嬰兒腸道微生物群自出生起迅速建立，直接影響營養(yǎng)吸收與免疫發(fā)育。雙歧桿菌是最早定植的“先鋒”菌之一【1】。其中，長雙歧桿菌（

Bifidobacterium longum

Bifidobacterium infantis

然而在臨床應(yīng)用中，商業(yè)益生菌菌株在當代嬰兒腸道中能否穩(wěn)定定植、帶來可重復(fù)獲益仍存爭議【2】；近年其潛在安全性風(fēng)險亦引發(fā)醫(yī)療監(jiān)管部門警示【3】。問題的核心在于：全球不同地域嬰兒攜帶的雙歧桿菌是否存在系統(tǒng)性差異？市售益生菌是否真的可以“一株全球通用”？由于既往研究幾乎完全依賴源自歐美的歷史分離株與有限參考基因組，我們對當代嬰兒菌群的真實多樣性及其與宿主的共演化關(guān)系，仍缺乏全局性的系統(tǒng)認識。

2026年2月18日，英國維康桑格研究所Trevor Lawley研究團隊在Cell發(fā)表題為Genomic atlas of Bifidobacterium infantis and B. longum informs infant probiotic design的研究論文。研究整合全球48個國家逾4,000株基因組數(shù)據(jù)，構(gòu)建了規(guī)模超以往研究約15倍的嬰兒雙歧桿菌與長雙歧桿菌基因組資源庫，首次在種群尺度上呈現(xiàn)這一關(guān)鍵共生菌的全球地理分布與代謝適應(yīng)圖景。研究顯示：嬰兒雙歧桿菌在歐美國家嬰兒腸道中近乎消失，而在南亞、非洲嬰兒中極為常見且呈現(xiàn)極其豐富的遺傳多樣性；與此對照，市售嬰兒益生菌菌株譜系高度集中，難以覆蓋當代嬰兒腸道中真實存在的菌株多樣性，形成顯著“生態(tài)錯配”。研究同時鑒定并分離培養(yǎng)涵蓋全球主要地域的代表性菌株，為從“一株通用”走向“因地制宜”的下一代精準益生菌研發(fā)提供了關(guān)鍵資源與理論框架。

長期以來，全球微生物組研究樣本高度集中于歐美高收入國家，來自非洲與南亞等中低收入國家嬰兒的菌群多樣性代表性嚴重不足。為糾正這一采樣偏倚，研究團隊將兩個大型嬰兒腸道微生物隊列納入統(tǒng)一分析框架：英國出生隊列BBS【4】，以及覆蓋肯尼亞、馬拉維、布基納法索、巴基斯坦、孟加拉國、烏干達等撒哈拉以南非洲與南亞六國的CHAIN隊列。團隊對全球公開基因組數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一質(zhì)控與重分析，系統(tǒng)重建高質(zhì)量MAGs，并針對性補齊關(guān)鍵地理空白區(qū)域的菌株分離與基因組采樣。最終，非洲與南亞相關(guān)基因組樣本代表性提升約12–17倍。

盡管嬰兒雙歧桿菌與長雙歧桿菌親緣關(guān)系密切、長期在分類上被作為同一物種的不同亞種處理，但全基因組平均核苷酸一致性（ANI）與核心基因組系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，二者平均ANI為94.8%，低于95%的物種界定閾值，遺傳邊界清晰穩(wěn)定，應(yīng)界定為兩個獨立物種。在功能層面，嬰兒雙歧桿菌顯著富集母乳中多種營養(yǎng)成分的代謝通路，包括尿素（作為氮源利用）及核黃素、葉酸等B族維生素的合成與利用相關(guān)基因，而長雙歧桿菌則更多富集植物多糖代謝基因，進一步支持二者作為獨立物種的生態(tài)功能分化。在此基礎(chǔ)上，長雙歧桿菌復(fù)合群進一步劃分為三個亞種，其中新鑒定的BX亞種主要出現(xiàn)在高收入國家樣本中，與母乳、口腔等非腸道生態(tài)位來源相關(guān)。研究據(jù)此提出面向BIL復(fù)合群、以全基因組ANI為核心的宏基因組分類框架。若主流宏基因組分類工具與參考數(shù)據(jù)庫仍沿用舊體系，將在物種注釋與豐度估計中引入系統(tǒng)性偏差，影響檢出率判定與跨隊列結(jié)果的可比性。

物種邊界厘清后，基于覆蓋全球多國的4,730份出生隊列宏基因組數(shù)據(jù)，研究首次在種群分辨率上呈現(xiàn)嬰兒雙歧桿菌的地理分布圖景：在孟加拉國、肯尼亞、馬拉維等中低收入國家，該菌是0–6月齡嬰兒腸道的絕對優(yōu)勢定植菌，平均檢出率高達80%，且常呈單一優(yōu)勢狀態(tài)；而在英國及歐美工業(yè)化國家，2月齡嬰兒中檢出率僅1.6%，至6月齡仍不足21%，相對豐度中位數(shù)低于0.1%。各隊列前6個月母乳喂養(yǎng)率均超過85%，該差異無法以母乳喂養(yǎng)率解釋。研究者認為，嬰兒雙歧桿菌在西方人群中的近乎“消失”，可能與配方奶喂養(yǎng)、抗生素暴露、剖腹產(chǎn)等工業(yè)化相關(guān)環(huán)境因素有關(guān)。

