傳染病和慢性病與微生物有關(guān)

目前，在植物區(qū)系研究中似乎存在“虛熱”的盲目現(xiàn)象，因為植物區(qū)系與疾病關(guān)系中最重要的科學(xué)問題，即“因果關(guān)系”，尚未得到明確回答。

微生物群是指在人體內(nèi)外“定居”的所有微生物的總稱，又稱菌群。越來越多的研究證明，炎癥性腸病、糖尿病、多發(fā)性硬化、自閉癥、癌癥等疾病與人體菌群密切相關(guān)，這也促使了全球人類微生物組研究的熱潮。

僅在2018年，就有2400多項臨床試驗來測試基于微生物組研究的治療方法。不僅如此，很多大型制藥公司，如武田、輝瑞、百時美施貴寶等。還與微生物集團公司簽署了合作協(xié)議，以開發(fā)更多新的微生物治療藥物。

但《中國科學(xué)報》在采訪中發(fā)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)多位專家表示，目前對植物區(qū)系的研究似乎存在“虛熱”的盲目現(xiàn)象，因為植物區(qū)系與疾病關(guān)系中最重要的科學(xué)問題，即“因果關(guān)系”，尚未得到明確回答。此外，微生物組研究經(jīng)常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)，但它們的機制有著根本的不同。如果我們按照過去‘傳染病’的思路，在微生物學(xué)領(lǐng)域?qū)ふ宜^的好項目進行投資，結(jié)果可能是相反的。”羅格斯大學(xué)、上海交通大學(xué)特聘講座教授趙麗萍教授提醒。

人類健康的晴雨表

微生物的代謝產(chǎn)物——青霉素的發(fā)現(xiàn)，挽救了無數(shù)生命，顯著提高了人類的壽命。中國科學(xué)院微生物研究所所長劉雙江寫道：“一種微生物拯救了成千上萬的個體生命，一群微生物可以拯救未來人類的生存?！彼J為，人類微生物組的研究成果將對慢性病的防治、亞健康的調(diào)理、醫(yī)學(xué)觀念的革命和新技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

人體皮膚、口腔、腸道等很多部位都有大量的微生物。生活在人體內(nèi)外的微生物的細胞數(shù)量可達人體自身的10倍，且有數(shù)十億個，其中90%以上的共生微生物生活在人體消化道內(nèi)，即“腸道菌群”。

2月4日，Nature Biotechnology報道，澳大利亞哈德遜醫(yī)學(xué)研究所、英國韋爾科姆桑格研究所和EMBL歐洲生物信息學(xué)研究所的科學(xué)家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)治療胃腸疾病、感染和免疫疾病的新方法奠定基礎(chǔ)。

植物群也被稱為人類健康的“晴雨表”。它們通過參與免疫調(diào)節(jié)、能量代謝、神經(jīng)信號傳遞和感染控制來影響人們的身體狀況。上海海洋大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院教授馬明表示，腸道菌群與消化道疾病、代謝性疾病、免疫性疾病、心血管疾病和精神疾病有關(guān)。例如，自閉癥兒童腸道微生物多樣性和豐度的降低與自閉癥的嚴重程度顯著相關(guān)。

趙麗萍還在《自然》雜志上發(fā)表論文稱，有益菌能產(chǎn)生抗炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化物質(zhì)，還能合成維生素、氨基酸、丁酸鹽等營養(yǎng)物質(zhì)，對人體有滋養(yǎng)和保護作用。有害細菌可產(chǎn)生神經(jīng)毒素、致癌物和游離抗原，進入血液后可引起兒童孤獨癥、老年癡呆、肥胖、糖尿病、冠心病甚至癌癥等慢性疾病。

跳出“傳染病”的思維

隨著微生物組研究的深入，全球許多跨國公司在大量研究的基礎(chǔ)上提出了微生物制藥、輔助治療和各種產(chǎn)品，微生物開始成為新治療藥物的豐富來源。

糞菌移植現(xiàn)在是醫(yī)學(xué)上的熱門話題。馬明介紹，糞菌移植是將健康志愿者的腸道菌群轉(zhuǎn)移到患者腸道，修復(fù)患者的菌群系統(tǒng)，實現(xiàn)腸道及腸外疾病的治療。糞菌移植這種新方法，還可以緩解高血壓、肥胖甚至抑郁。

“糞便細菌移植之所以有效，是因為患者腸道中缺失的重要有益菌被重新引入體內(nèi)。然而，健康人的胃里應(yīng)該有哪些重要的有益菌，目前還是一個模糊的說法?！壁w麗萍說。

患者的菌群與健康人的菌群不同，可能有兩個原因。首先，一些疾病首先出現(xiàn)在人體內(nèi)，然后菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；第二，菌群結(jié)構(gòu)的變化引起人體的病理變化。然而，在許多情況下，確認菌群與疾病之間的關(guān)系只是“相關(guān)性”還是“因果關(guān)系”，仍然是一個尚未解決的科學(xué)問題。

不僅如此，人類菌群中還有成千上萬的微生物，除了細菌之外，還包括古細菌、病毒、真菌和原生動物。什么對人體有好處？哪些對人體有害？哪些可能是“中間派”，如果控制得當(dāng)，哪些是有益的，如果沒有，哪些是有害的？這些問題還不清楚。

趙麗萍說，目前微生物組學(xué)研究往往陷入傳染病研究的誤區(qū)，認為“某一病原體對應(yīng)某一疾病”，殺滅有害細菌就能實現(xiàn)疾病治療。其實這種思維是不正確的。

“慢性病看似是有害微生物過度生長引起的，但實際上是有害微生物的增加。

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“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(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(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(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，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(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榜樣，從而起到引領(lǐng)的作用。那么，中國在這個領(lǐng)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。