在一個變量上不同的參與者，比如説老年人和年輕人，從比較的總樣本中抽取一個子集，然後檢查微生物組中的哪些模式區分了這兩個羣體。對於算法中沒有觀察到的對象，將測試在第一個子集中發現的模式是否穩健，並且是否在未看到的對象中也被觀察到。

這是一種非常有效的方法來評估給定變量對微生物組影響的強度和可複製性。我們可以謹慎地量化它，而且我們對數據集中的所有變量都這樣做了，並根據它們的重要性對其進行了排序。

《科學家》：你對微生物學家或閲讀微生物學文獻的人有什麼建議？

**Vujkovic-Cvijin：**基於這些發現，我們提出了人類微生物組研究的建議，以獲取有關這些變量的信息。臨牀研究通常不會收集這兩項數據，而年齡、BMI和性別則更具有代表性。我們建議擴大收集到的信息變量，如果可能的話，在被比較的組之間匹配這些變量，因為它們在腸道菌羣有中發揮着作用，我們希望減少實際研究中這些混雜變量的影響，取而代之的是將研究結果聚焦到真正有意義的疾病研究領域。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2881-9