科研 | Nature子刊：食物中的乳酸菌与肠道微生物的联系
编译：朱雯君，编辑：小菌菌、江舜尧。
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乳酸菌（LAB）是发酵食品生产的基础，并且一些乳酸菌菌株是益生菌。发酵食品中活跃着大量的活性乳酸菌，但是文中尚不知道摄入的LAB有多少成为了肠道微生物组的成员。通过对9445份人类样本的基因组分析，文中发现粪便样本中LAB的普遍性和丰度通常较低，且与年龄、生活方式和地理位置有关，其中嗜热链球菌和乳酸乳球菌最为普遍。此外，文中还考虑了从发酵食品微生物群以及154723个人类MAGs和193078个参考基因组中新构建的666个宏基因组组装基因组（MAGs），以确定食品和肠道微生物之间基于基因组的差异。文中的大规模全基因组分析表明，在食物和肠道环境中都存在密切相关的LAB菌株，提供了前所未有的证据，表明发酵食品确实可以被视为肠道微生物组LAB的可能来源。
论文ID
原名：Large-scale Genome-Wide Analysis Links Lactic Acid Bacteria From Food With the Gut Microbiome
译名：食物中的乳酸菌与肠道微生物的联系
期刊：Nature Communications
IF：11.880
时间：2020.5
通讯作者：Danilo Ercolini
通讯作者单位：意大利那不勒斯腓特烈二世大学
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实验设计
在这项研究中对公开的和新测序的食物和人类宏基因组进行了大规模的全基因组分析，以调查LAB物种的普遍率和多样性，以确定肠道和食物微生物之间的联系。
1 公开的可获得的和新获得的食物宏基因组
除了本研究中新测序的食品基因组外，文中还考虑并整理了来自发酵食品基因组的公共数据集。总共汇总了303个样本，涵盖11个数据集，分别来自不同类型的奶酪（N=191），发酵食品（N=58），nunu（N=20），开菲尔牛奶（N=18）以及酸奶和膳食补充剂（ñ=16）。
2 公开的可获得的人类基因组
本文考虑了与人类微生物组相对应的可公开获得的宏基因组数据集，纳入了47个人类微生物组数据集，总计9,445个宏基因组。样本从六个主要身体部位采集：粪便（肠道）（N=7907），口腔（N=785），皮肤（N=508），气道（N=151） ，阴道（N=86）和母乳（N= 8）。这些样本涵盖了按大陆划分的31个国家，也被归类为与西化（N=8850）和非西化（N=595）。西方化涉及生活方式的改变，包括提高卫生条件和卫生环境，引入抗生素和其他药物，增加高热量高脂饮食，增加对污染物的接触以及减少与野生动植物和家养动物的接触，采用西化和非西化作为总括性术语来描述由于大多数上述因素而有所不同的种群。最后，这些宏基因组涵盖了多个年龄段：新生儿（N=711，<1岁），儿童（N=802，1≤年龄<12），学龄人士（N = 215， 9≤年龄<12），以及成年人（N=7669，年龄≥19岁）。
3 食物和人类基因组的分类学分析
通过使用具有默认参数的MetaPhlAn2，对9,445个人类基因组和303个食品基因组进行了定量生物分类学分析。文中检测到至少有一个相对基因丰度>0.01％的基因组中的152个属于乳杆菌序列的物种。其中鉴定了属于LAB组的70种，并将其余的分析限制在30个在人类肠道中的普遍率> 0.1％物种。通过将相对丰度阈值设置为0.01％来计算普遍率。仅在阳性样品上计算平均相对丰度。
4 宏基因组组装的基因组重建
分类学分析与直接从宏基因组中重建微生物基因组有关。验证方法已在此处用于从食品基因组重建MAG。即使用metaSPAdes 53（版本3.10.1；）或IDBA-UD 54（版本1.1.3；）生成单样本宏基因组学程序集。使用Mash（v2.0；）基于全基因组核苷酸相似性估计。通过此程序将666个食品MAG分为171个SGB。
5 选定LAB物种的元数据管理
为了比较基因组学，文中考虑了图1所示的30种LAB物种。在上一部分中描述的348,467个基因组中，SGB中包含2859个基因组（包含1042个MAG），其中至少有一个参考基因组被分配给这30个物种。参考基因组是从NCBI门户网站或相关出版物中提取的。基因组根据来源类型分为三类：“人类”，“食物”和“其他”。缺少该信息的基因组被标记为“ NA”（N=226）。
