筆者2010年畢業(yè)之后加入了HD,,在微生物線負(fù)責(zé)Meta,當(dāng)時(shí)HD剛發(fā)了一篇人腸道宏基因組參考數(shù)據(jù)集,,帶火了人腸道微生物群落的研究,,但是由于腸道菌群的研究始終停留在表面的相關(guān)上并沒(méi)有深入到機(jī)制層面,導(dǎo)致人腸道微生物群落的研究慢慢滅火,,加上自己在HD也處于迷失的狀態(tài),,因此2012年離開HD加入NH,當(dāng)時(shí)正好碰到技術(shù)緩慢進(jìn)步,,腸道微生物群落的16S多樣性研究則從Roche 454遷移到Miseq上然后是Hiseq2500,,這個(gè)遷移帶來(lái)了價(jià)格的急速下降,從之前的2000多降低到現(xiàn)在的400左右,,而宏基因組測(cè)序的價(jià)格則沒(méi)有降低太多,,雖然Illumina的測(cè)序儀已經(jīng)從Hiseq2000經(jīng)過(guò)Hiseq2500和Hiseq4000到了Hiseq X Ten的時(shí)代,原因在于宏基因組學(xué)的研究單個(gè)樣本的數(shù)據(jù)量就是5-6G,,測(cè)序成本在整個(gè)檢測(cè)中所占的比例不高,,因此儀器升級(jí)帶來(lái)的測(cè)序單價(jià)的降低并沒(méi)有太多的惠及宏基因組學(xué)研究,分析的成本在整個(gè)研究中占據(jù)太大的比重,,這些年分析并沒(méi)有太大的改變,,因此宏基因組的價(jià)格降低并不太多。在NH做銷售的那段時(shí)間仍然一直觀察著人腸道微生物群落的研究進(jìn)展,,入行的時(shí)候種在了微生物線,,已經(jīng)難以拔身,就這樣一邊做著銷售,,一遍觀察著腸道微生物群落的研究進(jìn)展,,時(shí)間就這樣到了2015年,突然人腸道微生物研究的再次變得火熱起來(lái),,CNS每個(gè)月都會(huì)有重磅的研究拋出來(lái),,驅(qū)動(dòng)這次熱潮的并不是純粹的生物人,更多的是以醫(yī)學(xué)研究為基礎(chǔ)由醫(yī)生驅(qū)動(dòng)的腸道微生物群落研究,,醫(yī)生之所以對(duì)腸道菌群的研究突然感興趣則是起源于糞菌移植的醫(yī)學(xué)實(shí)踐,。在醫(yī)院經(jīng)常碰到艱難梭菌感染導(dǎo)致的腹瀉,這種情況一般發(fā)生在大量使用抗生素后,,腸道原有的正常菌被抗生素大量殺死,,而艱難梭狀芽孢桿菌則容易進(jìn)化出抗生素耐藥性從而無(wú)法被殺死,,導(dǎo)致整個(gè)腸道菌群的平衡被破壞,病人腹瀉不止,,由于病人體內(nèi)的艱難梭狀芽孢桿菌已經(jīng)對(duì)抗生素產(chǎn)生了耐藥性且在整個(gè)腸道中占據(jù)優(yōu)勢(shì),,因此這個(gè)時(shí)候使用抗生素已經(jīng)無(wú)效,那么怎么辦,? 讓我們回過(guò)頭看2008年的一個(gè)病例,,2008年AlexanderKhoruts碰到了一位感染難辨梭菌(Clostridium difficile)的女士,不斷下痢,,在八個(gè)月內(nèi)瘦了60磅(27公斤),,以多種抗生素治療均無(wú)效,只能坐輪椅,,包尿布,,生命垂危。醫(yī)生總是不能眼睜睜的看著病人生命垂危,,在翻閱之前的案例后,,最后決定采用糞便移植的方法治療這個(gè)病人,將她丈夫的糞便混以生理鹽水注射到患者體內(nèi),,患者的腹瀉在1天內(nèi)就停止了,。
AlexanderKhoruts并沒(méi)有停留在純粹的醫(yī)學(xué)實(shí)踐上,他對(duì)移植前后患者的腸道菌群進(jìn)行了研究,,發(fā)現(xiàn)糞菌移植可以重塑腸道菌群,,他的研究引起了很多醫(yī)生的興趣,在臨床上很多醫(yī)生開始嘗試通過(guò)糞菌移植來(lái)治療疾?。ú⒉粌H限于艱難梭菌感染,,還被用于肥胖、糖尿病等代謝性疾病和慢性?。┎⑶胰〉貌诲e(cuò)的效果,,終于2013年糞菌移植被寫入臨床指南用于醫(yī)治復(fù)發(fā)性難辨梭狀芽孢桿菌感染,隨后美國(guó)FDA批準(zhǔn)糞菌移植作為研究型新藥監(jiān)管,。糞菌移植醫(yī)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)催生了一個(gè)新的公司—糞便銀行(OpenBiome),,他們負(fù)責(zé)收集、檢測(cè)糞便為美國(guó)122家醫(yī)院提供糞便微生物移植手術(shù)(fecalmicrobiota transplantation)所需的糞便樣本,。 糞菌移植被引入臨床并且得到承認(rèn),,從而重新激活了腸道菌群研究的熱情,從現(xiàn)實(shí)的角度來(lái)說(shuō)真的是多虧了醫(yī)生的嘗試,,不然腸道菌群的研究就真的慢慢死去,。