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大连可别随地大小便了，肠道微生物能鉴别亚美欧人种！

点击：文章来源：大连广誉远胃肠病医院编辑日期：2020-10-29 07:30

可别随地大小便了，肠道微生物能鉴别亚美欧人种！

亚洲人和欧美人中长相上还是有很多差别的，迎面走来一个美女，我们通常能够很快的分辨出是亚洲人还是欧美人。然而，如果碰到大鼻子，蓝眼睛，金黄头发的美女就很难分辨出是欧还是美人。

但是，更厉害的是来自中国上海的研究团队（Lei Chen， Yu-Hang Zhang,Tao Huang和Yu-Dong Cai）找到了更绝的方法。他们通过便便就能区分它们是哪个洲的人拉的。厉害不？

要做到这么厉害也不容易，他们收集了1,267个来自三个种族的人，其中包括139个米国人， 368个中国人和760个欧洲人。花费大笔大笔的钱后，共获得了 9,879,896个肠道微生物的基因表达情况（测序RNA），从这么多数据中找出哪些基因属于哪个种族的无疑等于大海里捞针尖。

咋办？几位作者一商量一致决定：先把数据筛一筛！随后，他们采用了两种特征选择的算法（feature selection methods），分别是马阿马啊（mRMR，minimum redundancy maximum relevance ）和F4（ IFS，incremental feature selection），试图从这么多基因中寻找最具代表性的基因。但是，即使通过这样的算法找出一些代表来依然不好使，因为这些代表们太不够专一了，很多都是双向或三向间谍，靠不住啊！

怎么办？没办法还是得慢慢的挑选。然而，工作量太大，几位作者又一商量，都认为太费劲了，根本不是人干的活。于是他们就把这活儿交给了机器，让机器来分析。话说机器连世界冠军都能搞定，肯定能够胜任！某Go表示很乐意效劳！

机器狗果然厉害，仅采用了四种机器学习算法（machine-learning algorithms），它们分别是：随机森林（random forest）,最近相邻算法（nearest neighbor algorithm）, 序列最小优化算法（sequential minimaloptimization）和“带劲算法”（Dagging）就把活给干了。这四种算法确实都能很好的预测粑粑属于哪个种族（见下图）。其中，序列最小优化算法（sequential minimaloptimization）表现最好。

通过计算，还发现了25个非常具有代表性的基因，正是这些基因能够帮助人们从便便中识别谁是谁。虽然，这几个种族的饮食习惯，生活习惯和代谢水平差别很大，可能最终都体现在这些肠道微生物基因上。于是，通过肠道微生物基因分析就能够区分他们属于哪个种族。

最终，他们还是找出来7个非常具有代表性的，能够区分三个种族的基因，这7个基因在不同种族中的表达量还是有明显差别的。作为中国人，我们都很关心我们有什么特殊的肠道微生物基因。其中，最具代表性的当属AZC_1524 (ID: 5689732)了，它是编码黄素依赖的氧化还原酶（ flavin-dependent oxidoreductase）的基因，常存在于豆科的固氮根瘤菌（ Azorhizobium caulinodans）中，尤其是在豆科，刺槐族，田菁属（拉丁学名：Sesbania Scop.）植物中。这类植物常被用作家禽和家畜的青饲料，可能我们中国人常吃这种青饲料喂过的畜禽，所以肠道中这种基因也比较高吧。事实上，这个基因要比其他种族的人的表达量高十几倍，达到了深红色，非常有代表性（见下图）。