腸道微生物群是一個非常複雜的微生物生態係統。近年來，我們對人類的腸道微生物群產生了越來越濃厚的興趣。這些微生物除了能幫助我們消化食物，還在人類的健康和發育中都起到了非常重要的作用。比如它們能保護我們免受致病菌的侵害，調節我們的心理健康，在我們的孩童時期為我們的免疫係統做好準備，並在成年後一直發揮免疫調節的作用。
然而，一個經常被忽視的事實是，病毒在腸道微生物組中有著非常豐富的含量，並且它們與人類的多種疾病息息相關。最近，一項於發表在《自然
– 微生物學》雜誌上的新研究通過分析人類糞便，確認了 5 萬多種生活在人類腸道中的病毒。
當說起病毒時，我們大多時候聯想到的都會是那些能感染細胞的微生物，如腮腺病毒、麻疹病毒或仍在肆虐的
SARS-CoV-2。在新研究中，研究人員采用了一種被稱為宏基因組學的方法來獲得腸道微生物的基因藍圖。這種技術可以直接從環境中直接提取
DNA，並對其隨機排序，讓我們對環境中存在的東西和它們可能正在做什麽有一個大致的了解。
利用這種技術，他們挖掘了 11,810 個公開的來自 24 個不同國家的人身上的糞便宏基因組，對其中代表著 54118
個不同的病毒種類的 189,680 個病毒基因組進行了測序。結果發現，在如此眾多的病毒中，有 92%
都是未知的，它們總共能編碼超過 45 萬種不同的蛋白質。另外，他們還發現在這些病毒中，有超過 75%
的是噬菌體。噬菌體是一些可以 ” 吃掉 ”
細菌，而不攻擊人體細胞的病毒。換句話說，在我們的腸道中，還有大量的病毒是以生活在那裏的其他微生物為目標的。
他們還發現這些噬菌體的一個最常見功能是多樣性生成逆轉錄元件（DGR），這是一類能使特定目標基因發生突變，以產生有利於宿主的變異的遺傳因子。有意思的是，研究人員發現有
1/3 的最常見病毒所編碼的蛋白質具有未知的功能，包括超過 11000 個與能使細菌對青黴素等抗生素產生耐藥性的 β –
內酰胺酶相關的基因。
確定了噬菌體後，研究人員接著將它們與它們的微生物宿主連接起來。CRISPR
以其在基因編輯中的許多應用而聞名，它自身就是一種細菌免疫係統，可以 ” 記住 ”
過去的病毒感染，並防止它們再次發生。它們通過複製入侵病毒的片段並將其存儲到自己的基因組中，然後利用這些片段，它們就能當在未來遭遇這些病毒的攻擊時而對其進行精準摧毀。
利用過去的一些攻擊記錄，研究人員將許多病毒序列與它們在腸道生態係統中的宿主聯係了起來，並得到了意料之中的結果，腸道中豐富的病毒種類與豐富的細菌種類有關，大部分都屬於厚壁菌門和擬杆菌門。
在深入調查了這些病毒的亞種後，研究人員發現一些病毒根據糞便樣本所來自的國家顯示出了驚人的地理性分布。比如一種被描述於
2014 年的名為 crAssphage
的病毒亞種就在亞洲非常普遍，但在歐洲和北美的樣本中則很少見或根本不存在。研究人員推測，這種情況可能是由這些病毒在特定人群中的局部擴張而導致的。
那麽這些新的信息能給我們帶來什麽啟示呢？腸道病毒及其宿主的一個很有前景的應用是噬菌體療法。噬菌體療法是一個早在抗生素出現之前就已經存在的古老概念，在這個概念中，病毒被用來有選擇性地攻擊細菌病原體來治療感染。
一直以來，科學家常常討論通過飲食幹預、益生菌、益生元甚至 ” 糞便菌群移植 ”
來修改人們的腸道微生物群，以改善個人健康。噬菌體療法或許是對這一目標的一個有效補充，它能通過增加物種甚至亞種水平的微生物組來進行精確的操控。噬菌體療法還可以對腸道中的一些非致病菌種群進行更精細的控製。腸道病毒的完整概要是實現這些應用目標的第一步。
然而，值得強調的是，雖然人類的腸道是目前地球上被研究得最為充分的微生物生態係統。但在那裏生活的 70%
以上的微生物物種還沒有在實驗室中培育生長過。新的數據預測表明，研究人員隻調查了腸道病毒多樣性的一小部分。要對人體腸道中的所有微生物進行分類和分離，我們還有一段很長的路要走。
華客新聞 | 時事與歷史：新發現5萬多種病毒，其中92%是未知的