长期以来人们对肠道菌群的研究大多停留在种水平。然而同一个细菌物种内部也存在着巨大的多样性这些差异可能导致它们在功能上千差万别。如何在亚种水平分析肠道微生态近日一篇发表在《Cell Host Microbe》的文章开发了一个综合性人类肠道微生物群亚种目录——HuMSubHuman Gut Microbiota Subspecies。通过一种创新的方法将细菌基因组聚类定义了稳定的“操作亚种单位”OSUs为我们提供了一张前所未有的肠道菌群“精细地图”。一起来看这张“精细地图”的应用。HuMSub的构建从人类肠道细菌基因组目录HumGut中获取初始基因组。使用GUNC和BUSCO等工具进行严格的基因组质量过滤去除污染和不完整的基因组。亚种定义OSU利用sourmash工具对基因组的编码序列进行初步计算然后基于蛋白质序列的ANI进行无监督聚类定义了 “操作亚种单位”OSU。这种方法侧重于可能产生表型差异的编码序列变异。研究团队进一步开发了Panhashome技术一种基于基因组草图的快速量化方法。它不仅能迅速识别和量化肠道中的亚种和物种还能精准找出那些驱动种内变异的关键基因。图1 HuMSub目录中的亚种在细菌领域中普遍存在HuMSub的应用研究人员将亚种层面的数据应用于结直肠癌CRC的研究中结果令人“惊喜”更精准的关联有些亚种与CRC显著相关而它们的“兄弟亚种”或亲本物种却没有任何关联。仅仅关注物种层面可能会错过许多重要的疾病信号超越物种的预测力基于亚种的机器学习算法在预测CRC方面表现始终优于传统的物种层面方法。在模拟真实世界的场景中亚种层面的模型预测准确率AUROC中位数高达0.838远超物种层面的0.785发现潜在机制通过比较不同亚种的基因差异研究人员能深入探究疾病发生的分子机制。例如他们发现与CRC相关的Ruthenibacterium lactatiformans 001003亚种其非相关同源亚种因基因变异失去了产生维生素B12的能力。而高水平的维生素B12与CRC的进展密切相关这为我们理解CRC的发生发展提供了新的视角。图2亚种能更好地预测结直肠癌思考与讨论亚种是解开肠道菌群与健康疾病之间复杂关系的关键。在研究肠道菌群与健康疾病的关系时我们需要将分析的“放大镜”聚焦到更高的分辨率——亚种层面。亚种携带的隐含信息是物种层面无法捕捉到的而这些信息对理解疾病的发生发展以及开发新的诊断和治疗方法至关重要。凌恩生物根据该文献提供的方法推出人类粪便宏基因组高级分析——亚种水平的物种注释帮助您迅速识别和量化肠道中的亚种和物种还能精准找出那些驱动种内变异的关键基因。参考文献Subspecies of the human gutmicrobiota carryimplicit information for in-depth microbiomeresearch.Cell Host Microbe,2025.原文链接Doi.org/10.1016/j.chom.2025.07.015