研究人員在論文中寫道，「環境中的艱難梭菌孢子在釋放後長時間內具有高度傳染性，通常在局部進行傳播，但也能夠潛在地快速擴散到較遠的地方。」圖片來自Wikimedia/Cjc2nd。
2016年5月7日/生物谷BIOON/--微生物幾乎在地球每個環境中蓬勃生長，但是令人吃驚的是，已知當在實驗室中培養時，只有一小部分能夠茁壯成長。因此，研究人腸道微生物組主要採用基因組方法。如今，在一項新的研究中，通過將微生物培養實驗和基因組方法結合在一起，來自英國韋爾科姆基金會桑格學院研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）等機構的研究人員及其同事證實與廣泛接受的觀念---大多數微生物在體外是「不能培養的（unculturable）」---相反的是，大多數已知的腸道微生物物種能夠在體外培養和保存。這些研究結果揭示出很多之前「不能培養的」腸道微生物屬於新的群體，而且為了在人體外存活下來，它們當中將近60%形成孢子。相關研究結果於2016年5月4日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Culturing of 『unculturable』 human microbiota reveals novel taxa and extensive sporulation」。
美國北卡萊羅納大學微生物學教授James Oliver（未參與這項研究）說道，「這真地是一項非常完美的研究，它面面俱到，作出重要貢獻。」
為了評估多少人腸道菌群在體外能夠培養，來自韋爾科姆基金會桑格學院研究所的Trevor Lawley和同事們開始利用來自6名健康人的新鮮糞便樣品開展研究。他們對這些樣品進行測序以便從中鑑定出細菌多樣性，在含有YCFA培養基的培養皿上培養來自這些樣品的細菌，然後對原始樣品的基因組測序數據與能夠在培養皿中生長的細菌菌種的基因組測序數據進行比較。他們報導，這些基因組序列的72%在這兩者之間是相同的，而且來自這些在體外可培養的細菌菌落的基因組序列代表著一種更加大型的涉及318人腸道微生物組的數據集中存在的全部基因的39%。不過，研究人員發現為了匹配通過對糞便樣品直接測序可能達到的菌種檢測水平，在培養皿上能夠培養800萬個細菌菌落。
Oliver認為，這些方法能夠應用於其他的自然環境中，如海洋和土壤。他說，「人們總是利用分子方法開展研究，這是因為體外培養方法只能培養[這些環境中的]一小部分微生物。」
總體上，研究人員分離出137種截然不同的細菌種類，它們當中的90%位於人類微生物組項目（Human Microbiome Project）中「最想要的」但之前不能在體外培養的也沒有測序過的微生物清單中。研究人員分離和保存的這些細菌菌落一起代表著在這6名研究參與者體內鑑定出的細菌群體的90%。Lawley說，「在此之前，人們的一般觀點是只能培養這些菌群中的1～5%。但是，我們聲稱實際上能夠培養它們當中的絕大多數。」
基於提示著腸道微生物群落中的很多菌種為了在人體外生存而形成孢子的基因組數據，Lawley團隊殺死活的細菌，結果發現幾種菌種---共生菌和致病菌---通過形成孢子存活下來。這些孢子只在人膽酸存在時才能萌發，這提示著腸道細菌在不同人之間傳播時依賴孢子形成存活下來，而且依賴作為「定植信號（colonization cue）」的膽酸在腸道內生長。研究人員估計，這些形成孢子的菌種代表著腸道總菌群的30%。
Lawley說，之前對人腸道微生物組的研究「主要基於測序。」 Lawley認為，這項突破確實允許他們繼續開展功能性研究，和驗證之前基於基因組序列的研究結果。
Oliver注意到，這些結果將允許在實驗室對多種腸道微生物的功能和相互作用進行代表性地研究。他補充道，描述特定的細菌菌種的作用可能有助改善諸如治療艱難梭菌（Clostridium difficile）感染和其他疾病的糞便菌群移植之類的療法。
美國東北大學微生物學家Slava Epstein（未參與這項研究）說，總而言之，這些發現是「非常令人關注的和潛在重要的」，「它挑戰了目前正在採用的微生物培養方法，同時提供大量希望---當然，前體是這項研究報導的成功在進一步的研究中能夠再現。」（生物谷 Bioon.com）
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Culturing of 『unculturable』 human microbiota reveals novel taxa and extensive sporulation
doi:10.1038/nature17645
Hilary P. Browne, Samuel C. Forster, Blessing O. Anonye, Nitin Kumar, B. Anne Neville, Mark D. Stares, David Goulding & Trevor D. Lawley
Our intestinal microbiota harbours a diverse bacterial community required for our health, sustenance and wellbeing1, 2. Intestinal colonization begins at birth and climaxes with the acquisition of two dominant groups of strict anaerobic bacteria belonging to the Firmicutes and Bacteroidetes phyla2. Culture-independent, genomic approaches have transformed our understanding of the role of the human microbiome in health and many diseases1. However, owing to the prevailing perception that our indigenous bacteria are largely recalcitrant to culture, many of their functions and phenotypes remain unknown3. Here we describe a novel workflow based on targeted phenotypic culturing linked to large-scale whole-genome sequencing, phylogenetic analysis and computational modelling that demonstrates that a substantial proportion of the intestinal bacteria are culturable. Applying this approach to healthy individuals, we isolated 137 bacterial species from characterized and candidate novel families, genera and species that were archived as pure cultures. Whole-genome and metagenomic sequencing, combined with computational and phenotypic analysis, suggests that at least 50–60% of the bacterial genera from the intestinal microbiota of a healthy individual produce resilient spores, specialized for host-to-host transmission. Our approach unlocks the human intestinal microbiota for phenotypic analysis and reveals how a marked proportion of oxygen-sensitive intestinal bacteria can be transmitted between individuals, affecting microbiota heritability.