6 系统发育结构的重建
使用新开发的PhyloPhlAn 3.0软件包构建系统发育。系统发育树用GraPhlAn 64可视化（图3和图4）。多维比例尺图（图3和图4，补充图4和图5）建立在FastANI 65计算的全基因组平均核苷酸识别距离上。
7 功能分析和统计意义
使用Prokka（v.1.12;）注释本研究中考虑的一组基因组（MAG和参考基因组）。通过仅考虑MAG和具有>80％完整性的参考基因组来确定人和食物基因组内的基因富集，以避免来自高度不完整基因组的可能偏倚。通过Fisher检验统计显著性。
结果
文中对食物源和人源的微生物组进行了大规模荟萃分析，以调查人类微生物组中LAB的普遍性和多样性，以及它们与食物中发现的菌株的重叠情况。为实现这一目标，文中考虑了在本研究中收集的303个食品基因组，这些基因组对应于不同类型的发酵食品和饮料。此外，文中考虑了来自47个公共数据集的9445个人类基因组，这些数据集跨越多个身体部位（84%来自肠道）、年龄区间、国家和生活方式。
2.人类肠道内LAB的变异普遍率
考虑了所有9445个人类宏基因组的分类概况，在本研究中特别关注LAB物种（补充数据2）。文中在至少一个宏基因组中检测到152种属于乳杆菌目，相对丰度大于0.01%的菌株。这些主要代表食物来源的种类(包括Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Streptococcus,和Weissella)，有益生菌补充剂中的细菌，以及典型的非食物来源的细菌，如Lactobacillusmucosae, Lactobacillus ruminis,和Lactobacillussalivarius。(图1)。肠道中最常见的两种菌是嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）（普遍率31.2%，即在31.2%的肠道宏基因组中存在>0.01%的相对丰度）和乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）（16.3%），这两种菌都常见于乳制品中。以食物来源为主的多种乳酸菌种类的普遍率较低(3-5%)，包括Lactobacillus casei/paracasei,Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus fermentum,和Lactobacillusrhamnosus。也鉴定出非食物来源的细菌水平显著，如Lb. ruminis (11.0%), Lb.salivarius (4.7%),和 Lb.mucosae (4.0%)。
从新生儿（8.4%）到成人（33.7%，p<1e-40），嗜热链球菌的普遍率增加，平均丰度相当，验证了与年龄高度相关的模式。这可能反映了酸奶和其他奶制品消费量的增加，而这些奶制品可能是嗜热链球菌的来源。Lb. delbrueckii（p<1e-10）和非食物来源的Lb.mucosae(p<1e−10),Lb. ruminis (p<1e−20),和Lb. salivarius (p<1e−10)也观察到类似的模式，这表明它们在人年龄较大时在肠道定居。还有Lc. lactis在成人中的普遍率（15.8%）高于新生儿（8.6%，p<1 e-6），在爱沙尼亚、芬兰和俄罗斯的仅一个婴儿队列中检测到它。其他乳酸杆菌与成人相比在新生儿中更为普遍和丰富，如Lb. casei/paracasei（p<1e-20），Lactobacillus gasseri (p<1e−7),Lactobacillus plantarum(p<1e−4),和Lb. rhamnosus (p<1e−70)。在人类母乳中也检测到了这些菌种，这表明它们可能通过母乳喂养从母亲传播到婴儿，正如之前对于Lb. plantarum的报道。
3.LAB的出现和丰富度与生活方式有关
