刘洋彧
哈佛大学医学院助理教授、布莱根女子医院副研究员
刘洋彧博士现任哈佛大学医学院(HMS)助理教授和布莱根女子医院(BWH)副研究员。2009年至2012年,他在东北大学(NEU) 先后担任博士后和助理研究教授,研究主要方向是用控制论,图论和统计物理学来解决有关复杂网络控制的一些基本问题。他关于复杂网络的可控性和可观性的一系列工作曾被列为Nature封面故事,PNAS封面故事,并受到包括Nature, Science, Science News, Science Daily, WIRED等媒体广泛报道。他于2013年加入哈佛大学医学院。目前他实验室的研究重点是从生态学, 物理学,控制论,和深度学习的角度研究复杂微生物群落 。2016年,他的实验室在Nature上发表了关于人类微生物组的普适动力学的研究成果,并被 Nature, Nature Physics, Science Daily, Science News Line, Medical Research, Medical Press等媒体广泛报道。2017年,他的实验室在Nature Communications上发表了关于微生物群落的生态网络重构的新方法,该方法被 Science Daily, Science Newsline, Quanta Magazine, WIRED等媒体广泛报道。目前他已发表学术论文70余篇,并担任两个期刊的副编辑, 以及超过50个期刊的特约审稿人。
刘洋彧等:艰难梭菌感染中的菌群-免疫互作
艰难梭菌感染(CDI)是医疗机构相关感染的常见原因,严重时可引起患者死亡。全面了解CDI的发病机制对其诊断、治疗和预防至关重要。哈佛大学医学院刘洋彧团队与合作者在Gut Microbes发表研究,研究了CDI发病机制中的肠道菌群与免疫标志物的相互作用,结合二者构建可用于CDI诊断的机器学习模型,为CDI的诊断和治疗提供了新见解。
01-06
Nature子刊:刘洋彧、Rob Knight等评测不同宏基因组物种定量方法及其对结果的影响
哈佛大学医学院刘洋彧团队与加州大学圣地亚哥分校Rob Knight团队合作,在Nature Methods发表文章,通过严谨的论证分析,量化了宏基因组学物种分类工具所产生的两种相对丰度类型的差别,对于混淆两种丰度所产生的影响进行了全面系统地研究,呼吁整个菌群研究界应更多地关注由于忽视序列丰度和物种丰度之间的区别而引起的潜在误导性生物学结论。
2021-05-15
陈新华+刘洋彧等:艰难梭菌感染中的肠道真菌组特征
哈佛医学院的陈新华和刘洋彧与研究团队在Gastroenterology发表最新研究,对118例住院患者的粪便真菌组和血清免疫因子进行分析,首次建立了基于二者的诊断模型,能较准确地区分艰难梭菌感染患者和无症状携带者,同时也提示肠道真菌在艰难梭菌感染中有潜在重要作用。
2021-03-06
刘洋彧团队:破译人类菌群的功能冗余性
人类菌群具有功能冗余性(FR)。人类菌群的FR从何而来?如何量化?对基于菌群的疗法有何重要意义?哈佛医学院的刘洋彧团队近期在Nature Communications发表的研究,为解答这些关于人类菌群FR的问题提供了重要的理论基础。
2020-12-10
戴磊团队:老年小鼠移植肠道菌群的建立和恢复
① Abx抗生素处理的老年小鼠(20个月龄),进行自体或异体(不同供应商的2个月龄小鼠)粪菌移植(FMT),观察其肠道菌群重建及弹性;② Abx抗生素处理后8周内,老年小鼠菌群多样性和结构无法自发恢复到原始水平;③ 自体或异体FMT后,老年小鼠在抗生素处理21天后多样性完全恢复,结构恢复到供体相似水平;④ FMT对老年小鼠的肠道宏基因组和结肠转录组存在长期影响;⑤ 与自体FMT相比,异体FMT后建立的菌群在DSS诱导结肠炎期间的恢复力更差。
2021-12-17
张家超+Rob Knight:趋同进化vs.差异调节-益生菌的适应性突变
① 通过鸟枪法宏基因组+分离株全基因组测序,研究植物乳杆菌HNU082(Lp082)在人、鼠和斑马鱼肠道中的进化适应;② Lp082分布于不同生态位,以相似顺序在同样的时间点获得高度一致的单核苷酸变异SNPs,从而定植并适应不同宿主的肠道选择压力;③ 如获得与基因编码蛋白质内膜相关的SNP等,进化出耐酸性及鼠李糖利用能力;④ 宿主常驻菌群的结构、功能对益生菌引入的反应大相径庭,特别是Lp082的竞争者拟杆菌和双歧杆菌属,累积10-70倍的进化变异。
2021-06-30
刘洋彧等:艰难梭菌感染中的菌群-免疫互作
