你有没有过这样的困惑:为什么有人胡吃海塞依然肠胃舒畅,有人稍微吃点辣的就开始翻江倒海?为什么有人喝牛奶安然无恙,有人一碰乳制品就胀气难受?这些差异,可能不仅仅是你吃错了东西,更可能是你的基因早就给你的肠道菌群写好了一份"用户手册"。我们每个人的肠道里住着大约100万亿个微生物,这个数字是人体自身细胞的10倍;这些"房客"的总重量能达到1.5公斤,相当于一个成年人的肝脏大小,其所携带的基因数量更是惊人—超过330万个,而人类自身的基因只有区区2.5万个左右;换句话说,从基因数量上看,我们身体里99%的"自己"其实是微生物。
近年来,肠道菌群已经成为生物医学领域最炙手可热的话题之一,有研究发现,这些小小的微生物与肥胖、糖尿病、炎症性肠病、甚至抑郁症和帕金森病都脱不了干系。但一个根本性的问题一直困扰着科学家:到底是我们的基因决定了肠道里住着哪些菌,还是后天吃什么、住哪里、跟谁一起生活才是主导因素?
近日,一篇发表在国际杂志Nature Genetics上题为“Genome-wide association analyses highlight the role of the intestinal molecular environment in human gut microbiota variation”的研究报告中,来自瑞典乌普萨拉大学等机构的科学家们通过研究给出了迄今为止最全面的答案;他们在两项协同进行的大规模研究中,分析了超过28000人的基因组数据和肠道菌群数据,首次绘制出了人类基因组与肠道微生物组之间的"联络图"。
这项研究堪称"海量",研究者整合了瑞典四个基于人群的研究数据,涵盖16017名成年人,并在挪威HUNT研究中另外纳入12652人进行验证。通过对这些参与者的粪便样本进行宏基因组测序,研究人员就能精确识别每个人肠道中携带的数百种细菌种类及其功能。结果令人振奋,研究人员在11个人类基因组区域中发现了与肠道菌群组成密切相关的遗传变异。在此之前,科学家们只能确定两个这样的区域—LCT和ABO血型基因,而这一次,这个名单被大幅扩充了。
这11个基因区域并非随机分布,它们大多与胃肠道的核心功能密切相关。比如OR51E1-OR51E2基因座,其编码的蛋白质能够感知微生物产生的脂肪酸,这个发现很有意思—你的肠道细胞专门配备了"传感器"来监听细菌在干什么,然后根据情报调整自己的行为。如果你的这个传感器基因有变异,可能就意味着你对肠道细菌的"语言"听不太清楚。另一个有趣的发现是MUC12基因,其负责编码肠道黏液层中的一种关键蛋白质。肠道黏液层就像一层保护膜,既能防止细菌直接接触肠道上皮细胞,又为某些特定细菌提供了栖息地。MUC12基因的变异会影响这层保护膜的结构和功能,进而改变整个肠道生态系统。
此外,研究人员还确认了此前发现的ABO血型基因与肠道菌群的关联,我们都知道,ABO血型决定你能接受哪种血液,但你可能不知道,这些血型抗原也存在于肠道细胞表面,其会成为某些细菌的"落脚点",A型血的人肠道里可能住着与B型血的人不同的菌群组合。更值得注意的是,研究人员发现,这11个基因区域中有好几个与疾病风险存在关联,比如,某些与肠道菌群相关的基因变异同时也与乳糜泻(麸质不耐受)、痔疮和心血管疾病的风险有关,这就提供了一个重要线索:基因可能通过影响肠道菌群的组成间接影响了这些疾病的发生风险。
研究者表示,我们看到了这些基因变异与疾病风险之间的清晰联系,这就表明,肠道菌群组成的变化可能是连接遗传风险与健康问题的一座桥梁。这项研究的亮点在于其规模和严谨性——通过对近3万人的数据进行全基因组关联分析,并在一万多人的独立队列中进行验证,研究结果的可靠性大大增强。研究人员还结合了代谢组学和基因表达分析,进一步支持他们的发现,比如他们发现某些基因变异会影响胆汁酸的组成,而胆汁酸恰好是调节肠道菌群的重要因素之一。
各项研究中参与者的特征及微生物组组成
当然,这项研究也有一定的局限性,比如目前的发现主要基于瑞典和挪威的北欧人群,是否适用于其他种族和地区的人群还需要进一步验证。此外,虽然找到了11个相关基因区域,但它们对肠道菌群的整体影响相对有限。据估计,遗传因素可能只能解释肠道菌群变异的5%到10%,这意味着,饮食、药物、生活方式等环境因素仍然是塑造我们肠道生态的主力军。
但这个"5%到10%"恰恰是这项研究最吸引人的地方,它告诉我们,尽管我们无法改变自己的基因,但每个人确实从父母那里继承了一个独特的"肠道菌群蓝图",这个蓝图决定了我们的肠道生态系统在面临同样饮食和环境时会做出怎样的反应;有些人天生更容易从一杯酸奶中受益,有些人则可能需要更谨慎地选择益生菌。研究者指出,我们对于基因在肠道菌群中扮演的角色,现在有了更深入的理解,研究中所发现的一些基因关联涉及到非常具体的生物学机制,比如肠道细胞表面有哪些分子可以作为细菌的食物,以及肠道如何对细菌产生的分子做出反应。
这项研究还建立起了世界上最大的肠道菌群生物样本库之一,为未来的研究提供了宝贵资源。随着样本量的进一步扩大和分析技术的不断进步,研究人员或许就能绘制出更精细的基因-菌群互动地图,最终实现为每个人量身定制基于肠道菌群的个性化健康管理方案。(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Dekkers, K.F., Pertiwi, K., Baldanzi, G. et al. Genome-wide association analyses highlight the role of the intestinal molecular environment in human gut microbiota variation. Nat Genet (2026). doi:10.1038/s41588-026-02512-2