雖然糞菌移植很有效,但是操作繁瑣無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化且對(duì)病人也是一個(gè)巨大的心理挑戰(zhàn),,這就驅(qū)使學(xué)界開始思考和研究:腸道菌群到底是由哪些菌組成的,?哪些菌是對(duì)與人的健康必不可少的,?是否有辦法把這些菌分離純培養(yǎng)做成膠囊? 看著外邊的熱鬧,,我也想?yún)⑴c這股熱鬧中,,加上在NH的道路走的也不是很順利,于是2016年就辭職出來(lái)了,。下面我描述一下自己對(duì)腸道菌群的看法,,寫在這里拋磚引玉,與各位好友一起交流,。 1.腸道菌群的市場(chǎng)到底有多大? 大家一窩蜂的鋪向人的基因組測(cè)序的市場(chǎng)的時(shí)候,,其實(shí)忽略了另外一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)小但是市場(chǎng)容量更大的市場(chǎng),,那就是腸道菌群檢測(cè)市場(chǎng),這個(gè)市場(chǎng)有2個(gè)優(yōu)勢(shì):(1)高頻,,當(dāng)然這個(gè)高頻是相對(duì)來(lái)說(shuō),,與個(gè)人基因組相比,腸道菌群所攜帶的宏基因組信息是不斷波動(dòng)的,,因此需要持續(xù)多次檢測(cè),。(2)干預(yù)方式,雖然現(xiàn)在腸道菌群的干預(yù)方式仍不能準(zhǔn)確有效,,但是至少益生菌,、益生元、飲食和藥物這些方向可以嘗試,,個(gè)人基因組檢測(cè)出來(lái),,估計(jì)就只有靶向藥物,但是靶向藥物的數(shù)量和效果都是有限的,,至于基因編輯,,這確實(shí)是非常有希望的前景,但是這個(gè)技術(shù)目前還不成熟,,想用在人身上還早著呢,,更何況這個(gè)技術(shù)還需要面對(duì)法律和倫理挑戰(zhàn),想想轉(zhuǎn)基因的艱難困境吧,!如果我們把人自身看成一個(gè)主機(jī),,而腸道菌群看成外掛的化,那么修改外掛比較容易被大家接收,,但是在主機(jī)上動(dòng)手,,如果沒(méi)有絕對(duì)的把握,估計(jì)沒(méi)人干動(dòng)手,。 腸道菌群檢測(cè)的市場(chǎng)有多大,?只能做一個(gè)粗略的估算,,因?yàn)槲耶吘共皇菍I(yè)的市場(chǎng)調(diào)研的結(jié)論,假如能夠吸引5000萬(wàn)用戶加入到這個(gè)市場(chǎng)中,,一年進(jìn)行2次檢測(cè),,每次檢測(cè)的費(fèi)用在300元,那么整個(gè)市場(chǎng)空間就是300億,,這個(gè)檢測(cè)是持續(xù)的,,每年都可以檢測(cè)。假如每次檢測(cè)后可以帶動(dòng)200元的干預(yù)方案的消費(fèi),,那么整個(gè)合并起來(lái)就是500億的市場(chǎng),,真心不是一個(gè)小的市場(chǎng)。 腸道菌群檢測(cè)直接驅(qū)動(dòng)的市場(chǎng)是500億,,但是腸道菌群真正可以影響的市場(chǎng)則是更大,,當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中5000萬(wàn)人的腸道菌群組成的數(shù)據(jù)的時(shí)候,就可以進(jìn)行深度挖掘了(比較不同區(qū)域的人的腸道菌群組成的差異,,不同年齡階段的腸道菌群組成的差異),,挖掘出來(lái)的信息可以用于指導(dǎo)食品的生產(chǎn)和消費(fèi)策略(食品生產(chǎn)企業(yè)的分區(qū)投放、個(gè)人飲食的指導(dǎo)),,由此產(chǎn)生更大的價(jià)值,。 2.現(xiàn)在的問(wèn)題是什么? 2.1 跨學(xué)科協(xié)同問(wèn)題,,腸道菌群的研究需要各個(gè)學(xué)科協(xié)同合作,,不能各自為戰(zhàn),而現(xiàn)在的局面就是大家各玩各的,,只做自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域,,沒(méi)有系統(tǒng)配合。研究菌群組成的就一直在菌群上做,,不能深入下去進(jìn)行機(jī)制研究,,研究糞菌移植的則只是關(guān)注如何移植才更有效,研究益生菌的只是關(guān)注如何提升益生菌的效果,,大家做自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域這是好事,,但是缺乏溝通和交流的機(jī)制,導(dǎo)致每個(gè)分支都難以繼續(xù)玩下去,,需要協(xié)同配合,,才能解決問(wèn)題。 