① 纳入243名受试者,分为4个表型组:艰难梭菌感染(CDI)、无症状携带、非CDI腹泻和对照,分析肠道菌群组成和免疫标志物;② 肠道菌群与宿主免疫标志物间的相互作用,对艰难梭菌的定植和感染状态非常敏感;③ 将菌群和免疫标志物的数据共同纳入随机森林分类模型,比使用单一数据能更准确地区分CDI和其他表型组,显示出强大的诊断性能;④ 建立数学公式,以量化肠道菌群和宿主免疫标志物之间的相互作用。
2021-06-16
Nature子刊:刘洋彧、Rob Knight等评测不同宏基因组物种定量方法及其对结果的影响
① 在宏基因组测序分析中,序列丰度(如Kraken2)和物种丰度(如MetaPhlAn2)是两种截然不同的相对丰度类型;② 宏基因组分析工具性能测评时,物种分类软件表现的好坏受到金标准丰度类型的影响,因此忽略相对丰度类型之间的区别可产生误导性结论;③ 对于同一组数据,不同丰度计算方法对Alpha多样性、Beta多样性和排序(降维)分析的结果会产生极大影响,甚至出现相悖的生物学结论;④ 目前不同丰度之间的转换仍存在较大困难,因此跨研究比较时选择产生同类型丰度的宏基因组学物种分类工具十分关键。
2021-05-13
陈新华+刘洋彧等:艰难梭菌感染中的肠道真菌组特征
① 纳入58例艰难梭菌感染(CDI)者、28例携带者(无症状)、32例对照,分析肠道真菌组和血清免疫因子;② CDI患者与携带者在肠道真菌组的α和β多样性上有显著差异;③ 枝孢菌属和曲霉属在携带者中富集,而子囊菌门/担子菌门的比例在CDI患者中大幅高于携带者和对照;④ 与携带者相比,CDI患者的血清免疫因子和真菌群特征之间的关联较弱;⑤ 基于4个真菌OTU+6个宿主免疫标志物的诊断模型,可用于区分CDI患者和携带者(AUC~92.38%)。
2021-03-05
刘洋彧团队:破译人类菌群的功能冗余性
① 构建人类菌群的基因内容网络(GCN,一个连接微生物及其基因的加权二分图),能定量描述菌群中不同微生物的功能重叠,并计算任意给定菌群样本的功能冗余性(FR);② 人类菌群的GCN具有多种特定的结构特征(比如高度嵌套性结构、基因度分布的高度异质性)与人类微生物样本的高FR相关;③ 这些结构特征在简单的基因组演化模型中能够重现,适度的选择压力和较高的水平基因转移率是促进菌群高FR的关键因素;④ 分析粪菌移植(FMT)的临床数据表明,受体原有菌群的高FR会阻碍供体菌群的定殖,提示FR可作为衡量菌群韧性的指标,预测菌群对FMT等扰动的响应。
2020-12-04
刘洋彧等:理解粪菌移植的生态学原理,辅助个体化益生菌设计
① 以粪菌移植(FMT)治疗复发性艰难梭菌感染为例,提出了一个基于群落生态学和生态网络的理论框架,可用于理解FMT疗效的生态学原理;② 用该框架对FMT进行模拟,预测了决定FMT疗效的多个关键因素,如FMT前的受体菌群多样性、供体和受体菌群的匹配性等;③ 基于该框架开发了一个算法,能用于设计个体化益生菌鸡尾酒配方以清除致病菌定植;④ 用FMT小鼠实验和临床试验数据对该框架进行验证,并揭示了网络效应在真实的微生物群落中普遍存在。
2020-07-03
哈佛大学医学院助理教授
布莱根女子医院副研究员
刘洋彧博士现任哈佛大学医学院(HMS)助理教授和布莱根女子医院(BWH)副研究员。2009年至2012年,他在东北大学(NEU) 先后担任博士后和助理研究教授,研究主要方向是用控制论,图论和统计物理学来解决有关复杂网络控制的一些基本问题。他关于复杂网络的可控性和可观性的一系列工作曾被列为Nature封面故事,PNAS封面故事,并受到包括Nature, Science, Science News, Science Daily, WIRED等媒体广泛报道。他于2013年加入哈佛大学医学院。目前他实验室的研究重点是从生态学, 物理学,控制论,和深度学习的角度研究复杂微生物群落 。2016年,他的实验室在Nature上发表了关于人类微生物组的普适动力学的研究成果,并被 Nature, Nature Physics, Science Daily, Science News Line, Medical Research, Medical Press等媒体广泛报道。2017年,他的实验室在Nature Communications上发表了关于微生物群落的生态网络重构的新方法,该方法被 Science Daily, Science Newsline, Quanta Magazine, WIRED等媒体广泛报道。目前他已发表学术论文70余篇,并担任两个期刊的副编辑, 以及超过50个期刊的特约审稿人。
2009,美国伊利诺伊大学(UIUC),物理学博士学位,博士论文专注于无序磁性系统中的相变研究
2009-2012,东北大学(NEU), 先后担任博士后和助理研究教授
2013,加入哈佛大学医学院
从生态学, 物理学,控制论,和深度学习的角度研究复杂微生物群落 。