2019年2月11日,,這1天,將載入現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的光輝歷史,,本星球的頂級學術期刊《自然》發(fā)布了人類腸道菌基因組最新圖譜,,這項研究來自歐洲生物信息研究所和英國桑格研究所。此次發(fā)布的新基因組藍圖,,應用前景廣闊,,意義重大,。咱們現(xiàn)在就來解讀這項偉大工作的歷程及應用前景。 在咱們?nèi)祟惖哪c道中,,存在著龐大且復雜的微生物群落,因此,,腸道從本質(zhì)上看,,不僅是消化器官,而且是重要的代謝器官,。在哺乳動物中,,腸道微生物在營養(yǎng)物質(zhì)的攝取、上皮細胞的生長發(fā)育,、免疫及藥物的代謝和毒性等方面,,都起著重要的作用。舉例來說,,近年來,,通過藥物靶點檢測的免疫療法,在治療癌癥中發(fā)揮著尖兵作用,,但是,,臨床觀察發(fā)現(xiàn),許多患者會出現(xiàn)不同程度的免疫相關不良反應,,最終不得不提前終止治療,。研究同時發(fā)現(xiàn),腸道菌群可以影響免疫治療的響應程度,,探索其規(guī)律,,就有望為癌癥治療帶來新的曙光。正是有這些背景因素,,使得腸道菌群研究成為當代生命科學及醫(yī)學領域中的熱點,。 咱人類的腸道中寄生著數(shù)以億計的微生物,,統(tǒng)稱為腸道微生物組,,其中,超過99%是細菌,,大體可分為擬桿菌,、普氏菌、瘤胃球菌等,。腸道微生物組的基因數(shù)量是人體基因組的100倍以上,,編碼基因的總數(shù)超過330萬,因此,,也稱為人體第二基因組,,這支龐大的微生物部隊,,通過與環(huán)境相互作用,以不同方式影響著咱人類的健康,。雖然科學家開展了許多研究工作,,但是,仍有許多腸道菌無法鑒別,,也就難以了解其在健康中扮演的真實角色,。 細菌參考基因組,,是分析腸道微生物宏基因組的基礎工具,,但是,目前只有不到50%的腸道微生物測序數(shù)據(jù)是有參考基因組可循的,。這背后的主要原因是很多細菌無法在腸道微生物群外生存,,或者是豐度不夠。為解決這個難題,,參與此次研究的科學家,,通過計算方法,利用計算工具補充和指導,,來了解在試驗中無法培養(yǎng)的細菌,,通過對全星球人群的樣本分析,新發(fā)現(xiàn)了1952種人體腸道菌,,這使得人類腸道菌的譜系多樣性增加了281%,。 科學家們發(fā)現(xiàn),,北美和歐洲人群具有大量相同的腸道微生物菌種,,然而,少數(shù)南美和非洲人群的數(shù)據(jù)集,,卻出現(xiàn)了前2種人群所不具有的多樣化特征,。這項研究工作,就像將所有的拼圖混合在一起后,,重建數(shù)百個拼圖,。通過這項工作,,科學家將了解到人類腸道菌的種類及其進化過程,,發(fā)現(xiàn)其扮演的角色。這項工作的深入,,將為建立最全面的胃腸道公共數(shù)據(jù)庫打下基礎,,并開啟前所未有的細菌種群鑒定,幫助了解人類健康及疾病,,并指導診斷和治療?,F(xiàn)在咱們來通過實例看看,,腸道菌群研究到底有啥神奇功用吧。 大家都知道,,是藥三分毒,那么毒是如何來的呢,?最新1期的《科學》發(fā)表了瑞士蘇黎世大學團隊的論文,,學者們發(fā)現(xiàn),腸道微生物是某些藥物的毒副作用的禍首,,甚至可利用藥物中的成分合成有毒化合物,。在這項研究中,學者們選擇了抗焦慮和癲癇的藥物氯硝西泮,,通過測量有毒化合物含量,、氧化、硝基還原,、葡萄糖醛酸化與腸肝循環(huán)等過程,,并觀察缺乏細菌的實驗鼠的藥物轉(zhuǎn)化能力,成功預測了腸道細菌在藥物代謝中的作用,。研究結論是,,腸道微生物在藥物代謝所產(chǎn)生的循環(huán)有毒物中的作用占20%到80%。目前,,科研人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十種腸道細菌可以修飾治療藥物,,雖然還不清楚腸道細菌作用造成的不同藥物代謝的差異有多大,但是,,隨著研究的深入,,細菌與藥物相互作用的更多機制將被揭示,這類研究,,將有助于將藥物使用風險降低到最低限度,。 腸道微生物組應用研究的當前熱點之一,,是免疫治療,。在2015年時,有學者發(fā)現(xiàn),,體內(nèi)缺乏相應腸道菌群的小鼠,,對免疫治療藥物無應答,而在注入特定的脆弱類桿菌后,,治療出現(xiàn)了應答,。學者們還發(fā)現(xiàn),雙歧桿菌可增加小鼠對癌癥免疫治療的反應,。2018年11月,,有學者在《科學》發(fā)現(xiàn)論文指出,,通過收集接受免疫治療的皮膚癌患者的糞便樣本進行分析,發(fā)現(xiàn)免疫治療效果陽性與患者體內(nèi)特定種類的腸道菌群有關,,而服用抗生素治療感染的患者,,往往免疫治療反應不佳。因此,,今后癌癥治療的重要方向是,,通過控制腸道菌群來改善治療效果及預后。從這些應用研究可以看出,,腸道微生物基因組圖譜的價值有無限的想象空間,,收集糞便,看菌下藥,,將成為未來醫(yī)學臨床實踐的必備神技,。記得《智取威虎山》里的聯(lián)絡圖嗎?基因圖譜的用途也許就是那般重要,。 愛誰,,就把健康傳給誰。 |
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