与人体肠道微生物的数百万个基因相比，组成人类基因组的两万多个基因往往相形失色。此前研究发现，肠道微生物与肥胖、糖尿病、心脏病，甚至神经紊乱和癌症等疾病存在着千丝万缕的联系。近年来，全世界科学家一直在对各种肠道微生物进行分类，并探索这些微生物与疾病的关系。但近日发表于《自然》杂志的一篇论文则提出了一个新的问题：为何相同的微生物在不同个体中会有不同的表现？

与人类基因组不同，肠道微生物基因组从诞生起就不是固定的。在发展过程中，肠道微生物往往会丢失部分基因，或与其他微生物进行基因交换，从环境中获得新的基因。因此，对看似相同的细菌基因组进行比较则会发现很多DNA序列差异。在这项最新研究中，科学家发现，即使是很微小的结构变异，也能转化为微生物与人类宿主互作方式的巨大差异，带来显著的表型变化。一种变异可能导致良性与致病性的差异，也可能使细菌对抗生素产生不同的耐药性。

在这项研究中，以色列魏兹曼科学院的研究团队对近900名健康个体进行了宏基因组测序，并开发了一种能够系统识别人类肠道微生物组结构变异的算法。利用这种算法，研究团队从56种肠道微生物中识别出7,000多种变异。接下来，研究团队与荷兰格罗宁根大学的研究人员进行合作，并在一组荷兰受试者的微生物组中寻找了这些变异。他们发现，尽管两组个体在基因和生活方式上存在差异，但他们在以色列研究对象中发现的大部分结构变异也能在荷兰人群中找到。

接下来，研究团队对其发现的结构变异是否与健康或疾病有关进行了探索。他们发现，超过100多种结构变异与疾病风险相关。其中许多风险关联也在荷兰人群队列中得到了验证。例如，某些具有特定微生物基因组结构变异的个体，平均体重要比有具有相同肠道微生物，但无变异的个体瘦6公斤，腰围也小4厘米。研究团队分析这种基因变异的编码能力后发现，这些变异赋予了细菌将某些糖转化为丁酸盐的潜在能力。这可以帮助解释不同个体间的体重差异。在这，小编终于可以为体重找到新理由了：肠道微生物基因变得“不对”！

论文通讯作者Eran Segal表示：“我们表明，结构变异代表着微生物组的一个新生信息层，我们认为它与人类健康密切相关。”这一方法或将帮助研究人员准确探索人类微生物组与健康及疾病之间的联系，而这些通常会被其他方法所忽略。他还强调：“这种方法的真正潜力在于能让我们找到关联背后的实际机制。”

研究人员估计，人类肠道微生物组中可能存在成千上万种结构变异，其中数千种变异可能与疾病及疾病风险相关。由于微生物组的变化涉及如此多种不同的症状和疾病，未来，这项研究可能对寻找更好、更有针对性治疗疾病的益生菌产生深远影响。

参考资料：

1. Structural variation in the gut microbiome associates with host health

2. Gut Microbe Structural Variants Implicated in Health-Related Host Traits

3. Same microbe, different effect