中國學者首次繪制哺乳動物高分辨率微生物圖譜

復旦大學公共衛生學院教授粟碩團隊首次系統解析了大量此前未知的哺乳動物微生物組多樣性，并繪制了臨床重要功能元件ARGs的跨宿主共享網絡，就像給微生物世界繪制了一張前所未有的“地圖”，拓展了人類對于微生物組成和多樣性的認知邊界和深度，并為微生物源疾病和抗生素耐藥性防控提供重要理論基礎。相關研究8月26日發表于《細胞》。

“哺乳動物微生物組”是指不同哺乳動物宿主體內全部微生物群落的總和，其中部分微生物及其功能元件（如ARGs）能夠在不同宿主間發生跨物種傳播。哺乳動物體內微生物及其攜帶的ARGs的跨宿主傳播，是潛藏的重大公共衛生風險源，但解析復雜的跨宿主傳播網絡仍極具挑戰。

研究團隊首先構建了交叉多組學高分辨率微生物組解析框架，并回收了245個病毒、25442個細菌、13個真菌和2個寄生蟲基因組。經過測序和分析，研究團隊鑒定出128種病毒、10255種細菌、201種真菌和7種寄生蟲，其中約70%的細菌物種（超過7,000種）被推測為潛在新物種，揭示了哺乳動物體內豐富的微生物“暗物質”。多層次群落結構分析顯示，微生物群落在相同地理區域、宿主分類及生活方式下顯著相似，表明這些因素是形成與維持群落的關鍵驅動力。此外，研究團隊系統揭示了哺乳動物微生物組中廣泛的跨地理區域、宿主分類及生活方式界限的菌株共享現象，涵蓋多類微生物群體。

哺乳動物攜帶的重要ARG的多樣性和可轉移性。圖片由研究團隊提供

研究團隊同時構建了ARG與MGE高精度注釋框架，進而在哺乳動物微生物組中鑒定出521種潛在ARGs，涵蓋13類抗生素，反映了哺乳動物微生物組中長期未被系統評估的耐藥潛力。研究團隊同時觀測到ARGs與MGEs高度共現，其中約五分之四的共現事件由插入序列介導，提示哺乳動物微生物組可能成為潛在可移動ARGs的儲存庫。

進一步地，研究團隊鑒定出270種重要ARG亞型，涉及七類抗生素，其中多個高頻基因在樣本庫中檢出率超過50%，并表現出高豐度，可能會影響多種關鍵抗生素的療效。此外，研究團隊發現157種重要ARG在哺乳動物與人類微生物組間共享，提示這些重要ARG存在潛在跨物種交換的風險。

粟碩表示，研究中構建的框架未來可應用于探索人類對微生物的認知邊界和深度，系統監測微生物群落變化、預測重要耐藥性擴散趨勢，為制定精準、高效的公共衛生防控策略提供核心技術支撐。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.08.016