腸道菌洩露的你的年紀

腸道菌(gut microbiome)近來也算是個熱門的話題，不少人研究，而且它也好像和很多疾病有關，例如憂鬱症，也好像可以用來治療疾病。不過，目前為止我們對它的了解還很少，我們到底要有哪些菌才是正常的呢？為什麼了解它這麼難？

最近這篇研究顯示，腸道菌會隨著年齡變化，因此可以透過它得知一個人的年齡。美國馬里蘭州的一家 AI 新創公司 InSilico Medicine 分析了從 ENA 和 SRA 資料庫裡的資料，從中挑出 1165 位健康人類、共 3600 個的腸道菌檢體，其中三分之一的年齡層為 20-39 歲，三分之一為 40-59 歲，最後三分之一為 60-90 歲，大多為歐洲人。

他們首先利用 machine learning 去訓練程式學習，讓它從 90% 收集來的檢體中去分析 95 種腸道菌，哪些菌是從哪個年齡層來的，然後再用從那 90% 檢體中得來的資訊去預測剩下未分析的 10% 檢體是哪個年齡的，看準確度有多少。結果顯示城市預測的準確度在 3.94 年以內，他們用來分析的那 95 種菌中，只有 39 種可以用來預測年齡。

作者們發現，有的菌種會隨著年紀越年長越多，例如 Eubacterium hallii, Lactococcus lactis, P. aeruginosa；有的菌則會隨的年齡遞減，例如 Bacteroides vulgatus，一種被認為會導致潰瘍性結腸炎的細菌，另外 C. jejuni 也是。

這個研究很有趣，不過我覺得樣本數不夠多，而且怎樣才算健康的腸道菌？地區性又是怎樣？歐美人的三十幾歲時的腸道菌落和亞洲人的三十幾歲比較又是如何？另外，飲食習慣也可能改變腸道內的菌種，例如抗生素的使用，或是飲酒習慣等等，有喝酒的健康人和沒喝酒的健康人，他們的腸道菌落一樣嗎？

另外，這篇文章中提到 American Gut Project，立刻孤狗惹一下是什麼，原來是 UCSD 醫學院的幾個教授合作的公民科學(citizen science)計畫，每個人都可以參與，基本上就是線上申請說要加入，費用 $99 鎂，他會寄給你一個 kit 讓你採集你的糞便和口腔細胞，填寫問卷(飲食習慣、生活習慣和並使等等)後寄回去，他們就會分析你的腸道菌有哪些，而且會把結果給你，包括 raw data。這個計畫在 2012 年開始，2017 年年底的時候已有超過一萬多人參與，他的姐妹計畫是歐洲的 British Gut，總共募到兩千五百萬鎂以上。

American Gut Project 的資料經過分析後顯示了幾個有趣的點，每週吃的蔬菜種類越多的人，腸道菌的種類越多樣化。另外，患有精神疾病的人，不論國家、年齡或是性別等等，他們的腸道菌落種類都很相似，有幾種菌只出現在憂鬱症患者身上。

題外話，幾年前看過一篇研究是講說胖的人和瘦的人的腸道菌落不太一樣，他們把瘦老鼠的腸道菌移植到胖老鼠體內後，胖老鼠就瘦惹 5%，而胖老鼠在做過縮胃手術後，牠的腸道菌落種類就變得和瘦老鼠相似惹，覺得這超有趣的，哪天有時間再把這篇研究找出來，順便看看是否有新進展好了。



Articles:

Science / The bacteria in your gut may reveal your true age (Jan 2019)

UCSD/ Big Data from World’s Largest Citizen Science Microbiome Project Serves Food for Thought (May 2018)


Papers:

F Galkin et al, Human microbiome aging clocks based on deep learning and tandem of permutation feature importance and accumulated local effects. bioRxiv (2018)

D McDonald et al, American Gut: an Open Platform for Citizen Science Microbiome Research. mSystems (2018)