今年3月Cell推出了微生物组专刊，详见下方链接。
Cell：22篇微生物文章为微生物组打Call
其中PeerBork一篇关于人类肠道微生物组关联分析的综述写的非常系统，值得广大同行精读学习。
全文余字，我将阅读笔记分享给大家，欢迎广大同行留言讨论和批评指正。
人类肠道微生物组：从关联到调控ThomasS.B.Schmidt,1JeroenRaes,2,3,andPeerBork1,4,5
德国，海德堡，EMBL结构与计算生物学实验室
比利时，鲁汶，鲁汶大学微生物与免疫系
比利时，鲁汶，VIB微生物中心
德国，伯林，亥姆霍兹联合会
德国，符兹堡大学，生物中心，生物信息系
我们对人类肠道微生物组的认识正快速积累，但这些知识的实际应用仍处于起步阶段。这篇综述讨论了将微生物组研究转化为能够给人类宿主带来特定益处的靶向调控所必需的研究类型
人类微生物组是我们这个时代最具活力的研究领域之一，并且大部分研究工作都针对蕴藏着人体大部分微生物的肠道。在过去的十年里，由于技术的快速发展，我们对居住在肠道中的生物体、功能以及它们在人类健康和疾病中的作用的理解程度大大加深。肠道微生物组的研究发展正在经历着与其他生物系统类似的几个步骤：1.零件清单(物种和功能组成)的编制；2.系统或其组件与外部因素的关联；3.功能知识的建立；4.将这些功能知识转化推广为应用。对于肠道菌群的发展，这四步体现如下：
十多年来，编制肠道微生物“零件清单”如火如荼，在原核生物领域以及属和种的水平上现在已基本完成。几项研究建立了微生物组结构和功能的基线-即物种及其基因列表-主要贡献来自MetaHIT(Li等，;Qin等，)和人类微生物组计划(HMP)(Nelson等，;人类微生物组计划联盟，)的两项大型合作努力。尽管新的多样性(特别是在亚种和菌株水平)仍在不断被发现，并且大部分微生物基因在功能描述上还不尽人意，但工业化人群中最主要谱系的普查正在接近完成(例如，Zhou等人，)。
利用这些“零件清单”，科学家们针对肠道菌群与疾病，宿主因素或更广泛的环境因素的关联进行了大量研究。随着研究范围和覆盖度的增加，这些被统称为全宏基因组关联研究(MWAS)(WangandJia，)，类似于全基因组关联分析(GWAS)。最近，MWAS已达到人口水平，因为大规模的横断面研究(Falony等，;Zhernakova等，)开始综合考虑各种宿主和环境因素对微生物组成的影响(见专栏1)。
MWAS确定的关联是具有可观察性的，这种关联可能是间接的或者被隐含变量所混淆，而且不太容易转化为因果联系。但是，对于从功能上理解一个像肠道菌群这样的复杂系统而言，就必须将“零件列表”(类似于buildingblocks)(1维)连接成网络结构(2维度)在一个空间(3维)和时间(4维)的背景下(Raes和Bork，)，这个需要适应的概念(见下文)和方法学的技术手段(见专栏2)。虽然微生物组物种的互作网络(2D)研究，即物种之间的相互作用(1D)正在进行中，但根据横断面数据进行物种相互作用的统计推断仍然具有挑战性(Weiss等人，)。原因是目前的(粪便样本)测序结果的局限性，一、大部分是非定量的(Vandeputte等，c)，二、很难反映肠道的空间组织(3D)。此外，相互作用和微生物组的功能是动态变化的，尽管迄今为止的纵向研究(时间序列)仍然很少，但单个肠道微生物和整个菌群落在时间(4D)的背景下进行研究是必要的。无论从个体(agent-level)还是从整个系统层面(multi-agentsystem)，扰动实验尤其能够研究系统的动态(系统动力学特征)。越来越多的干预研究增进了我们对肠道微生物的功能了解，但观察到的反应是放之四海而皆准还是泾渭分明，或者因人而异则不是一语可以道破的(见专栏3)。
最后，微生物组的理论价值逐渐被转化为实际应用，这意味着工作要从简单的扰动转到对微生物的调控。扰动可能引发微生物组的变化，但是其中大部分是不可预见的。靶向菌群调控，要做到尽可能的具有可预测的反应结果同时没有副作用，这需要从功能上对整个系统深入理解，但也需要一个公认的操作性定义，包括内在和与宿主相关期望的“健康”终点。
鉴于这些，我们预计微生物组调控在不久的将来将成为主要的转化投资方向，从而将建立的微生物组用于多种多样的治疗靶点。
在这篇综述中，我们将重点放在关联分析这个活跃的新兴领域(见图1)，特别是关于自然(非实验室条件innatura,notinvivo)人类肠道微生物组的研究，不太强调动物模型中体内实验的相关工作。具体而言，我们重点白颠疯图白癜风能好么