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傳染病和慢性病都與微生物有關系
合肥博美生物科技有限責任公司 / 2021-12-17
當前的菌群研究似乎存在著盲目“虛熱”的現(xiàn)象，因為菌群與疾病關系中最重要的科學問題，也就是“因果關系”問題并沒有得到明確答案。
微生物組是指在人體內外“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、孤獨癥、癌癥等多種疾病，都與人體菌群有著密切關系，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多項臨床試驗在微生物組研究的基礎上測試治療方法。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，《中國科學報》在采訪中發(fā)現(xiàn)，很多業(yè)內專家表示，當前的菌群研究似乎存在著盲目“虛熱”的現(xiàn)象，因為菌群與疾病關系中最重要的科學問題，也就是“因果關系”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系，但兩者的發(fā)生機制根本就不一樣。如果按照以往‘傳染病’的思路去找微生物組領域里所謂的好項目去投資，結果就有可能是南轅北轍。”美國羅格斯大學冠名講席教授、上海交通大學特聘教授趙立平提醒道。
人體健康的“晴雨表”
微生物的代謝產物——青霉素的發(fā)現(xiàn)，挽救了無數人的生命，顯著提高了人類壽命。中國科學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體生命，一群微生物能夠拯救未來人類的生存。”他認為，人體微生物組研究成果將在慢性病的預防和控制、亞健康的調理、醫(yī)療理念的革命和新技術發(fā)展等領域產生重大影響。
人類的皮膚、口腔、腸道等諸多部位都存在著大量的微生物，在人體內外生活的微生物的細胞數量可以達到人體自身細胞數量的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，即“腸道菌群”。
2月4日，Nature Biotechnology報道，來自澳大利亞哈德森醫(yī)學研究所、英國Wellcome Sanger研究所和EMBL歐洲生物信息學研究所的科學家，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。
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節(jié)、能量代謝、神經信號傳導、感染控制等，影響人們的身體狀況。上海海洋大學食品學院教授馬明介紹，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重程度顯著相關。
趙立平此前也在《自然》雜志發(fā)文指出，有益菌可以產生消炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化的物質，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)和保護作用;有害菌則可以產生神經毒素、致癌物質和游離抗原，進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)學熱門，馬明介紹，糞菌移植就是將健康志愿者的腸道菌群轉移到病人腸道中來修復患者的菌群系統(tǒng)，實現(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，就是因為把病人腸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，可能有兩個原因。一是人體先出現(xiàn)某種疾病，然后導致菌群結構發(fā)生變化;二是菌群結構的變化引起人體的病理性變化。但是，目前確認菌群與疾病的關系僅僅是“相關關系”還是“因果關系”，在很多情況下仍然是一個未解的科學問題。
不僅如此，人體菌群有上千種微生物，除了細菌，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)，認為“某種病菌對應某種疾病”，殺滅有害菌就可以實現(xiàn)疾病治療。實際上，這種思路并非正確。
“慢性病看上去好像也是因為有害的微生物生長過多造成，但其實，有害微生物的增加是由能夠壓制它們的有益菌減少導致的。”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，結構失調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防或治療慢性病，核心就在于恢復正常的菌群生態(tài)系統(tǒng)，把“大樹細菌”找到，用營養(yǎng)和“引種”的手段將其恢復并促使它長到一定的數量，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變自己的思路。”
抓住變道超車的機遇
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劃，包括歐盟“人類腸道宏基因組計劃”、美國“人體微生物組計劃”等。
但到目前為止，由于方法和標準不統(tǒng)一，對于健康人的微生物組的結構特征依然缺乏統(tǒng)一的認識。趙立平指出，這個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，同時嚴重制約了微生物組技術在健康測量和判定、疾病診斷和預警以及產品療效和毒副作用評估等方面的應用。
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，從而推動菌群在疾病防治和健康維護中的作用研究。
他特別建議啟動“國際華族健康微生物組研究計劃”，希望通過對海內外華人的腸道微生物組結構變化與健康關系的系統(tǒng)研究，深入理解在遺傳背景相對穩(wěn)定，而飲食結構和生活方式發(fā)生快速變化時，菌群結構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)病新機制。
“要解決中國人的健康問題，首先得有一個中國人的健康微生物組參考標準。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榜樣，從而起到引領的作用。那么，中國在這個領域里就有了后發(fā)優(yōu)勢。這對中國來說將是一個變道超車的機遇。”趙立平說。