本文根据宿主的生活方式对肠道宏基因组进行分层(图1、补充图3、补充数据4)，它揭示了西化和非西化人群中多种物种的普遍率和丰度的差异。在西化人群中，6种乳酸菌的普遍率较高，主要是食物源，如Lactobacillusacidophilus (p<1e−6), Lb. casei/paracasei (p<1e−4), Lb. delbrueckii (p<0.01), Lb. gasseri (p<1e−6), Lb. rhamnosus (p<1e−9),和 Lactobacillus sakei (p<1e−3)。相比之下，食物中不存在的Lb. mucosae (p<1e−8)和Lb. ruminis (p<1e−100)在非西化人群中更为普遍。所有的乳酸菌在西化的人口都更丰富，在其他属中，嗜热链球菌在西化群组中高度普遍(p<1e−50)。非西化组的Lactococcus garvieae (p<1−e30)的普遍率较高，此外还有多种异源发酵菌，如Leuconostoccitreum (p<1e−70), Leuconostoc lactis (p<1e−60), Weissella cibaria (p<1e−10), and Weissella confusa (p<1e−100)，这与它们在这些人群食用的蔬菜中的普遍性相一致。事实上，非西方人口通常有狩猎-采集的饮食和生活方式，其特征是大量消费块茎、核果、根和水果，的确有报道说也有报道称Kung和Hadza这两个非西部非洲人口的饮食分别有60-80%和50-65%来自植物性食物。
进一步按原国籍对宏基因组进行了分组，发现食品相关乳酸菌在欧洲最为普遍和丰富，在亚洲和北美较少，在中国和非西化人群中几乎不存在。Lb.casei/paracasei (8.0%)、Lb. delbrueckii (6.6%)和Lb. rhamnosus (7.1%)在欧洲人群中普遍率较高(p<0.05)。非食物乳酸杆菌在欧洲并不普遍。在非洲、中国和南美洲，Lb. mucosae显示出较高的普遍率（>10%），在全球范围内丰度相当。Lb. ruminis在非西化人群中存在更高的普遍率，而在中国人群中，Lb.salivarius的存在有显著性差异(p<0.01)。在其他属中，除中国（1.7%）外，Lc. lactis在全球范围内普遍率都很高（从非洲的11.5%到南美的44.4%）。嗜热链球菌在亚洲（41.5%）、欧洲（39.6%）和北美（28.1%）的普遍率很高，但在中国（5.6%）和非西化人群（3%）中的普遍率要低得多。
4 食物中的LAB物种只与肠道中的部分物种相匹配
通过整合从9445个人类基因组重建的基因组和在这项工作中生成、收集和保存的303个食品基因组，文中建立了人类微生物组和食物中发现的微生物之间的基因组水平的联系。文中考虑了303个宏基因组样本，涵盖11个数据集（见“方法”）。文中应用了一个经验证的计算pipeline，结合单宏基因组组装、叠群和基因组质量控制，从食物宏基因组中重建新的宏基因组组装基因组（MAGs），总共生成了666份食品MAGs(完整性> 50%，污染< 5%)。这些来自食物的MAGs与文中从9445个人类基因组中提取的154723个MAGs，以及193078个参考基因组使用相同的组装pipeline整合在一起。基于全基因组核苷酸相似度估计，在物种水平基因组箱(SGBs)中，以5%的遗传距离聚集了总共348,467个基因组。这666个食物MAGs被分为171个SGBs(补充数据5和6)，文中将根据它们在食品样本和人类肠道中的出现情况进行讨论(图2a, b)。
大部分食物MAGs(349,52.4%)属于同样在人类肠道中发现的SGBs，其中265个与之前讨论的30个LAB物种中的20个相关(图2a顶部图和补充图5)。从食物来源重建最多的物种是Lc. lactis (N = 90 MAGs)，从奶酪中提取了86 MAGs。60份MAGs与嗜热链球菌相关，其中大部分是从奶酪和酸奶中重建的，另外5份基因组是从不同的发酵食品中提取的，如wagashi、ryazhenka和labne。文中还提取了四种Lb. mucosae，是典型的非食品微生物，通常存在于猪或其他动物的肠道中。
文中鉴定出另外17个非LAB的SGBs具有来自食物和人类宏基因组的MAGs，共计84个食物MAGs(12.6%;图2a底板)，跨越三个门(即放线菌门、厚壁菌门和变形菌门)。其中一些可能是食物链中的微生物污染物，可能来源包括动物、饲料和土壤。MAGs最多的SGB（N=16）含有Streptococcus equinus和Streptococcusinfantarius基因组，这两种细菌通常存在于瘤胃中，但偶尔也会被人类感染，文中在非洲的发酵食品中发现了这两种细菌。
