提到微生物群這個詞，大多數人會很快想到腸道、益生菌，甚至可能是糞便微生物移植。但它實際上指的是在人體內和人體上生活的微生物中發現的所有遺傳物質，包括酵母菌、細菌和病毒。陰道也有微生物群——即使對其的研究落後於對身體其他部位微生物群的研究。
然而，這一領域的進展可能很快會加速，因為本週三，馬里蘭大學醫學院的研究人員宣佈了一種新工具，以前所未有的解析度繪製了陰道微生物群圖譜。它被命名為 VIRGO（代表人類陰道非冗餘基因目錄），是過去十年中收集的許多不同研究資料的結晶。該工具包括大約一百萬個在陰道中活躍的細菌、病毒和真菌基因的序列。
弗吉尼亞聯邦大學陰道人類微生物群專案主任、微生物學家詹妮弗·費特韋斯說：“這項工作對於加速發現新的診斷測試和治療方法[用於陰道健康狀況]非常重要。” 費特韋斯沒有參與這項新研究，她解釋說，公開可用的 VIRGO 資料庫將有助於加速該領域的進展。“我認為[論文作者]在這裡所做的工作在這一方面非常重要，”她說。
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過去十年的研究工作，包括人類微生物組計劃，已經闡明瞭微生物在我們體內居住的程度。目前的估計表明，體內細菌細胞的數量與人體細胞的數量大致相同。
這些細菌細胞不僅僅是被動地坐在那裡。在腸道中，微生物參與各種基本操作，例如消化、免疫系統功能，甚至維生素的產生。科學家們認為微生物在陰道中也起著同樣重要的作用，但尚未能夠闡明其功能。許多人希望 VIRGO 能夠改變這種狀況。
該工具是透過將馬里蘭大學團隊獲得的 264 個陰道拭子樣本的宏基因組資料與 308 株陰道細菌菌株的完整基因組序列相結合而組裝成的。使用宏基因組技術對樣本進行了測序，這使科學家能夠識別微生物組成，而元轉錄組技術則提供了有關哪些基因處於活躍狀態的資訊。結果是一個數據庫，其中包含超過一百萬個細菌基因，代表陰道中存在的 300 種不同物種。
在 VIRGO 應用的最早示例之一中，科學家們展示瞭如何使用 VIRGO 來了解一種頑固性陰道疾病的機制。在研究過程中，一名女性患上了細菌性陰道病——這是一種由有害細菌過度生長引起的疾病，會導致不適症狀，有時還會導致嚴重的併發症，包括早產和不孕症。
研究人員使用從該女性感染過程中不同時間點的陰道樣本中收集的資料，能夠繪製出細菌基因活性在其病程中如何波動的確切情況。就在症狀開始之前，一種名為惰性乳桿菌的細菌物種的活性有所增加。
。該物種僅佔微生物群落的 1%，但它非常活躍，產生了樣本中存在的 20% 的基因產物。儘管這一觀察結果僅基於一名患者，但惰性乳桿菌 ранее в крупных исследованиях была связана с бактериальным вагинозом. 然而，這是首次顯示該微生物的活性在症狀出現之前增加。
馬里蘭大學醫學院微生物基因組學家、該研究的資深作者雅克·拉維爾說：“這是一個重大發現。” 他解釋說，VIRGO 即使在微生物相對稀少的情況下也能看到其功能貢獻的能力是該工具的優勢。拉維爾也是 LUCA Biologics（一家致力於開發女性健康活體療法的生物技術公司）的聯合創始人兼首席科學家，他看到了使用 VIRGO 開發診斷測試的潛力。
聖路易斯華盛頓大學醫學院的產科研究員莫莉·斯托特沒有參與這項研究，她認為“[該工具] 不僅解決了 [細菌] 群落中存在哪些成員，而且還解決了它們在做什麼。” 費特韋斯對此表示贊同。她說，她和她的團隊一直在努力“填補”陰道微生物群的“暗物質”。 2012 年，她和她的同事發表了一個數據庫，其中編錄了陰道中存在的所有細菌物種。她說 VIRGO 增加了更深層次的解析度，可以區分同一物種內的菌株。
為了理解為什麼識別細菌菌株很重要，請考慮常見的物種大腸桿菌。它有數百個菌株。其中許多生活在人類和動物的腸道中，被認為是健康的，其中一些有助於食物消化。但還有許多其他菌株——至少 200 種——是致病性的，會導致食源性疾病和腹瀉、尿路感染，甚至某些形式的腦膜炎。
在陰道中，個別菌株也可能意味著健康與疾病之間的差異。捲曲乳桿菌長期以來一直被認為是健康陰道的標誌，因為它在產生乳酸方面發揮作用，乳酸可以維持保護性的酸性環境。但在 VIRGO 的幫助下，科學家們首次看到，並非所有捲曲乳桿菌菌株都相同——它們之間的基因表達存在巨大的多樣性。
拉維爾說：“這意味著一位女性體內的捲曲乳桿菌與另一位女性體內的捲曲乳桿菌非常不同。” 這一發現可能會動搖當前基於細菌序列設計益生菌的努力。拉維爾解釋說，每個菌株都可能具有不同的功能，並且這種想法是“觀察陰道微生物群的全新方式”。
費特韋斯希望像 VIRGO 這樣的資料庫將有助於為女性健康的未來鋪平道路。隨著越來越多的團隊建立目錄並公開他們的資料，她認為陰道微生物群的進展將會加速。“最終目標是將所有[資訊]彙集在一起，”她說。