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?yàn)橹参飬^(qū)系與疾病關(guān)系中最重要的科學(xué)問(wèn)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(lái)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(lèi)微生物組研究的熱潮。

僅在2018年，就有2400多項(xiàng)臨床試驗(yàn)來(lái)測(cè)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(shí)美施貴寶等。還與微生物集團(tuán)公司簽署了合作協(xié)議，以開(kāi)發(fā)更多新的微生物治療藥物。

但《中國(guó)科學(xué)報(bào)》在采訪中發(fā)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)多位專家表示，目前對(duì)植物區(qū)系的研究似乎存在“虛熱”的盲目現(xiàn)象，因?yàn)橹参飬^(qū)系與疾病關(guān)系中最重要的科學(xué)問(wèn)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(jī)制有著根本的不同。如果我們按照過(guò)去‘傳染病’的思路，在微生物學(xué)領(lǐng)域?qū)ふ宜^的好項(xiàng)目進(jìn)行投資，結(jié)果可能是相反的?！绷_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(lèi)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(wú)數(shù)生命，顯著提高了人類(lèi)的壽命。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所所長(zhǎng)劉雙江寫(xiě)道：“一種微生物拯救了成千上萬(wàn)的個(gè)體生命，一群微生物可以拯救未來(lái)人類(lèi)的生存?！彼J(rèn)為，人類(lèi)微生物組的研究成果將對(duì)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(xì)胞數(shù)量可達(dá)人體自身的10倍，且有數(shù)十億個(gè)，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(bào)道，澳大利亞哈德遜醫(yī)學(xué)研究所、英國(guó)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(xì)菌。這些新資源將為開(kāi)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(lèi)健康的“晴雨表”。它們通過(guò)參與免疫調(diào)節(jié)、能量代謝、神經(jīng)信號(hào)傳遞和感染控制來(lái)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(yán)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)人體有滋養(yǎng)和保護(hù)作用。有害細(xì)菌可產(chǎn)生神經(jīng)毒素、致癌物和游離抗原，進(jìn)入血液后可引起兒童孤獨(dú)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(guó)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(kāi)始成為新治療藥物的豐富來(lái)源。

糞菌移植現(xiàn)在是醫(yī)學(xué)上的熱門(mén)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(shí)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(xì)菌移植之所以有效，是因?yàn)榛颊吣c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(gè)模糊的說(shuō)法?！壁w麗萍說(shuō)。

患者的菌群與健康人的菌群不同，可能有兩個(gè)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(rèn)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(gè)尚未解決的科學(xué)問(wèn)題。

不僅如此，人類(lèi)菌群中還有成千上萬(wàn)的微生物，除了細(xì)菌之外，還包括古細(xì)菌、病毒、真菌和原生動(dòng)物。什么對(duì)人體有好處？哪些對(duì)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(méi)有，哪些是有害的？這些問(wèn)題還不清楚。

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

“慢性病看似是有害微生物過(guò)度生長(zhǎng)引起的，但實(shí)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(shù)，起到穩(wěn)定全局的作用，但若大樹(shù)沒(méi)了，環(huán)境發(fā)生惡化，有害菌才會(huì)滋生。

在趙立平看來(lái)，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(guò)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(shù)細(xì)菌”找到，用營(yíng)養(yǎng)和“引種”的手段將其恢復(fù)并促使它長(zhǎng)到一定的數(shù)量，這樣才能夠從根本上解決問(wèn)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(yíng)養(yǎng)為主，藥物為輔。”趙立平說(shuō)，“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(chē)的機(jī)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(guó)紛紛開(kāi)展微生物組計(jì)劃，包括“人類(lèi)腸道宏基因組計(jì)劃”、美國(guó)“人體微生物組計(jì)劃”等。

但到目前為止，由于方法和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，對(duì)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(rèn)識(shí)。趙立平指出，這個(gè)問(wèn)題將造成無(wú)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(shí)嚴(yán)重制約了微生物組技術(shù)在健康測(cè)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(píng)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(kāi)展“人類(lèi)健康微生物組計(jì)劃”，把健康人體共生微生物組的基因組成變化全部測(cè)定出來(lái)，形成健康的基準(zhǔn)，從而推動(dòng)菌群在疾病防治和健康維護(hù)中的作用研究。

他特別建議啟動(dòng)“國(guó)際華族健康微生物組研究計(jì)劃”，希望通過(guò)對(duì)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(duì)穩(wěn)定，而飲食結(jié)構(gòu)和生活方式發(fā)生快速變化時(shí)，菌群結(jié)構(gòu)的改變?cè)诩膊∽V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(jī)制。

“要解決中國(guó)人的健康問(wèn)題，首先得有一個(gè)中國(guó)人的健康微生物組參考標(biāo)準(zhǔn)。如果我們盡快行動(dòng)，就可以給全世界微生物組研究樹(shù)立一個(gè)榜樣，從而起到引領(lǐng)的作用。那么，中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域里就有了后發(fā)優(yōu)勢(shì)。這對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)將是一個(gè)變道超車(chē)的機(jī)遇。”趙立平說(shuō)。