2月5日,，《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(《PNAS》)網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表了中英兩國(guó)5個(gè)機(jī)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(guó)際上引起較大反響,，美國(guó)合眾國(guó)際社及國(guó)內(nèi)多家媒體紛紛進(jìn)行了報(bào)道,。人類元基因組其實(shí)是人類微生物組的另一種說法。近年來,對(duì)該領(lǐng)域研究的逐漸升溫——包括人類元基因組計(jì)劃的醞釀啟動(dòng),、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(guó)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(diǎn)兒”
“人體內(nèi)共生的微生物多達(dá)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(rèn)為，一個(gè)生物,，不管是單細(xì)胞細(xì)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(zhǎng)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(gè)基因組”。
正是這些共生在人體內(nèi),、肉眼不可見的“小不點(diǎn)兒”們,，對(duì)人體的免疫、營(yíng)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(huì)發(fā)生變化,；反之,，體內(nèi)微生物組成的變化，也會(huì)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(shí)而準(zhǔn)確地反映人體的健康狀況。
鑒于了解到人類元基因組對(duì)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(guó)和日本的科研人員相繼啟動(dòng)了人類元基因組研究計(jì)劃,。趙立平教授特別提到,，去年12月9～10日，英,、美,、法,、中等國(guó)科學(xué)家在美醞釀成立“人類微生物組國(guó)際研究聯(lián)盟(IHMC)”，計(jì)劃今年4月聯(lián)合啟動(dòng)“人類元基因組計(jì)劃”,，開始對(duì)人類元基因組的全面研究,。這項(xiàng)被稱為“第二人類基因組計(jì)劃”的項(xiàng)目將對(duì)人體內(nèi)所有共生的微生物群落進(jìn)行測(cè)序和功能分析，其序列測(cè)定工作量至少相當(dāng)于10個(gè)人類基因組計(jì)劃,，并有可能發(fā)現(xiàn)超過100萬個(gè)新的基因，最終在新藥研發(fā),、藥物毒性控制和個(gè)體化用藥等方面實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展,。
▲關(guān)注慢性全身性代謝性疾病
去年12月美國(guó)《科學(xué)》雜志預(yù)測(cè)：人類共生微生物的研究將可能是國(guó)際科學(xué)研究在2008年取得突破的7個(gè)重要領(lǐng)域之一。趙立平教授談到,，當(dāng)前對(duì)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(huì)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,，即非感染性腸道疾病（如腸易激綜合征等）,，現(xiàn)在研究認(rèn)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(rèn)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(gè)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(dòng)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(guó)外也有研究報(bào)道,，補(bǔ)充乳酸菌制劑能緩解模型動(dòng)物的糖尿病癥狀。這“一減一加”的事實(shí)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(duì)其產(chǎn)生重要作用。趙立平教授強(qiáng)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(guó)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(jìn)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(gè)體間發(fā)生轉(zhuǎn)移,；他們對(duì)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(chǔ)組織的基因表達(dá)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(jí)生物體”生理代謝中的地位。這從另一個(gè)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(guó)舞”應(yīng)能獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷
在世界各國(guó)對(duì)人類元基因組研究相繼加大研究力度的同時(shí),，我國(guó)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(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)；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(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所和國(guó)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(guó)際合作項(xiàng)目也已順利啟動(dòng)；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(yíng)養(yǎng)、菌群與肥胖的病例對(duì)照研究”的現(xiàn)場(chǎng)體檢和血液,、尿液和糞便樣品的采集工作,，這是目前國(guó)際上規(guī)模最大的人類元基因組人群研究項(xiàng)目，備受國(guó)際同行關(guān)注,。
但從整體來講,，我國(guó)的人類元基因組研究還處于起步階段。如何充分利用我國(guó)的特有優(yōu)勢(shì)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),，加快人類元基因組研究步伐,，是需要我們認(rèn)真思考的問題。在采訪中,，趙立平教授多次強(qiáng)調(diào),，我國(guó)目前具有多方面的優(yōu)勢(shì)，如果組織得當(dāng),，在國(guó)際人類元基因組研究的大舞臺(tái)上,，應(yīng)該能跳出一支支漂亮的“中國(guó)舞”,。
