近日，北京基因组研究所（国家生物信息中心）李明锟研究员、张莉副研究员(第十一批会员)与江南大学陆文伟研究员团队合作，解析了中国健康人群肠道内双歧杆菌的组成特征及其重要影响因素，如地域、年龄、民族、主食等。该成果以“Population-level variation in gut bifidobacterial composition and association with geography, age, ethnicity, and staple food”为题发表在国际学术期刊《npj Biofilms and Microbiomes》上。

双歧杆菌是人体肠道中常驻益生菌，被广泛应用于婴幼儿食品、保健食品、功能性食品及益生菌制剂中。口服益生菌能否在肠道定植并发挥作用，在很大程度上取决于肠道已有的微生物背景。因此，了解人群的肠道微生物和双歧杆菌基线对于双歧益生菌产品的精准设计和使用非常重要。然而，目前虽有诸多关于双歧杆菌不同菌种的基因组特征及相关功能特性的研究，其在人群水平的分布特征及影响因素仍缺乏研究。

该研究从中国28个省份的60个市/县收集了8个民族的1674名志愿者的粪便样本，从中扩增双歧杆菌的groEL基因进行高通量测序，进而进行种水平的分类信息注释，获得了双歧杆菌各物种的组成图谱。首先，研究发现地理因素对于中国人群的双歧杆菌组成变异的解释度最高，尤其是青春双歧杆菌呈现出自南向北、自东向西逐渐升高的明显趋势。其次，该研究首次通过人群水平的模型，揭示出在人的一生中，双歧杆菌随年龄的变化存在两个明显的转折点，即青春发育中期（14-17岁）和30岁。先前研究认为，人体肠道微生物一般在3岁左右达到较为“成熟”的状态，即肠道微生物的主要组成在3岁开始和成年人较为相像，而该研究显示，肠道双歧杆菌直到青春中期才“成熟”。再次，汉族、藏族、回族、苗族、纳西族、维族、蒙古族、白族人群具有各自的双歧杆菌组成特征，尤其是藏族人肠道中存在大量未知的双歧物种，提示尚未发掘的生物多样性。另外，该研究还揭示了小麦为主食（相较于大米为主食）可促进青春双歧杆菌和长双歧杆菌的生长、城市化降低双歧杆菌多样性等现象及可能的机制。

图一 中国人群肠道青春双歧杆菌的地理分布特征

图二 中国人群肠道双歧杆菌的年龄发育特征

中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）李明锟研究员和江南大学陆文伟教授为本文共同通讯作者，新疆大学讲师陆静（江南大学博士毕业生）和张莉副研究员（第十一批会员）为本文共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、江苏省食品安全与质量控制协同创新中心、中国科学院青年创新促进会的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41522-023-00467-4