2月5日，《美國國家科學(xué)院院刊》(《PNAS》)網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表了中英兩國5個機構(gòu)聯(lián)合完成的有關(guān)人類元基因組與健康的研究成果,，在國際上引起較大反響,，美國合眾國際社及國內(nèi)多家媒體紛紛進行了報道,。人類元基因組其實是人類微生物組的另一種說法,。近年來,對該領(lǐng)域研究的逐漸升溫——包括人類元基因組計劃的醞釀啟動、有關(guān)元基因組重要研究論文的陸續(xù)發(fā)表,，促使更多科研人員給予關(guān)注,。日前，記者就相關(guān)問題采訪了參加“人類微生物組國際研究聯(lián)盟(IHMC)”籌備工作的上海交通大學(xué)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究院趙立平教授,。
▲作用重要的“小不點兒”
“人體內(nèi)共生的微生物多達1000多種,，它們的基因總和叫‘微生物組’，也被稱為‘人類元基因組’,。”趙立平教授如數(shù)家珍地告訴記者：“人們一直認為,，一個生物，不管是單細胞細菌還是像人類這樣的高等生物,，都是由基因信息控制其生老病死,。”但是，越來越多的研究表明,，人體的生理代謝和生長發(fā)育除受自身基因控制外,，人體里共生的大量微生物的遺傳信息也發(fā)揮著重要作用，它們所編碼的基因數(shù)量是人體自身基因數(shù)量的50～100倍,，相當(dāng)于人體的“第二個基因組”,。
正是這些共生在人體內(nèi)、肉眼不可見的“小不點兒”們,，對人體的免疫、營養(yǎng)和代謝等起著至關(guān)重要的作用,。一方面,，人體的健康狀況發(fā)生變化，體內(nèi)共生微生物的組成就會發(fā)生變化,；反之,，體內(nèi)微生物組成的變化，也會導(dǎo)致人體健康狀況的改變,。因此,，人體共生微生物的組成可以真實而準確地反映人體的健康狀況。
鑒于了解到人類元基因組對人體健康的重要性,，科學(xué)界積極開展了相關(guān)研究,。如歐盟,、美國和日本的科研人員相繼啟動了人類元基因組研究計劃。趙立平教授特別提到,，去年12月9～10日,，英、美,、法,、中等國科學(xué)家在美醞釀成立“人類微生物組國際研究聯(lián)盟(IHMC)”，計劃今年4月聯(lián)合啟動“人類元基因組計劃”,，開始對人類元基因組的全面研究,。這項被稱為“第二人類基因組計劃”的項目將對人體內(nèi)所有共生的微生物群落進行測序和功能分析，其序列測定工作量至少相當(dāng)于10個人類基因組計劃,，并有可能發(fā)現(xiàn)超過100萬個新的基因,，最終在新藥研發(fā)、藥物毒性控制和個體化用藥等方面實現(xiàn)突破性進展,。
▲關(guān)注慢性全身性代謝性疾病
去年12月美國《科學(xué)》雜志預(yù)測：人類共生微生物的研究將可能是國際科學(xué)研究在2008年取得突破的7個重要領(lǐng)域之一,。趙立平教授談到，當(dāng)前對人類元基因組研究發(fā)現(xiàn),，腸道菌群結(jié)構(gòu)的改變與失衡除會導(dǎo)致腸道疾病外,，還與很多慢性全身性的代謝性疾病，如糖尿病,、肥胖,，甚至是癌癥的發(fā)生有著密切關(guān)系。
過去一些找不到確切病原菌的腸道疾病,，即非感染性腸道疾?。ㄈ缒c易激綜合征等），現(xiàn)在研究認為,，腸道內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)失調(diào)可能與其發(fā)生有重大關(guān)系,。因而在治療上，就可以選擇一些改善腸道菌群失調(diào)的微生態(tài)制劑,。
糖尿病原來僅僅被認為是糖代謝異常,，現(xiàn)在研究卻發(fā)現(xiàn)，菌群失調(diào)可能是造成糖尿病發(fā)生的一個影響因素,。趙立平教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn),，糖尿病模型動物腸道中的一些特定菌的數(shù)量有所變化——兩種乳酸菌數(shù)量明顯下降。國外也有研究報道,，補充乳酸菌制劑能緩解模型動物的糖尿病癥狀,。這“一減一加”的事實說明，腸道內(nèi)某些種類的乳酸菌可能參與了糖尿病的發(fā)生發(fā)展過程。菌群的變化不僅是糖尿病的后果,，也可能是糖尿病的誘因,。
盡管肥胖受一定的遺傳因素影響，但環(huán)境因素也對其產(chǎn)生重要作用,。趙立平教授強調(diào),，菌群就是其中之一，即飲食結(jié)構(gòu)改變產(chǎn)生的菌群結(jié)構(gòu)異?？蓪?dǎo)致肥胖,。美國學(xué)者Gordon及其同事近年來在肥胖與菌群關(guān)系的一系列研究上取得了突破性進展。他們發(fā)現(xiàn),，遺傳性肥胖小鼠和瘦型小鼠腸道菌群的組成有明顯差異,，且肥胖表型可以隨菌群在不同個體間發(fā)生轉(zhuǎn)移；他們對人體的研究也獲得了相似的結(jié)果,。更令人興奮的發(fā)現(xiàn)是,，腸道菌群可以直接調(diào)節(jié)宿主脂肪存儲組織的基因表達活性，使宿主增加脂肪的積累,。這些研究有力地支持了腸道菌群在人類這樣的“超級生物體”生理代謝中的地位,。這從另一個角度證明，肥胖是人的基因和微生物基因共同作用的結(jié)果,，甚至在某種程度上,，后者的作用可能更大。
▲“中國舞”應(yīng)能獨領(lǐng)風(fēng)騷
在世界各國對人類元基因組研究相繼加大研究力度的同時,，我國學(xué)者也不甘示弱,。目前，圍繞腸道菌群與感染性疾病的關(guān)系,，由浙江大學(xué)第一附屬醫(yī)院牽頭的國家“973”計劃項目已經(jīng)啟動,；在科技部和上海市的支持下，由上海交通大學(xué)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究院,、中科院營養(yǎng)科學(xué)研究所和國家人類基因組南方中心等單位承擔(dān)的中法腸道元基因組國際合作項目也已順利啟動,；在上海市疾病控制中心(CDC)、閘北區(qū)CDC和盧灣區(qū)CDC的大力配合下,，已經(jīng)完成了1000多人的上海常住居民“營養(yǎng),、菌群與肥胖的病例對照研究”的現(xiàn)場體檢和血液、尿液和糞便樣品的采集工作,，這是目前國際上規(guī)模最大的人類元基因組人群研究項目，備受國際同行關(guān)注,。
但從整體來講,，我國的人類元基因組研究還處于起步階段。如何充分利用我國的特有優(yōu)勢參與國際競爭，加快人類元基因組研究步伐,，是需要我們認真思考的問題,。在采訪中，趙立平教授多次強調(diào),，我國目前具有多方面的優(yōu)勢,，如果組織得當(dāng)，在國際人類元基因組研究的大舞臺上,，應(yīng)該能跳出一支支漂亮的“中國舞”,。
