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傳染病和慢性病都與微生物有關(guān)系
合肥博美生物科技有限責(zé)任公司 / 2021-12-17
當(dāng)前的菌群研究似乎存在著盲目“虛熱”的現(xiàn)象，因?yàn)榫号c疾病關(guān)系中最重要的科學(xué)問題，也就是“因果關(guān)系”問題并沒有得到明確答案。
微生物組是指在人體內(nèi)外“定居”的所有微生物的總稱，也可稱為菌群。越來越多的研究證明，炎癥性腸病、糖尿病、多發(fā)性硬化癥、孤獨(dú)癥、癌癥等多種疾病，都與人體菌群有著密切關(guān)系，這也促使全球掀起人體微生物組研究的熱潮。
僅在2018年，就有2400多項(xiàng)臨床試驗(yàn)在微生物組研究的基礎(chǔ)上測試治療方法。不僅如此，許多大型制藥公司，如武田、輝瑞和百時(shí)美施貴寶等，也紛紛與微生物組公司簽署合作協(xié)議，以期開發(fā)更多的新型微生物治療藥物。
可是，《中國科學(xué)報(bào)》在采訪中發(fā)現(xiàn)，很多業(yè)內(nèi)專家表示，當(dāng)前的菌群研究似乎存在著盲目“虛熱”的現(xiàn)象，因?yàn)榫号c疾病關(guān)系中最重要的科學(xué)問題，也就是“因果關(guān)系”問題并沒有得到明確答案。另外，對于微生物組研究往往會陷入傳染病研究模式的誤區(qū)。
“傳染病和慢性病都與微生物有關(guān)系，但兩者的發(fā)生機(jī)制根本就不一樣。如果按照以往‘傳染病’的思路去找微生物組領(lǐng)域里所謂的好項(xiàng)目去投資，結(jié)果就有可能是南轅北轍。”美國羅格斯大學(xué)冠名講席教授、上海交通大學(xué)特聘教授趙立平提醒道。
人體健康的“晴雨表”
微生物的代謝產(chǎn)物——青霉素的發(fā)現(xiàn)，挽救了無數(shù)人的生命，顯著提高了人類壽命。中國科學(xué)院微生物研究所所長劉雙江發(fā)文指出：“一種微生物拯救了成千上萬的個(gè)體生命，一群微生物能夠拯救未來人類的生存。”他認(rèn)為，人體微生物組研究成果將在慢性病的預(yù)防和控制、亞健康的調(diào)理、醫(yī)療理念的革命和新技術(shù)發(fā)展等領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
人類的皮膚、口腔、腸道等諸多部位都存在著大量的微生物，在人體內(nèi)外生活的微生物的細(xì)胞數(shù)量可以達(dá)到人體自身細(xì)胞數(shù)量的10倍，有百萬億之多，其中有超過90%的共生微生物生活在人體的消化道內(nèi)，即“腸道菌群”。
2月4日，Nature Biotechnology報(bào)道，來自澳大利亞哈德森醫(yī)學(xué)研究所、英國Wellcome Sanger研究所和EMBL歐洲生物信息學(xué)研究所的科學(xué)家，又從健康人的腸道中發(fā)現(xiàn)并分離出100多種全新的細(xì)菌，這些新資源將為開發(fā)治療胃腸道疾病、感染和免疫疾病等疾病的新方法奠定基礎(chǔ)。
菌群也被稱為人體健康的“晴雨表”，它們通過參與人體的免疫調(diào)節(jié)、能量代謝、神經(jīng)信號傳導(dǎo)、感染控制等，影響人們的身體狀況。上海海洋大學(xué)食品學(xué)院教授馬明介紹，腸道菌群就與消化道疾病、代謝類疾病、免疫類疾病、心血管疾病以及精神疾病都有關(guān)系。例如，自閉癥患兒腸道微生物多樣性和豐度的減少程度就與自閉癥嚴(yán)重程度顯著相關(guān)。
趙立平此前也在《自然》雜志發(fā)文指出，有益菌可以產(chǎn)生消炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化的物質(zhì)，還可以合成維生素、氨基酸、丁酸鹽等營養(yǎng)成分，對人體有滋養(yǎng)和保護(hù)作用;有害菌則可以產(chǎn)生神經(jīng)毒素、致癌物質(zhì)和游離抗原，進(jìn)入血液后能夠引起兒童自閉癥、老年癡呆、肥胖癥、糖尿病、冠心病，甚至癌癥等慢性病。
跳出“傳染病”研究思路
隨著微生物組研究的不斷深入，全球不少跨國公司基于大量研究，提出微生物制藥、輔助治療并推出各種產(chǎn)品，微生物開始成為新型治療藥物的豐富來源。