大多数食品SGBs (171个中134个)，占317个MAGs(47.6%)总数的一半，与人类MAGs没有重叠，可能代表无法到达结肠或以在人类肠道中的低普遍率和丰度的物种(图2b)。其中，71个SGBs(53.0%；包含225个MAGs)含有至少一个参考基因组(kSGBs;图2b左面板)。最普遍的食品特异性物种是Brevibacterium linens(24 MAGs)，由多种奶酪类型重建而成。Lc.lactis subsp.cremoris 在食物和人类宏基因组中普遍存在，Lactococcus raffinolactis亚种仅在食物宏体细胞中检测到。
在不与人类MAGs重叠的134个SGBs中，有63个SGBs (47%;包含92MAGs) 在没有任何参考基因组的情况下从食物宏基因组重建组成。这些代表了目前在公共资源库中没有出现的新物种(图2b右面板)，其中只有12个被指定为已知属，应该作为基于培养分析的目标。在本研究中重建的基因组和文中公开的SGBs(见“方法”)促进了更深入的比较基因组学分析。
5 比较基因组学提示肠道菌株的食物来源
在现有的MAGs和参考基因组中，文中对之前描述的348,467个基因组进行了比较基因组分析，这些基因组包括193078个参考基因组、154723个人类MAGs和666个食物MAGs。为了便于比较分析，文中检索并整理了所有基因组的来源类型，并将MAGs和参考基因组分为三类：人类、食物和其他。缺少此信息的基因组被标记为NA（7.9%的基因组；图2c、补充图6和补充数据7）。
总的来说，三分之二的参考基因组来自食物（43.8%）和人类（21.0%）。未从食品或人类中分离的菌株的基因组（22.8%）包括67个来自益生菌和膳食补充剂的基因组，此外还有347个主要来自动物源的基因组。不同来源的物种比例在不同物种之间存在很大差异，人类基因组的总体代表性不足，与在非西化队列中普遍存在的LAB相对应（图2c和补充图6）。这反映最近所强调的从分离物中获得的基因组对于人类微生物组中相当一部分非致病性的共生成员的总体稀缺性。令人惊讶的是，在 Lc. lactis 等普遍物种中，几乎没有来自人类样本的参考基因组。Lc.lactis（只有一个来自阴道的参考基因组和一个来自肠道的MAG）和嗜热链球菌（只有一个来自肠道的MAG）。公共资源库中缺乏良好的参考基因组，这阻碍了食品和人类菌株的比较，文中旨在通过广泛的比较基因组学分析克服这一问题。
嗜热链球菌是最常见的LAB物种，它是从基因组（243个人类和60个食品MAGs；图3a）中重建的，从分类图谱中的观察与它的高普遍率现象一致（图1）。比较基因组学，也包括44个参考基因组，没有强调食物特异性或肠道特异性亚类，表明食物可以被视为人类微生物群中该物种的主要来源。嗜热链球菌在食物和人类来源上似乎也是一个基因相当多样化的物种，其MAGs是从富含特定分支的亚洲肠道宏基因组重建而来（分支a，图3a，p<1e-10）。Lb.delbrueckii 在肠道中并不普遍，在人类样本中发现的仅有两个是subsp.Lactis和subsp. bulgaricus (图4)。这两个亚种的人类MAGs与食物MAGs聚集在一起,再次表明食物是这个物种在肠道中最有可能的来源。
Lc. lactis （N=90，图3b）的食物MAGs数量最多，文中这里指的是subsp. lactis，而subsp. lactis与12种食物MAGs有关，但从未从人类基因组中重建。lactis形成了两个不同的簇，包括食物和人类基因组。第一组包括63%的基因组，显示出整体的低多样性（最近的基因组对之间的遗传距离小于0.8%），包括所有与奶酪和乳制品发酵有关的食物基因组。第二组更多样化，主要是环境和生蔬菜产品，包括来自人类皮肤的MAG和三个来自非西化队列肠道的MAGs。这样的结果突出了对食物-肠道轴进行菌株水平分析的总体重要性，这里通过鉴定人类肠道中与不同食物来源相关的两个主要类群来描述。（一种来自奶酪和乳制品发酵，另一种来自环境和生蔬菜产品)。这些菌群的菌株很可能具有不同的功能特性和与宿主的潜在相互作用，值得在今后的研究中加以研究。
标记为 Lb.casei/paracasei的SGB 7142 (N = 216，图4c)包含同时鉴定为Lb. casei和Lb.paracasei参考基因组，正如最近强调的，它们可以互换使用。在合并的物种中，文中发现了两个主要的集群，它们都出现在食物和人类样本上。主要的类群包含86%的可用基因组，包括所有的膳食补充剂菌株和大多数的人类MAGs(86%)。与它的低丰度一致(图1)，只有七个参考基因组和一个MAG是人类样本中重建的 (图4 d)。文中鉴定了三个主要的亚种，都存在于食物和人类中。其中一组包含了所有的膳食补充剂菌株，而来自食物的基因组主要分布在其他两组。
