在长期演化进程中，宿主与肠道菌群形成了高度复杂且紧密的共生关系。肠道菌群不仅参与宿主营养代谢，还在免疫调节、疾病防御以及个体发育等过程中发挥关键作用。因此，理解肠道细菌群落的形成机制，已成为生态学与进化生物学研究的重要课题。尽管已有大量研究表明，季节、食物组成、年龄、性别和栖息环境等非遗传因素会显著影响动物肠道菌群结构，但宿主自身遗传背景在其中究竟发挥何种作用，仍有待深入研究。

肠道菌群的复杂性对宿主免疫系统提出了一个挑战：如何区分共生菌和病原体。由于宿主肠道细菌群落中既有与宿主互惠互利的有益菌也有致病菌，宿主的免疫系统需要阻止病原细菌的定植和增殖，同时仍然使有益细菌（即形成互惠/共生相互作用的细菌）保持下去。因此免疫遗传变异可能在驱动肠道细菌群落形成中发挥重要作用。主要组织相容性复合体（Major Histocompatibility Complex, MHC）基因是脊椎动物适应性免疫系统中的核心基因家族，每个MHC分子只能识别与其抗原结合基序匹配的抗原。MHC基因型不同，个体识别的细菌种类（包括肠道中的共生细菌）也可能不同。因此，MHC基因变异可能通过调节免疫识别过程，影响宿主肠道内细菌的定植与维持，从而塑造肠道菌群组成。

近期，西北大学李保国教授带领的金丝猴研究团队以野生川金丝猴为研究对象，从个体水平出发，结合MHC II类基因分型、微卫星遗传指标分析以及16S rRNA高通量测序，系统探讨了宿主遗传变异与肠道细菌群落之间的关系。

研究共检测到18,754个ASVs，涉及38个门、87个纲、209个目、449个科和1,119个属。川金丝猴肠道菌群中占优势的菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidota），其中厚壁菌门平均相对丰度最高。这一结果与其他前胃发酵型叶猴一致，提示厚壁菌门可能在纤维降解和短链脂肪酸产生方面发挥关键作用，是川金丝猴适应高纤维食性的重要微生物基础。

图1 川金丝猴粪便样本中a.门和b.科分类水平上细菌的相对丰度

在宿主遗传变异对肠道微生物多样性的影响方面，研究结果表明，无论是MHC杂合度/多样性，还是微卫星杂合度/多样性指标，均未与川金丝猴肠道菌群α多样性指标呈显著相关。相较之下，季节对α多样性的影响更为明显，冬季和春季的菌群多样性显著高于夏季和秋季，说明在野外自然环境中，生态因素仍然在肠道微生物多样性变化中发挥主导作用。在β多样性分析中，研究发现微卫星遗传指标d²与加权UniFrac距离显著相关，但解释度较小，表明宿主整体遗传背景对菌群组成的影响存在，但效应较弱。相比之下，MHC并未显著影响整体菌群结构。

在“特定MHC单倍型-核心菌属”层面，研究显示，4种MHC单倍型（H1-H4）与25个核心菌属的相对丰度变化显著相关。其中，携带MHC-H1或H3单倍型的个体，其肠道中Prevotellaceae genus 1和Phascolarctobacterium等潜在致病菌或条件致病菌的相对丰度较低；而携带MHC-H1、H2或H3单倍型的个体，则更容易富集Ruminococcus和Anaerofustis等有益菌属。前者与炎症性肠病、糖尿病和结直肠癌等风险增加有关，后者则参与膳食纤维降解、短链脂肪酸生成和肠道屏障维持等重要生理过程。这一结果提示，MHC基因对肠道微生物的影响并不一定表现为“整体多样性改变”，而更可能通过抗原识别和免疫筛选，抑制某些潜在有害菌群，同时促进特定共生有益菌群的维持，从而实现对肠道微生态的定向调控。

图3 MHC单倍型是否存在对川金丝猴肠道核心菌属相对丰度的影响

该研究还进一步分析了宿主间遗传相似性与肠道菌群相似性的关系。结果表明，个体间亲缘关系越近，其肠道微生物组成越相似；同时，MHC遗传相似性越高，个体间菌群结构也越相近。换言之，遗传背景相似的个体往往拥有更为接近的肠道微生态系统。此外，生活在同一繁殖单元的个体，肠道菌群相似性也显著高于生活在不同单元的个体。这表明，除了共享遗传背景外，社会接触和群体生活同样会促进微生物在个体间传播。川金丝猴繁殖单元内部频繁发生理毛、拥抱、玩耍和近距离接触等亲和行为，这些行为可能通过皮肤-口腔或粪口途径促进微生物共享，从而加深同群个体之间的微生物相似性。

图4 亲缘关系（r）、个体之间MHC氨基酸进化距离（inter-E_aadis）和是否在同一繁殖单元显著影响了个体之间肠道菌群组成的相似性

该研究深化了人们对宿主免疫基因如何影响肠道微生物组成的认识——MHC变异与肠道微生物之间的联系主要体现在特定微生物类群的变化上。MHC单倍型的存在与否与特定微生物类群的丰度相关，而非引起整个微生物群落结构的改变。研究团队推测，这种关系在其他脊椎动物中同样存在。未来仍需在更大样本量基础上，进一步检验不同MHC单倍型对特定菌群的作用机制，并结合生态因素、社会行为以及长期监测数据，更全面地理解野生灵长类肠道微生物群形成的多因素驱动过程。

该研究成果以“MHC class II genes influence the gut microbiota of wild golden snub-nosed monkeys”为题发表于 BMC Microbiology。西北大学生命科学学院博士研究生严纪冰为第一作者，李保国教授和张培副教授为文章的通讯作者。研究得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金以及陕西省基础科学研究项目等资助。

文章链接：doi.org/10.1186/s12866-026-04994-w