2.2 數(shù)據(jù)的不協(xié)同,,導(dǎo)致無(wú)法共用數(shù)據(jù)降低成本,,理論上每個(gè)樣本都有很多屬性可供挖掘和比較,但是現(xiàn)在的研究,,每個(gè)樣本產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只是被挖掘一次便被廢棄了,,從而造成了極大的浪費(fèi),,每個(gè)項(xiàng)目都要采集樣本進(jìn)行檢測(cè)和分析,由于經(jīng)費(fèi)的限制,,每個(gè)項(xiàng)目的樣本數(shù)目都較小,,研究根本就無(wú)法得到有效的結(jié)果。舉一個(gè)例子:A,、B和C3個(gè)組分別研究血脂,、BMI和血壓與腸道菌群的關(guān)系,在現(xiàn)在的情況下每個(gè)小組分別收集100人的糞便進(jìn)行檢測(cè),,這樣得到的結(jié)論可信度不高,,但是如果三方聯(lián)合起來(lái)或者有個(gè)第三方機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)把所有的信息收集起來(lái),,同時(shí)把腸道菌群檢測(cè)完成,,然后再把對(duì)應(yīng)的信息派發(fā)給A、B和C,,這樣每個(gè)組的樣本數(shù)目就是300個(gè),通過(guò)數(shù)據(jù)的共用把項(xiàng)目的樣本數(shù)做起來(lái),,降低科研成本,。 2.3 研究中參考系的不協(xié)同,因此我一直關(guān)注的腸道微生物群落的16S和宏基因組學(xué)研究,,還是以自己熟悉的領(lǐng)域舉例吧,!人類基因組學(xué)飛速發(fā)展,是因?yàn)槿祟惢蚪M很完善,,大家都是以數(shù)據(jù)庫(kù)共同的那個(gè)參考基因組做后面的分析,,分析的流程也已經(jīng)固定,因此不同的人做的項(xiàng)目得到的結(jié)果可以直接拿來(lái)使用和對(duì)比,,而人腸道宏基因組則比較坑爹,,還沒(méi)有一個(gè)非常權(quán)威和共建的參考數(shù)據(jù)庫(kù),導(dǎo)致大家的分析就各自為戰(zhàn),,都自己組裝和注釋然后篩選差異基因,,分析的數(shù)據(jù)根本不能共用和比較,需要把數(shù)據(jù)下載下來(lái),,從頭開始按照自己的流程分析,。美國(guó)的HMP計(jì)劃和歐洲的MetaHIT計(jì)劃都建立了統(tǒng)一的參考數(shù)據(jù)集和分析流程,因此不同科研者的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果可以相互借鑒和比較,,國(guó)內(nèi)BGI參與了MetaHIT計(jì)劃,,本來(lái)應(yīng)該可以做成中國(guó)版的人腸道宏基因組參考數(shù)據(jù)庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)的分析流程,供后來(lái)的研究者使用,,但是很可惜,,BGI的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型導(dǎo)致科研服務(wù)團(tuán)隊(duì)分崩離析而微生物團(tuán)隊(duì)也難以幸免最終我們沒(méi)有可以參考的人腸道宏基因組參考數(shù)據(jù)庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)的分析流程使用,,目前BGI還是有最全的人腸道宏基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(>900萬(wàn)個(gè)基因,2014年完成),,只是未能構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)的分析流程并且讓大家認(rèn)可,。 3.如何解決? 上面的3個(gè)問(wèn)題不解決,,那么人腸道宏基因組這塊肉就仍然處于蒸不熟煮不爛的狀態(tài),,我很想解決,但是能力有限,,空有這個(gè)心,,卻無(wú)濟(jì)于事。這篇文章寫在這里,,就是希望有緣人看到這篇文章,,可以組織起力量把上面的問(wèn)題解決掉,讓大家可以吃到這塊肉,。 【備注】我現(xiàn)在加入了基因幫,,目前在成都工作,對(duì)腸道菌群感興趣并且想在這個(gè)領(lǐng)域精進(jìn)的朋友,,可以加我的微信(mokelab)一起探討,,也可以直接掃描下面二維碼加我為好友。 |
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