所有这些都属于与subsp.plantarum相关的主簇(占总基因组的96%)。一个单独的集群被确定为argentoratensis亚种，食物和人体内均有发现，但从未从基因组中重建。在同一个SGB中也观察到多个亚种的出现，在另外8个LAB菌种即Lb. brevis,Lb.fermentum, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus reuteri, Lb.sakei,L.lactis,L. mesenteroides,和W.cibaria（补充图7）。另一方面，Lc.garvieae被传播到两个不同的SGB中，一个包括来自西化和非西化人群的MAGs，另一个仅来自非西化人群（补充图7）。从食品样本中没有收集到Lactobacillus crispatus, Lb. gasseri, Lactobacillus jensenii, Lb.ruminis,和Lb.salivarius的基因组（不包括从绞碎牛肉中提取的单一分离物）。非食物物种Lb. ruminis和 Lb. salivarius在肠道中非常普遍，分别有145和42个MAGs重建于人类基因组中（补充图7）。对于这两个物种，从肠道中提取的分离物和MAGs与从其他动物微生物中提取的基因组不同，这表明这些物种在人类肠道的长期存在。
6 非人类灵长类动物的LAB的出现受圈养的影响
文中最后考虑了一组203个非人类灵长类动物（NHPs）的肠道基因组，这些基因组是最近用本研究中使用的相同管道检索、整理和处理的。它包括来自五大洲14个不同国家的22种寄主。在2985个重组MAGs中，文中发现只有46个（1.6%）被归为乳酸杆菌类（补充数据8），这表明NHP肠道微生物组中LAB的普遍性和丰度较低。文中发现从野生NHPs中提取的MAGs和从圈养NHPs中提取的MAGs之间有很大的差异。野生NHPs生成29个MAGs，其中66%的细菌与新物种有关，这些新物种既没有在公共库中找到，也没有在人类宏基因组中发现，因此很可能代表了NHP肠道微生物组中所特有的细菌。10个MAGs与kSGBs有关联，其中只有5个属于LAB物种，也存在于人类肠道基因组中，如Lc.garvieae（N=3），Lc.lactis和W. cibaria。比较基因组学分析强调，NHPs中包涵的菌株与从人类微生物组重建的菌株有很大不同（补充图8）。有趣的是，Lc. garvieae的三个MAGs在核苷酸的同一性方面，garvieae更类似于在非西化人群中发现的菌株。未从野生NHPs中提取到乳酸菌的MAGs。在NHPs中发现的Lb. reuteri和Lb. silvarius菌株与从人类和食物中提取的菌株不同，提示可能的宿主适应机制。相反，在其他物种中观察到NHPs、人类和食物MAGs之间有更强的重叠，这可能与由于圈养的NHPs暴露在类人环境和食物中有关。
讨论
在这项研究中，文中证明食物可能是人体肠道微生物组中LAB的主要来源。这是通过进行大规模的荟萃分析完成的，该荟萃分析整合了来自人类和食物的近万个基因组的分类学概况分析和比较基因组，以及来自公共资源库的参考基因组。文中将分析的重点放在了30种在人体肠道中显示LAB普遍率高于0.1％的LAB，这主要引向了潜在食物来源的物种，包括益生菌补品中出现的LAB，以及非食物来源的物种如Lb. mucosae, Lb.ruminis, 和 Lb. salivarius。基因组学比较表明，食物和肠道微生物组中都存在密切相关的菌株。尽管这些证据并未排除肠道中可能存在其他乳酸菌菌株的可能性，但文中认为，发酵食品是自然界中乳酸菌的主要来源。文中的结果支持以下假设：食物是肠道中乳酸菌的主要微生物组来源。虽然文中考虑了目前可用的分类命名法，但最近提出了将乳酸杆菌属实质性地重新分类为25个新属，包括目前的乳酸杆菌属。新的乳杆菌属只包括了属于 Lb.delbrueckii 类群的物种。
从普遍率和相对丰度来看，文中发现肠道中的乳酸菌总量有限。但是，一些物种表现出不可忽略的贡献，值得关注可能的益生菌潜力。在人类样品中不同LAB物种的普遍率和相对丰度之间没有明显的相关性。最普遍的LAB物种是嗜热链球菌。它作为肠道微生物组成员的作用受到质疑。然而，视它为一种候选益生菌的机制和代谢特征已经过研究和辩论，特别是在抵抗胃肠障碍和潜在的积极健康影响方面。除了被广泛用作酸奶生产的两个LAB之一，嗜热链球菌也用于许多以嗜热发酵为特征的奶酪的发酵剂。通过奶酪和酸奶的摄入持续暴露于嗜热链球菌可能是其在人体肠道样品中普遍存在的一种解释。
