胃肠道健康

营养在线 | “菌群热”该冷静一下了!赵立平建议启动“国际华族健康微生物组研究计划”

当前的菌群研究似乎存在着盲目“虚热”的现象,因为菌群与疾病关系中最重要的科学问题,也就是“因果关系”问题并没有得到明确答案。

微生物组是指在人体内外“定居”的所有微生物的总称,也可称为菌群。越来越多的研究证明,炎症性肠病、糖尿病、多发性硬化症、孤独症、癌症等多种疾病,都与人体菌群有着密切关系,这也促使全球掀起人体微生物组研究的热潮。

仅在2018年,就有2400多项临床试验在微生物组研究的基础上测试治疗方法。不仅如此,许多大型制药公司,如武田、辉瑞和百时美施贵宝等,也纷纷与微生物组公司签署合作协议,以期开发更多的新型微生物治疗药物。

可是,《中国科学报》在采访中发现,很多业内专家表示,当前的菌群研究似乎存在着盲目“虚热”的现象,因为菌群与疾病关系中最重要的科学问题,也就是“因果关系”问题并没有得到明确答案。另外,对于微生物组研究往往会陷入传染病研究模式的误区。

“传染病和慢性病都与微生物有关系,但两者的发生机制根本就不一样。如果按照以往‘传染病’的思路去找微生物组领域里所谓的好项目去投资,结果就有可能是南辕北辙。”美国罗格斯大学冠名讲席教授、上海交通大学特聘教授赵立平提醒道。

人体健康的“晴雨表”

微生物的代谢产物——青霉素的发现,挽救了无数人的生命,显著提高了人类寿命。中国科学院微生物研究所所长刘双江发文指出:“一种微生物拯救了成千上万的个体生命,一群微生物能够拯救未来人类的生存。”他认为,人体微生物组研究成果将在慢性病的预防和控制、亚健康的调理、医疗理念的革命和新技术发展等领域产生重大影响。

人类的皮肤、口腔、肠道等诸多部位都存在着大量的微生物,在人体内外生活的微生物的细胞数量可以达到人体自身细胞数量的10倍,有百万亿之多,其中有超过90%的共生微生物生活在人体的消化道内,即“肠道菌群”。

2月4日,Nature Biotechnology报道,来自澳大利亚哈德森医学研究所、英国Wellcome Sanger研究所和EMBL欧洲生物信息学研究所的科学家,又从健康人的肠道中发现并分离出100多种全新的细菌,这些新资源将为开发治疗胃肠道疾病、感染和免疫疾病等疾病的新方法奠定基础。

菌群也被称为人体健康的“晴雨表”,它们通过参与人体的免疫调节、能量代谢、神经信号传导、感染控制等,影响人们的身体状况。上海海洋大学食品学院教授马明介绍,肠道菌群就与消化道疾病、代谢类疾病、免疫类疾病、心血管疾病以及精神疾病都有关系。例如,自闭症患儿肠道微生物多样性和丰度的减少程度就与自闭症严重程度显著相关。

赵立平此前也在《自然》杂志发文指出,有益菌可以产生消炎、镇痛、抗氧化的物质,还可以合成维生素、氨基酸、丁酸盐等营养成分,对人体有滋养和保护作用;有害菌则可以产生神经毒素、致癌物质和游离抗原,进入血液后能够引起儿童自闭症、老年痴呆、肥胖症、糖尿病、冠心病,甚至癌症等慢性病。

跳出“传染病”研究思路

随着微生物组研究的不断深入,全球不少跨国公司基于大量研究,提出微生物制药、辅助治疗并推出各种产品,微生物开始成为新型治疗药物的丰富来源。

粪菌移植就是现在的医学热门,马明介绍,粪菌移植就是将健康志愿者的肠道菌群转移到病人肠道中来修复患者的菌群系统,实现肠道及肠道外疾病的治疗。粪菌移植这一新手段还能对高血压、肥胖甚至抑郁症起到缓解作用。

“粪菌移植之所以有效,就是因为把病人肠道里缺失的重要有益菌给重新引种回来了。但是,健康人肚子里应该有哪些重要的有益菌,目前仍是一笔糊涂账。”赵立平说。

病人的菌群与健康人有差别,可能有两个原因。一是人体先出现某种疾病,然后导致菌群结构发生变化;二是菌群结构的变化引起人体的病理性变化。但是,目前确认菌群与疾病的关系仅仅是“相关关系”还是“因果关系”,在很多情况下仍然是一个未解的科学问题。

不仅如此,人体菌群有上千种微生物,除了细菌,还包括古菌、病毒、真菌和原生动物等。哪些对人体有益?哪些对人体有害?哪些可能是“中间派”,控制得当就有益,反之则有害?这些问题仍未搞清楚。

赵立平表示,现在,微生物组研究往往会陷入传染病的研究误区,认为“某种病菌对应某种疾病”,杀灭有害菌就可以实现疾病治疗。实际上,这种思路并非正确。

“慢性病看上去好像也是因为有害的微生物生长过多造成,但其实,有害微生物的增加是由能够压制它们的有益菌减少导致的。”赵立平把人体菌群比喻成热带雨林,有益菌就像大树,起到稳定全局的作用,但若大树没了,环境发生恶化,有害菌才会滋生。

在赵立平看来,结构失调的肠道菌群可能是诱发慢性病的重要因素,真正想要通过研究微生物组去预防或治疗慢性病,核心就在于恢复正常的菌群生态系统,把“大树细菌”找到,用营养和“引种”的手段将其恢复并促使它长到一定的数量,这样才能够从根本上解决问题。

“微生物组研究方向要以健康人的研究为主,病人的研究为辅。另外,要以营养为主,药物为辅。”赵立平说,“但现在的大型制药公司很难这样转变自己的思路。”

抓住变道超车的机遇

正由于微生物在疾病治疗、人体健康方面具有重要作用,各国纷纷开展微生物组计划,包括欧盟“人类肠道宏基因组计划”、美国“人体微生物组计划”等。

但到目前为止,由于方法和标准不统一,对于健康人的微生物组的结构特征依然缺乏统一的认识。赵立平指出,这个问题将造成无法在全球尺度上揭示微生物组影响人体健康的基本规律,同时严重制约了微生物组技术在健康测量和判定、疾病诊断和预警以及产品疗效和毒副作用评估等方面的应用。

为此,赵立平等人在《自然》杂志发文,呼吁组织全球的力量,开展“人类健康微生物组计划”,把健康人体共生微生物组的基因组成变化全部测定出来,形成健康的基准,从而推动菌群在疾病防治和健康维护中的作用研究。

他特别建议启动“国际华族健康微生物组研究计划”,希望通过对海内外华人的肠道微生物组结构变化与健康关系的系统研究,深入理解在遗传背景相对稳定,而饮食结构和生活方式发生快速变化时,菌群结构的改变在疾病谱的变化中的地位和作用,从而有助于深入揭示慢性病的发病新机制。

“要解决中国人的健康问题,首先得有一个中国人的健康微生物组参考标准。如果我们尽快行动,就可以给全世界微生物组研究树立一个榜样,从而起到引领的作用。那么,中国在这个领域里就有了后发优势。这对中国来说将是一个变道超车的机遇。”赵立平说。

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