当前位置:文档之家› 微生物组学

微生物组学

人类健康的新曙光
刚一看到论文题目“the microbiome explored: recent insights and future challenges”,我以为是一篇讲述微生物基因组学的文章,旨在探讨微生物组学的发展现状和未来挑战。

但读完摘要,我明白了这篇论文是一篇有关人体微生物组学的科研访谈录,5位微生物组学研究领域的专家讨论了目前最让人振奋和惊喜的发现,以及描绘出未来人体微生物在人类疾病治疗方面的作用。

第一个问题是“在人体内微生物菌群中,什么是最令人惊喜和有价值的发现”,5位专家各抒己见。

Martin Blaser认为微生物菌群在人体生长过程中起综合代谢作用,他谈到了4点最新的发现:Koren等人的工作证明肠道微生物菌群在母体怀孕期间,通过多种方式影响母体代谢,让其适应孩子的生长代谢需求;Chung 等的研究表明微生物群可影响T细胞群数量;Olszok等则补充说明了微生物通过抑制特殊免疫细胞来提升机体炎症前效应;Cho等人揭示了早期抗生素对人体长期发展的影响。

Peer Bork提到了内脏—大脑—微生物群系统影响人的行为,目前实验室已经证实了微生物群和人体细胞的联系远不止免疫反应,以及通过大规模元基因组学研究出肠道微生物群和2型糖尿病的联系。

Claire Fraser持有一个整体性的观点,他说目前最重要的发现是人体是一个超级有机体,包含了人体和体内微生物群。

在基因、结构和功能层次上,这两者应该看作一个整体,这有利于治疗疾病和保持健康。

在Rob Knight看来,微生物和神经系统的联系,如微生物影响人类神经退行性疾病,以及微生物组学在药物代谢中的作用是最有价值的发现。

Jun Wang强调了人体与体内微生物群的内稳态失调导致了许多疾病,如肠炎症和2型糖尿病,原因是他也认为人体和体内菌群是一个有机整体。

当被问到了“对体内微生物的作用研究的限制性和需要改进的地方”。

M.B.说临床研究是个很大的挑战,因为人体慢性疾病的复杂多样性导致我们很难找到无害的治疗方案。

但他同时指出,我们可以通过减少疾病表型,以及相关的早期治疗来减少表型,也就是长周期研究。

P.B.认为现在我们目前的限制因素在于对体内微生物菌群作用的领域了解有限,如对健康人体内的自然微生物种群的种类和作用不清楚,而且不同研究数据很难比较,因为个人的研究方法不同,我们现
在得到的样品数量很少。

同时,他也认为长周期研究很有必要。

C.F.认为目前的研究弊端在于我们只在疾病紧急爆发时才想到研究体内微生物菌群的作用,而没有长时间观察菌群对人体的影响。

因而我们应该在疾病之前和之后了解体内微生物的作用,并且运用更多的动物模型来研究。

R.K.说最主要限制是我们不清楚疾病和微生物菌群的因果关系,比如说有可能是疾病导致体内菌群失衡,也有可能是由于体内菌群失衡导致机体疾病。

他提倡进行前瞻性群体研究,即用无菌小鼠模型作为人类的补充研究建立因果关系,来理解人类与菌群的生化反应机理。

J.W.认为人类的背景环境不同,即后天生长生活环境不同,我们很难通过控制变量法来研究案例。

他也建议用动物模型来研究机体与体内菌群在疾病上的因果关系。

对于问题“现在已经有了如HMP和Meta HIT的研究计划,我们是否需要另外的有关的大规模的微生物组的计划”,这些专家回答都是肯定的,但原因却很多。

如我们应该为以后的相关研究建立技术和概念基础;我们目前只研究了很少的人体内微生物;大规模的研究应该包括基因型、饮食、疾病、生活方式和药物,这些数据综合起来对人类通过微生物治疗疾病意义重大,等等。