糞菌移植就是現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)熱門，馬明介紹，糞菌移植就是將健康志愿者的腸道菌群轉(zhuǎn)移到病人腸道中來修復(fù)患者的菌群系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)腸道及腸道外疾病的治療。糞菌移植這一新手段還能對高血壓、肥胖甚至抑郁癥起到緩解作用。
“糞菌移植之所以有效，就是因?yàn)榘巡∪四c道里缺失的重要有益菌給重新引種回來了。但是，健康人肚子里應(yīng)該有哪些重要的有益菌，目前仍是一筆糊涂賬。”趙立平說。
病人的菌群與健康人有差別，可能有兩個(gè)原因。一是人體先出現(xiàn)某種疾病，然后導(dǎo)致菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化;二是菌群結(jié)構(gòu)的變化引起人體的病理性變化。但是，目前確認(rèn)菌群與疾病的關(guān)系僅僅是“相關(guān)關(guān)系”還是“因果關(guān)系”，在很多情況下仍然是一個(gè)未解的科學(xué)問題。
不僅如此，人體菌群有上千種微生物，除了細(xì)菌，還包括古菌、病毒、真菌和原生動物等。哪些對人體有益?哪些對人體有害?哪些可能是“中間派”，控制得當(dāng)就有益，反之則有害?這些問題仍未搞清楚。
趙立平表示，現(xiàn)在，微生物組研究往往會陷入傳染病的研究誤區(qū)，認(rèn)為“某種病菌對應(yīng)某種疾病”，殺滅有害菌就可以實(shí)現(xiàn)疾病治療。實(shí)際上，這種思路并非正確。
“慢性病看上去好像也是因?yàn)橛泻Φ奈⑸锷L過多造成，但其實(shí)，有害微生物的增加是由能夠壓制它們的有益菌減少導(dǎo)致的。”趙立平把人體菌群比喻成熱帶雨林，有益菌就像大樹，起到穩(wěn)定全局的作用，但若大樹沒了，環(huán)境發(fā)生惡化，有害菌才會滋生。
在趙立平看來，結(jié)構(gòu)失調(diào)的腸道菌群可能是誘發(fā)慢性病的重要因素，真正想要通過研究微生物組去預(yù)防或治療慢性病，核心就在于恢復(fù)正常的菌群生態(tài)系統(tǒng)，把“大樹細(xì)菌”找到，用營養(yǎng)和“引種”的手段將其恢復(fù)并促使它長到一定的數(shù)量，這樣才能夠從根本上解決問題。
“微生物組研究方向要以健康人的研究為主，病人的研究為輔。另外，要以營養(yǎng)為主，藥物為輔。”趙立平說，“但現(xiàn)在的大型制藥公司很難這樣轉(zhuǎn)變自己的思路。”
抓住變道超車的機(jī)遇
正由于微生物在疾病治療、人體健康方面具有重要作用，各國紛紛開展微生物組計(jì)劃，包括歐盟“人類腸道宏基因組計(jì)劃”、美國“人體微生物組計(jì)劃”等。
但到目前為止，由于方法和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，對于健康人的微生物組的結(jié)構(gòu)特征依然缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識。趙立平指出，這個(gè)問題將造成無法在全球尺度上揭示微生物組影響人體健康的基本規(guī)律，同時(shí)嚴(yán)重制約了微生物組技術(shù)在健康測量和判定、疾病診斷和預(yù)警以及產(chǎn)品療效和毒副作用評估等方面的應(yīng)用。
為此，趙立平等人在《自然》雜志發(fā)文，呼吁組織全球的力量，開展“人類健康微生物組計(jì)劃”，把健康人體共生微生物組的基因組成變化全部測定出來，形成健康的基準(zhǔn)，從而推動菌群在疾病防治和健康維護(hù)中的作用研究。
他特別建議啟動“國際華族健康微生物組研究計(jì)劃”，希望通過對海內(nèi)外華人的腸道微生物組結(jié)構(gòu)變化與健康關(guān)系的系統(tǒng)研究，深入理解在遺傳背景相對穩(wěn)定，而飲食結(jié)構(gòu)和生活方式發(fā)生快速變化時(shí)，菌群結(jié)構(gòu)的改變在疾病譜的變化中的地位和作用，從而有助于深入揭示慢性病的發(fā)病新機(jī)制。
“要解決中國人的健康問題，首先得有一個(gè)中國人的健康微生物組參考標(biāo)準(zhǔn)。如果我們盡快行動，就可以給全世界微生物組研究樹立一個(gè)榜樣，從而起到引領(lǐng)的作用。那么，中國在這個(gè)領(lǐng)域里就有了后發(fā)優(yōu)勢。這對中國來說將是一個(gè)變道超車的機(jī)遇。”趙立平說。
