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近日，来自荷兰格罗宁根大学医学中心的研究人员在《Nature Genetics》上发表了题为Large-scale association analyses identify host factors influencing human gut microbiome composition的研究成果，通过近2万个体的基因序列分析，发现了19个可遗传的细菌类群和31个影响菌群特征的基因座，其中乳糖酶基因（LCT）和岩藻糖基转移酶基因（FUT2）在塑造我们的肠道生态系统中具有重要影响。
https://doi.org/10.1038/s41588-020-00763-1
为了研究遗传学对微生物组组成的影响，研究人员协同全球超过20个实验室，组织并分析了来自美国、加拿大、以色列等多国的24个队列共18340名参与者的全基因组和肠道微生物的16sRNA序列。肠道微生物的序列比对注释结果表明，不同队列间的菌群组成有明显的异质性，从中鉴定到的410个菌属中只有9个核心菌属，其中***丰富的属是拟杆菌属，占比18.65％，其次是粪杆菌属（6.19％）、布劳特氏菌（3.36％）和另枝菌属（3.05％）。
MiBioGen人群中微生物组组成的多样性
之后，研究人员对由169对同卵双生和419对异卵双生的双胞胎队列组成的1176个样本的肠道微生物进行了多样性分析，从广泛存在的159个菌属中，鉴定到19个可遗传的细菌类群，其中***为显著的是瘤胃梭菌属和消化链球菌科。同时也对所有1.8万个样本的基因组和含有的211个分类单元的肠道微生物进行全基因组关联研究（GWAS），从中鉴定出31个影响菌群特征的基因座（mbTL），其中乳糖酶LCT基因座与双歧杆菌属的关联***显著，且二者的关系存在年龄依赖性和种族异质性；而岩藻糖转移酶FUT2基因座可能较为显著的影响特定瘤胃球菌的丰度。
此外，研究人员还在GWAS中检测到一些富含代谢、免疫、营养偏好相关基因的mbTL，这些基因多在小肠中表达。例如9q21基因座包括基因PCSK5，RFK和GCNT1，其中RFK编码催化核黄素磷酸化的酶，GCNT1编码参与粘蛋白生物合成的糖基转移酶，其通过新陈代谢这些底物，参与调节宿主的免疫防御。 为了探索遗传-微生物关联对宿主健康相关特征的潜在影响，研究人员通过孟德尔随机分析了肠道微生物类群与心血管、代谢等疾病表型，以及营养表型间的潜在因果关系。发现双歧杆菌属的丰度可能对溃疡性结肠炎有保护作用，较高含量的草酸杆菌科对类风湿关节炎具有保护作用。
该研究的作者Alexander Kurilshikov表示，“这项研究是大型国际合作的一个很好的例子，并且是***个准确估计宿主遗传学对肠道微生物组的影响的研究，未来的研究可能会随着样本量的增加而识别出更多的遗传效应，这对于由细菌导致的疾病发展的诊断和治疗至关重要。“
