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科学家称肠道菌群致病机理将是今后医学研究重点

发布时间:2021-01-05 11:43:25 阅读: 来源:岩棉板生产家厂家

科学家称肠道菌群致病机理将是今后医学研究重点

(声明:刊用《中国新闻周刊》稿件务经书面授权)   原标题:人体的“社交网络”   人类对肠道菌群的研究早在100多年前就有了。但新的研究手段令这个古老的课题又焕发出生命之光。它是时下最热门的科学前沿,对它的探索,已使国际科学界联合起来,着手进行“人类第二基因组计划”。   诺贝尔医学奖获得者乔舒亚·莱德伯格曾说,“人是与其共生的微生物构成的超级生物。”人体内寄生着各种微生物,光是在肠道里,就有几千种、总重达1.5公斤的细菌。一直以来,科学家们只是隐约知道肠道菌群影响人体健康,但对于究竟有什么影响、如何发挥作用却不甚了了。   最早研究肠道菌群的是1908年诺贝尔医学奖得主、细胞免疫学说的建立者梅契尼科夫。这位流亡到法国的俄国动物学家晚年开始琢磨衰老与长寿。他发现保加利亚有很多长寿老人,而他们的共同点是爱喝酸奶。通过进一步研究他认为,拥有健康的肠道菌群有助于长寿。梅氏就此写了一本名为《延长生命》的书,可算作是肠道菌群领域最早的论述,但这是本未经同行审议的学术著作。   尽管如此,人们在治疗中已零星地运用肠道菌群的概念。做完手术的病人,由于术后大量使用抗生素,破坏了肠道菌群,易出现腹泻不止的情况。而这种腹泻又很难再用药物来止住。有的医生灵机一动,将健康人的粪便装进胶囊,让病人服下去,结果发现效果不错。于是,这种思路得到推广,并加以规范。后来,医生们就开始采用经过处理的粪便悬浮液来为病人灌肠。这方法听起来有些“重口味”,因此它有一个含蓄的名称:细菌疗法。这种治疗腹泻和肠道炎症的做法,最早在1970年代就有报道,并延续至今,尽管也发了不少学术文章,不过并非主流的治疗方法。在临床上,肠道菌群也不是常规的诊断项目。   很长一段时间内,肠道菌群理论一直没有成为学术界认真对待的课题,造成这种状况的一个重要原因是研究手段所限。在过去,要想认识一个细菌,先要将它分离培养,再用显微镜去鉴定。但肠道菌群有几千个,且都是厌氧菌,一遇到有氧环境就迅速死掉,人们很难把它们逐一分离出来并识别。有些细菌是共生关系,也无法单独培养。即使是现在,在技术上也不能完全做到这一点。此外,肠道菌群本身的复杂也增加了人们认识它真面目的难度——就跟指纹与眼睛虹膜一样,这世上没有哪两个人的肠道菌群一模一样。   肠道菌群研究领域随着生物医学进入基因时代而变得活跃起来。尤其是自2005年左右第二代基因测序技术出现以后,快速、一次性、大规模地解码DNA成为现实。科学家们从此可以扔下显微镜,转而从基因的层面了解肠道细菌。   生物学家曾经以为,人体是一座自给自足的生物孤岛,然而在过去10年里,研究人员证明,人体是一个复杂的生态系统,或者说是一个“社会网络”,其中有数以万亿的细菌和其他微生物寄居在我们的皮肤、阴部、口腔,尤其是肠道里。事实上,人体当中细菌的细胞数量是人体自身细胞的十倍之多。而且,这些微生物细胞及其基因(被称为“元基因组”)形成一个混合的小社会,不仅不会危害人类健康,还会在消化、生长和自我防御等方面成为我们基本生理机能的助手。   这方面最好的例子是丁酸盐。人体肠道的上皮细胞每3天脱落更新一次,这一代谢过程需要一种名叫丁酸盐的物质。但食物中很少直接含有丁酸盐,人体自身也不能合成,它的主要来源是肠道菌群的代谢废弃物。更有趣的是,肠道细菌要靠“吃”膳食纤维才能产生丁酸盐,而膳食纤维又恰恰是人体不能自身消化的。因此,人对膳食纤维的需要,不仅是为自己,而且也是为了这些细菌,否则肠道上皮细胞长不好,就容易长出息肉乃至患结肠癌。   鉴于人与寄生于其体内的微生物的关系如此密切,2005年,美、德、日、中等13国在法国召开人类微生物组圆桌会议,会议发表的《巴黎宣言》宣布启动人类第二基因组计划——“人类元基因组计划”。在上世纪90年代,历时13年、耗费30亿美元的人类基因组计划曾测定了人类自身的25000多个基因。而人类第二基因组计划的测序工作量,预计至少相当于人类基因组计划的10倍。   上海交通大学教授赵立平代表中国参加了上述会议。根据这个会议,各国自2007年始陆续开展了行动。其中比较大的项目有,美国斥资1亿美元的“人体微生物群系项目”,欧盟总经费达1200万欧元的“人类元基因组第七框架项目”。2008年,根据中法签署的《中法肠道元基因组研究联合声明》,上海交大联合中科院几家单位,与法国农科院联合启动了“中法肠道元基因组合作项目”,着眼于肠道菌群与肥胖及糖尿病的研究,由赵立平任项目负责人。目前,该项目的第一阶段工作已经完成。   在过去10年,进入到这个领域的学者,几乎都没有医学背景,大多数都是像赵立平一样的微生物学家。医学家习惯于从某一种病原菌出发,去寻找特定的微生物对人体健康的影响。而面对肠道菌群这样一团杂乱无章的细菌混合体时,只有熟悉微生物生态学的科学家们才能游刃有余。“这实际上是两种思维模式:自下而上与自上而下,”赵立平说。在最开始,大家需要把肠道菌群本身的情况摸清楚,共有多少种菌都有什么基因。而现在已经进入第二阶段,要研究与疾病相关的都有哪些关键菌群,它们都是怎么发挥作用的。   2012年11月,国家自然科学基金委在上海召开了一次会议,探讨未来中国的肠道菌群研究该怎么走。与会专家,除了赵立平等两三位微生物学者,绝大部分都是临床各科的医生。对此,赵立平坦承,“随着肠道菌群的基本情况越来越清楚,肠道菌群的致病机理将会是研究的重点。医学家在这个天地大有作为,未来他们将占据主流。”(记者/钱炜)

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