文中在肠道中发现了Lc的普遍率显著。乳酸菌广泛存在于中温发酵生产的奶酪中。尽管它被认为是肠道群落中的一个过渡成员，但在酪乳消费者中发现了该物种的水平较高。此外，已证明乳酸乳球菌菌株可抵抗胃肠道压力，该种认为可通过产生抗梭菌的细菌素产生抗菌活性，从而具有健康益处，可增强免疫系统，并可能被用作一种抗菌活性的有益特性载体。
LAB在人类肠道中的普遍程度受到生活方式很大的影响，这里的生活方式是指可能的发酵食品的消费，这是特定地理区域的特征。不幸的是，无法获得基因组数据与饮食模式的直接关联，因为无法获得记录所考虑的人类公共队列系统的饮食记录。最近在美国肠道菌群中发现肠道微生物组与植物发酵食品的消费量之间存在微小的关联。一些乳酸菌与发酵植物食品的消费者有关，其中包括Lb. acidophilus, Lb. brevis, Lactobacillus kefiranofaciens,Lactobacillus parabuchneri, Lb. helveticus, 和 Lb. sakei。有趣的是，作者着重指出LAB的粪便检测可能是一种有用的工具，来验证自我报告的有关发酵食品消费的饮食信息的可靠性。
在文中的研究中，广泛存在于乳制品和酸奶中的LAB菌种，如嗜热链球菌和乳酸菌，在西方化人群中更为普遍，而异发酵的Leuconostoc和Weissella可能是生蔬菜的附生微生物组的一部分，发酵蔬菜和谷类发酵食品在非西方化人群中更为常见。文中可以推测，这种模式与特定地理区域的饮食习惯有关。例如，对生植物和植物发酵食品消费较高的非西方化人群富含异发酵球菌。在中国的多个队列中，乳酸菌和嗜热链球菌反映了乳制品的消费量较低。
文中通过整合来自人类，食物和环境来源的参考基因组和MAG，文中进行了广泛的基因组比较分析。以前，即使对于嗜热链球菌和乳酸菌等常见物种，由于公共资源库中缺乏人类来源的参考基因组而不能进行。文中发现食物和肠道来源的基因组有重叠，这再次表明食物是人类肠道实验室的主要来源。为此，文中进行了初步分析，以评估食物和肠源之间菌株功能潜在差异，由于本研究中重建了大量MAGs文中仅限于乳酸菌和嗜热链球菌。文中发现在去除编码未知功能或在食物和肠道中出现冗余的基因后，Lc.lactis和嗜热链球菌分别是266个(食品中247个)和323个(食品中275个)差异基因(p< 0.05)，（不同的糖代谢基因在补充数据9中列出）。但是，这种差异并不意味着食物和肠道基因组之间潜在的显着功能差异，这与图3所示的比较基因组学和系统发育结果一致。同时，文中发现这两个物种的肠道基因组中未注释基因增加了，这与公共资源库中人源参考基因组的匮乏相符。这可能反映了在人类肠道中发现的菌株的进一步差异，由于现有的功能数据库不完整，这些差异目前尚未得到探索。功能上的差异表明食物LAB可能适合肠道环境。然而，这种适应机制不可能发生在属于暂时微生物组的菌株中，而且只能发生在那些更稳定地定植肠道的LAB中。这就需要进行新的分析，重点从肠道中分离这些微生物，并根据其表型特征进行更深入的功能表征。在典型的非食物源性物种如Lb. ruminis 和Lb. salivarius.中观察到不同的模式。将人类基因组与其他环境中发现的包括动物微生物组的基因组进行比较，文中发现这些物种对人类肠道有很强的适应性，这表明这些物种对人类宿主更具特异性和持久性(补充图7)。
某些经过分析的LAB表现出人类和食物基因组簇的不同群体，这表明肠道中可能存在来自不同食物来源的不同菌株。例如，从肠道重建的Lb.delbrueckii的基因组似乎聚在与亚种相关的两个主要类群中，subsp.bulgaricus 和 subsp. lactis，分别是实验室酸奶和奶酪的代表。Lb. rhamnosus中也发现了多个亚群，只有17%的重组人MAGs与主要用于益生菌补充剂的GG菌株相对应。由于罗伊氏菌具有益生菌的潜力，因此已被广泛研究。但是，它们在人类肠道中较低的普遍率和丰度表明，他们不太可能是肠道菌群的长期定殖菌。然而，文中仅使用粪便样本作为肠道微生物组的代表，而此类菌种可能更紧密地粘附于肠道上皮，因此在粪便标本中检测不到。
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