宝宝的肠道里爬满了未知的病毒

　　COPSAC和哥本哈根大学的一项研究显示，一岁健康儿童肠道病毒的多样性很高，包括10,000种病毒，可能在预防慢性疾病方面发挥关键作用。这些发现强调了了解这些病毒对微生物组和免疫系统发育影响的重要性。

　　

婴儿的肠道里有超过200个以前不为人知的病毒家族。这个庞大的数字让哥本哈根大学和COPSAC的研究人员感到惊讶，他们仔细研究了647名丹麦婴儿的尿布，并绘制了第一张此类地图。这些病毒很可能在保护儿童远离慢性疾病方面发挥重要作用。

病毒通常与疾病有关。但我们的身体充满了细菌和病毒，它们在我们的胃肠道中不断增殖并相互作用。虽然几十年来我们已经知道，幼儿体内的肠道细菌对于保护他们在以后的生活中免受慢性疾病的影响至关重要，但我们对其中发现的许多病毒的了解却很少。

几年前，这让哥本哈根大学教授Dennis Sandris Nielsen萌生了深入研究这个问题的想法。因此，来自COPSAC(哥本哈根儿童哮喘前瞻性研究)和UCPH食品科学系的一组研究人员，以及其他研究人员，花了五年时间研究了647名健康的一岁丹麦儿童的尿布。“我们在这些婴儿的粪便中发现了大量未知病毒。不仅是数千种新病毒，而且令我们惊讶的是，这些病毒代表了200多个尚未被描述的病毒家族。这意味着，从生命的早期开始，健康的儿童就在肠道病毒的极端多样性中摇摆不定，这可能对他们以后是否会患上各种疾病产生重大影响，现在文章发表在《Nature Microbiology》上。

利用这647名健康的一岁丹麦儿童，研究人员绘制了肠道“病毒组”。“病毒组”是在特定环境中发现的所有病毒的总称。这既包括攻击细菌的病毒(噬菌体)，也包括攻击人类细胞的病毒(真核病毒)。这647名婴儿都是哥本哈根儿童哮喘前瞻性研究(COPSAC2010)的母婴队列的一部分，该研究在COPSAC的整个儿童时期都受到密切的临床跟踪。孩子们现在已经13岁了。

关于噬菌体   

噬菌体通常有两种类型。强毒性噬菌体接管细菌，并在其内部产生30-100个新的病毒颗粒。在此之后，细菌细胞从内部爆炸，新的病毒颗粒逃逸到环境中。致命的噬菌体有助于保持肠道生态系统的平衡。

温和噬菌体可以通过将它们的遗传物质整合到宿主细菌细胞的基因组中来繁殖。当细胞分裂时，噬菌体也分裂。温和噬菌体有助于将新基因转移到细菌中，使其更具竞争力。然而，也有研究表明，温和噬菌体种群的失衡与各种疾病有关，如炎症性肠病。

关于病毒

• 病毒是一种微生物，由包裹在蛋白质膜中的基因组(DNA或RNA)组成。病毒不能独自繁殖。相反，病毒攻击宿主细胞，利用宿主细胞复制自己。

• 病毒被划分为病毒科，然后又分为更多的病毒属和病毒种。

研究人员在这些儿童的粪便中发现并绘制了总共10,000种病毒的图谱，这一数字是同一儿童体内细菌种类数量的十倍。这些病毒种类分布在248个不同的病毒科中，其中只有16个是以前已知的。研究人员将剩下的232个未知病毒家族以儿童的尿布命名，这些儿童的尿布使这项研究成为可能。因此，新的病毒科包括Sylvesterviridae、Rigmorviridae和Tristanviridae。

细菌病毒是我们的盟友

“这是第一次对肠道病毒多样性进行如此系统的概述。它为发现病毒对我们的微生物群和免疫系统发展的重要性提供了一个全新的基础。我们的假设是，由于免疫系统还没有学会在一岁时将小麦和谷壳分开，出现了异常高的肠道病毒物种丰富度，可能需要它来预防以后的慢性疾病，如哮喘和糖尿病，”COPSAC的第一作者和高级研究员Shiraz Shah说。

研究人员发现的病毒中90%是细菌病毒，被称为噬菌体。这些病毒以细菌为宿主，不会攻击儿童自身的细胞，这意味着它们不会引起疾病。假设噬菌体主要是作为盟友:

“我们的工作假设是噬菌体主要负责塑造细菌群落及其在肠道系统中的功能。一些噬菌体可以通过将自己的基因组整合到细菌的基因组中，为宿主细菌提供使其更具竞争力的特性。当这种情况发生时，噬菌体可以增加细菌吸收各种碳水化合物的能力，从而使细菌代谢更多的东西，”Dennis Sandris Nielsen教授说。“噬菌体似乎也有助于通过控制单个细菌种群来保持肠道微生物组的平衡，这确保了生态系统中不会有太多的单一细菌物种。这有点像大草原上的狮子和瞪羚。”        

Shiraz Shah补充道:“以前，研究界主要关注细菌在健康和疾病方面的作用。但病毒是凳子的第三条腿，我们需要更多地了解它们。病毒、细菌和免疫系统很可能在某种平衡中相互作用并相互影响。这种关系的任何失衡都有可能增加患慢性疾病的风险。”

在儿童体内发现的剩余10%的病毒是真核生物细胞为宿主。这些可能是我们的朋友，也可能是我们的敌人:

“令人深思的是，所有儿童都携带着10-20种感染人类细胞的病毒类型。所以，有一个持续的病毒感染正在发生，这显然不会让他们生病。我们只是对真正起作用的是什么知之甚少。我猜它们对训练我们的免疫系统识别感染很重要。但也可能是我们尚未发现的疾病的风险因素，”Dennis Sandris Nielsen说。

能否在炎症性疾病中发挥重要作用

研究人员尚未发现一岁儿童体内的许多病毒是从哪里来的。到目前为止，他们最好的答案是环境:“在我们出生之前，我们的肠道是无菌的。在出生时，我们会接触到来自母亲和环境的细菌。一些最初的病毒很可能是随着这些最初的细菌而来的，而其他许多病毒是后来通过脏手指、宠物、孩子放进嘴里的污垢和环境中的其他东西引入的，”Dennis Sandris Nielsen教授说。

正如Shiraz Shah所指出的，整个研究领域都在谈论一个巨大的全球健康问题:“大量研究表明，我们所熟悉的大多数慢性疾病——从关节炎到抑郁症——都有炎症成分。也就是说，免疫系统没有像它应该的那样工作——这可能是因为它没有得到适当的训练。所以，如果我们更多地了解细菌和病毒在训练有素的免疫系统中所扮演的角色，就有希望使我们能够避免目前折磨许多人的许多慢性疾病。”

研究小组已经开始调查肠道病毒在儿童时期发生的一些不同疾病(如哮喘和多动症)中的作用。

参考:“Expanding known viral diversity in the healthy infant gut” by Shiraz A. Shah, Ling Deng, Jonathan Thorsen, Anders G. Pedersen, Mo?ra B. Dion, Josué L. Castro-Mejía, Ronalds Silins, Fie O. Romme, Romain Sausset, Leon E. Jessen, Eric Olo Ndela, Mathis Hjelms?, Morten A. Rasmussen, Tamsin A. Redgwell, Cristina Leal Rodríguez, Gisle Vestergaard, Yichang Zhang, Bo Chawes, Klaus B?nnelykke, S?ren J. S?rensen, Hans Bisgaard, Francois Enault, Jakob Stokholm, Sylvain Moineau, Marie-Agnès Petit and Dennis S. Nielsen, 10 April 2023, Nature Microbiology.