最后问到的问题是“目前我们已经可以通过操作微生物菌群来治疗疾病,如粪便移植,那么什么是可有效执行的策略”。

M.B.和P.B.对微生物治疗持积极的态度,认为这是成功的策略。

这种治疗方式改变了我们对疾病生理学的理解,为其他疾病的治疗带来了曙光。

同时他们认为我们应该尽可能了解体内的动态的微生物群体,未来就有可能把微生物群作为药物,通过按量服用来治疗疾病。

C.F.和R.K.却持有保守的态度,他们认为进行类似于粪便治疗的策略有风险,因为我们对其机理缺乏足够的了解,应该在更严格的控制下进行研究。

甚者,我们不清楚体内微生物种群中的有益与有害个体,都是通过经验主义来治疗的。

J.W.则提出了另外的策略,强调了机体内稳态的重要性,作为机体和微生物群的整体来研究微生物群与疾病的关系。

具体的做法包括扩大研究样品数量等。

读完论文,我不禁感慨万千。

微生物,是自然界中分布最广泛,数量最多,与人类联系最密切,但在基因组领域却发展缓慢,现阶段仍处于起步阶段。

可喜的是,随着基因测序技术的改进,人类基因组计划已经完成,植物和哺乳动物的
基因组研究也日趋成熟,微生物组这个新兴领域已受到越来越多的科学工作者的重视,投入的研究力量也越来越大。

这无疑让我们坚信未来微生物组学会蓬勃发展。

对于微生物组学和人类疾病的关系,我很认同文中专家的观点。

在我看来,疾病除了由于人体受外界环境的影响下,导致内稳态失衡,而产生疾病外;还有受到微生物的影响,包括病毒、致病真菌、支原体、衣原体、以及细菌等。

而目前的治疗手段,我们仍在坚持“头痛医头,脚痛医脚”的原则,用药物杀死病原微生物达到治病的目的。

我赞同文中的观点,应该将人和体内微生物群看作一个整体。

我们人体内的微生物数量是人体细胞数量的20倍,它们寄居人体,利用人体内的物质和能量,生存和生长,间接而深刻地影响人体的状态。

正常健康人体内的微生物菌群是一种良好的动态平衡,而生病的人体内则是一种失衡状态。

目前我们仍不了解一种疾病和微生物菌群变化的因果关系,是机体生病导致了微生物菌群失衡,还是微生物群的不良变化导致机体生病,这是个需要研究探索的领域。

我们在微生物组学这个领域中探索,已经取得了不菲的成就。

如文中的粪便移植来治疗肠炎,这个成果不仅应用于医疗,而且已经形成了一个新兴产业。

美国现在已经出现了粪便银行,需要成人的健康粪便,标榜你每天能贡献一份健康粪便,就能获得40元美金。

据美国疾病管制暨预防中心指出,每年有超过50万美国人感染各种肠道坏菌,其症状有发烧、恶心、腹痛、严重腹泻,并造成每年1.4万人死亡,其中医护人员和长期照护病患的人最容易得到。

对这些病患而言,他们无法以抗生素治疗,“粪便移植”可说是有效又能节省成本的好方法,一个非常有效的治疗方法。

我暑假参加了上海交大的微生物学夏令营,其中有一位微生物学专家—赵立平教授,给我们做了关于肠道微生物的学术报告。

他的团队通过生物信息学手段和实验技术,找出了人体内与肥胖相关的微生物,确认了这些微生物是导致肥胖的因素。

这个实验成果虽然仍在验证过程中,但赵老师在他自己身上通过饮食手段来操控肠道微生物种群,已经达到了减肥的目的。

人体内微生物种群是个新兴的领域,在阅读和理解了各位专家的见解后,我受益良多。

虽有万千感慨,但奈何篇幅有限,我就不一一赘述了。

总之,我对微生物组学的未来充满信心,而人体微生物群的组学研究无疑是人类健康的新曙光!。

相关主题