Cell最新研究：移民美国，小心你的肠道菌群也被移走！
美国学者Dan Knights等人于2018年11月1日在《Cell》上发表题目为《US Immigration Westernizes the Human Gut Microbiome》的文章。该研究发现从非西方国家向美国的迁移与肠道微生物组多样性和功能的丧失有关，其可能使个体易患代谢疾病。
研究摘要
许多美国移民人在移民后出现代谢性疾病，但其原因尚不清楚。虽然微生物组在代谢疾病中起作用，但是还没有研究分析美国移民对肠道微生物组的影响。
我们收集了居住在泰国和美国的514名苗族和克伦族个体的粪便，饮食回忆和人体测量学，共包括移民前后的第一代和第二代移民以及19名克伦族人，以及36名美国出生的欧裔美国人。
使用16S和宏基因组DNA测序，我们发现从非西方国家迁移到美国与肠道微生物组多样性和功能的立即丧失有关，其中美国相关的菌株和功能取代了天然菌株和功能。
这些影响随着美国居住时间的延长而增加，并且随着肥胖和跨代而复杂化。
文章重点
移民美国与肠道微生物多样性的丧失有关
移民美国失去与植物纤维降解有关的细菌酶
随着在美国居住的时间拟杆菌会取代普氏菌
多样性的丧失随着肥胖而增加，并且在几代人之间复杂化
文中主要图片说明
图1. 多代亚裔美国人群研究（A）横断面队列研究和纵向队列研究的实验设计。
（B）由于多年时间的差异，不同样本组的超重肥胖个体的比率随着时间推移因种族而异。
（C）HmongThai（n = 43）和Hmong2nd（n = 41）（20-40岁）饮食多样性显示在同一聚类树上，它将相关食物组合在一起。长条表示独特的食物，长条的黑暗表示食物在HmongThai或Hmong2nd中的流行度。以红色突出显示的长条表示样本组中最普遍的蔬菜，糖果和饮料，谷物和肉类。具体有：咖啡，啤酒，常喝;碳酸柑橘类水果饮料;大白菜或白菜科，未加工过的;米饭，白色，无盐或脂肪;猪排，火烤，只吃瘦肉;鸡胸肉，烤，皮不吃。
图2. 天然细菌菌群和多样性丧失与在美国居住的时间相关（A）横断面参与者的细菌群落的未加权UniFrac距离的PCoA揭示了系统发育变异因样本组而不同。（B）样本组中肥胖和瘦人的Shannon多样性指数和Faith的系统发育距离（PD）。（C）HmongThai和Hmong1st中OTU的流行，其中OTU按照HmongThai的流行率排序，样本按样本组中的丰富度排序。
（D）至少75％的HmongThai样本中存在的所有OTU的流行-丰度曲线，分别针对Hmong1st和HmongThai样本组绘制。
图3. 拟杆菌和普氏菌菌株的多样性和丰度（A）拟杆菌与普氏菌的对数转换率（B / P）相对丰度。美国居民，美国出生和种族都与B / P比率显著相关。KT，KarenThai; HT，HmongThai; K1，Karen1st; H1，Hmong1st; H2，Hmong2nd; C，对照。（B）在HmongThai，Hmong1st（在美国生活了30多年）以及对照组的44个样本中的拟杆菌和Prevotella菌株的覆盖率和相对丰度，其中包括基因组覆盖率> 50％的菌株。组内菌株和样品的分层聚类基于相对丰度。基因覆盖率<1％的菌株被认为不存在（未绘制）。（C）在HmongThai，Hmong1st（已在美国生活超过30年）和对照组的CAZymes的相对丰度显著不同。
图4. 饮食文化的适应部分解释了微生物变异（A）跨样本组的常量营养素消耗的比较。种族与卡路里，糖，脂肪和蛋白质显著相关，而美国居住与糖，脂肪和蛋白质消耗相关，出生的大陆只与脂肪消耗有关。HT，HmongThai; KT，KarenThai; H1，Hmong1st; K1，Karen1st; H2，Hmong2nd; C，对照。（B）未加权的UniFrac基于饮食的距离的PCoA显示样品组的显著聚类。通过PC1可以看到饮食文化的适应，左边是泰国居民团体，右边是欧洲人。
（C）未加权的UniFrac微生物组距离的冗余分析（RDA）受到未加权的UniFrac食物距离的PCoA的前五个主要坐标的限制。得到的RDA解释了微生物组PCoA的PC1和PC2所解释的总变异的16.8％（图2A）。
图5. 肠道生物多样性随着美国消耗的时间而减少（A）第一代Hmong和Karen参与者（n = 281）的肠道微生物组的未加权UniFrac距离的PCoA，根据在美国居住的时间着色，范围从1天到40.6年。PC1与在美国度过的时间密切相关。（B）横断面参与者（n = 550）的肠道微生物组的未加权UniFrac距离的PCoA，根据Faith’s PD 着色。PC1与系统发育丰富度呈负相关。（C）在第一代Hmong中，多样性随着在美国居住时间长而显著下降，但在第一代Karen中没有观察到显著的相关性。
图6. 普氏菌被代替持续数十年（A）泰国组和对照组相关的微生物组的相似性。（B）第一代的拟杆菌与普氏菌的对数比与在美国居住的年数显著相关。 在按种族划分后，显著相关的趋势仍然存在。HT，HmongThai; KT，KarenThai; H2，Hmong2nd; C，对照; 0-40 = Hmong1st和Karen1st在美国度过的年数。
图7. 到美国期间的纵向微生物组变异（A-D）每个参与者在来美国的第一个月和最后一个月的（A）BMI，（B）蛋白质消耗，（C）膳食多样性（Faith的PD）和（D）Bacteroides-to-Prevotella 比率的变化的比较。（E）Bacteroides和Prevotella菌株在6个月后基本稳定。 来自相同参与者的样品（列）用颜色表示，M1和M6分别对应于第1个月样品和第6个月样品。 选择的菌株与图3B相同。（F）在泰国难民营开始纵向研究，然后在搬迁到美国后继续进行纵向研究的6个人中主要的属（其他分类群未显示）的相对丰度的分类区域图表。 在出发前6至34天收集第一批可用样品，并在抵达美国后1至6天收集第二批样品。