與缺乏顯著地理結(jié)構(gòu)的長雙歧桿菌不同，嬰兒雙歧桿菌呈現(xiàn)出極端顯著的生物地理學(xué)分層?；诜N群結(jié)構(gòu)與全基因組關(guān)聯(lián)分析，研究首次系統(tǒng)描繪南亞、東非、西非三大中低收入國家核心譜系的獨特代謝指紋。在功能基因?qū)用妫煌瑓^(qū)域核心譜系存在穩(wěn)定差異，并伴隨與區(qū)域性主食營養(yǎng)組成相關(guān)的代謝基因富集信號：東非優(yōu)勢譜系富集維生素B2、維生素C及鉀代謝相關(guān)基因；西非優(yōu)勢譜系富集維生素B12及鎂代謝相關(guān)基因。論文將上述基因富集特征與各地區(qū)傳統(tǒng)主食相對應(yīng)——如東非的玉米、小米、苔麩，西非的福尼奧小米。這些數(shù)據(jù)表明，嬰兒雙歧桿菌與不同地域人群的斷奶期飲食結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了長期的共演化，而工業(yè)化進程帶來的飲食去傳統(tǒng)化可能正在削弱這些經(jīng)過長期演化形成的適應(yīng)性特征。

研究對全球市售嬰兒雙歧桿菌益生菌產(chǎn)品進行高精度基因組溯源，得到一項產(chǎn)業(yè)層面具有直接指向性的結(jié)果：包括EVC001、Infloran在內(nèi)的主流商業(yè)化菌株，均可追溯至20世紀50–60年代分離自德國或美國的少數(shù)幾株祖先菌株；彼此全基因組同源性達99.99–100%，屬同一克隆譜系。在無益生菌暴露史的自然人群嬰兒腸道中，幾乎檢測不到這些商業(yè)化菌株的定植信號。即使在上述高度同質(zhì)的商業(yè)化菌株基因組內(nèi)部，傳統(tǒng)被視為嬰兒雙歧桿菌標志的母乳寡糖利用基因簇亦存在缺失與結(jié)構(gòu)變異。這些結(jié)果顯示，當前商業(yè)化菌株在譜系與功能基因?qū)用娴母采w范圍極為有限；這套數(shù)十年來沿用的“歷史菌株”可能難以匹配高度個體化且地理差異顯著的嬰兒腸道生態(tài)背景，或許可以解釋其在西方出生隊列中檢出率較低、定植信號偏弱的觀察。

基于上述系統(tǒng)發(fā)育框架，研究重新設(shè)計并驗證了11組不依賴母乳寡糖位點的高特異性qPCR引物-探針系統(tǒng)。新引物對嬰兒雙歧桿菌的檢測特異性達98.4%–99.4%，交叉反應(yīng)率低于1.9%，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)引物（后者假陽性率曾高達99.1%）；并可特異性區(qū)分新鑒定的BX亞種與BS亞種。研究同時建立覆蓋全球主要區(qū)域的36株地域特異性嬰兒雙歧桿菌候選菌株庫，已完成分離培養(yǎng)與全基因組測序，為后續(xù)按地區(qū)飲食與人群背景進行菌株優(yōu)選、臨床定植評估及安全性篩查提供了基礎(chǔ)資源。

英國維康桑格研究所邵巖博士為本文第一作者及共同通訊作者；王舒意博士為共同第一作者（與北京大學(xué)人民醫(yī)院王輝課題組聯(lián)合培養(yǎng)博士，現(xiàn)就職于空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院）；桑格研究所Trevor Lawley博士為最后通訊作者。

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00054-1

制版人： 十一

參考文獻

1. Shao, Y., Garcia-Mauri?o, C., Clare, S. et al. Primary succession of Bifidobacteria drives pathogen resistance in neonatal microbiota assembly.

Nat Microbiol

2. Barratt, M.J., Nuzhat, S., Ahsan, K. et al. Bifidobacterium infantis treatment promotes weight gain in Bangladeshi infants with severe acute malnutrition.

Sci Transl. Med

3. The U.S. Food and Drug Administration. FDA Raises Concerns About Probiotic Products Sold for Use in Hospitalized Preterm Infants. https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-raises-concerns-about-probiotic-products-sold-use-hospitalized-preterm-infants. (2023).

4. Shao, Y., Forster, S.C., Tsaliki, E. et al. Stunted microbiota and opportunistic pathogen colonization in caesarean-section birth.

Nature

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