頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》及其子刊《自然-醫學(xué)》今日以多篇報道公布了剛剛完成的人類(lèi)微生物組整合計劃（iHMP）。這是一項歷時(shí)十多年的大規模研究，凝結了全球科學(xué)家在多個(gè)領(lǐng)域的智慧。
人類(lèi)微生物組整合計劃（iHMP）由美國國立衛生院自2007年發(fā)起。第1階段的成果曾帶給我們很多前所未見(jiàn)的新知：在正常情況下，原來(lái)每個(gè)人的身體都是多樣性豐富的生態(tài)環(huán)境，種類(lèi)繁多、數量達上百萬(wàn)億的微生物與人體共存，并且它們的組成因個(gè)體、群體和環(huán)境而異。人體微生物組會(huì )影響人的健康狀態(tài)，也在炎癥、代謝障礙等疾病狀態(tài)下受到干擾。
第2階段從2013年啟動(dòng)，科學(xué)家們踏上新的征途，開(kāi)始采用新的多組學(xué)研究方法探尋人體微生物組在疾病過(guò)程中的變化。
這個(gè)項目現在帶來(lái)了剛剛完成的三項成果。來(lái)自多個(gè)研究機構的科學(xué)家團隊分別探尋了三種情況下——炎癥性腸病，糖尿病前期，懷孕和早產(chǎn)——人體微生物組出現哪些變化。這些新發(fā)現將有助于我們理解疾病特征，并有望促進(jìn)疾病治療。
第一篇論文關(guān)注炎癥性腸病，包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎。這類(lèi)慢性疾病影響全世界數百萬(wàn)人。炎癥性腸病無(wú)論是在臨床上還是在免疫學(xué)、分子、遺傳學(xué)、微生物學(xué)水平上都非常復雜。
美國哈佛大學(xué)陳曾熙公共衛生學(xué)院的Curtis Huttenhower教授及同事分析了132名炎癥性腸病患者和健康的對照組被試，在一年時(shí)間里定期采集的糞便、活檢和血液樣本。研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)獨特的生物技術(shù)工具箱，來(lái)了解病情活躍期時(shí)腸道微生物組的組成變化，宿主和微生物組的分子活動(dòng)變化以及基因表達的轉變。
這項研究為炎癥性腸病中的宿主和微生物活動(dòng)提供了迄今為止最全面的描述，相關(guān)資源、結果和數據可以通過(guò)數據庫（http://ibdmdb.org）獲取，有望為理解疾病發(fā)病和進(jìn)展帶來(lái)深刻見(jiàn)解。
第2篇論文關(guān)注糖尿病前期。糖尿病也是一種多因素影響的復雜疾病，在全世界影響人數超過(guò)4億。糖尿病前期是發(fā)生2型糖尿病的高風(fēng)險狀態(tài)，有70%的前期患者最終會(huì )發(fā)展成2型糖尿病，但通常未能得到確診。關(guān)注這一早期階段，有助于及早檢測出2型糖尿病。
斯坦福大學(xué)基因組學(xué)和個(gè)體化醫藥中心主任Michael Snyder教授帶領(lǐng)研究小組對106名健康人和糖尿病前期個(gè)體展開(kāi)了為期4年的研究，分析轉錄組、代謝組、細胞因子和蛋白質(zhì)組的變化以及微生物組的改變來(lái)揭示分子變化、遺傳變化和微生物變化。他們發(fā)現，像白細胞介素-1受體激動(dòng)劑（IL-1RA）和超敏C-反應蛋白（CRP）炎癥標記物與特定的免疫信號傳導可以作為發(fā)病前的個(gè)人分子特征，提示早期疾病發(fā)展的規律。
另一篇發(fā)表在《自然-醫學(xué)》上的論文描述了陰道微生物對于早產(chǎn)風(fēng)險的影響。
早產(chǎn)指的是妊娠不足37周胎兒出生。全世界每年有1500萬(wàn)早產(chǎn)兒，早產(chǎn)發(fā)生率超過(guò)10%。早產(chǎn)是新生兒死亡的重要原因。
弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)Gregory Buck教授及同事在1,527名孕婦的整個(gè)孕期內展開(kāi)研究，通過(guò)對16S核糖體RNA、宏基因組、元轉錄組和細胞因子譜的分析，揭示了與早產(chǎn)風(fēng)險相關(guān)的陰道微生物組變化。例如，早產(chǎn)孕婦的卷曲乳桿菌（Lactobacillus crispatus）水平低于足月妊娠的孕婦，還有多種細菌則過(guò)量存在。這些發(fā)現將有助于為提前預測早產(chǎn)提供指導。
同期《自然》上還刊發(fā)了iHMP項目負責人、美國國立衛生研究院的Lita Proctor博士的評論。展望下一個(gè)十年，她說(shuō)：“我認為，只有當我們不再只是去知道微生物的物種名稱(chēng)分類(lèi)，而開(kāi)始理解微生物之間和微生物與宿主之間復雜多變的生態(tài)關(guān)系和演化關(guān)系，才會(huì )促進(jìn)我們找到治療糖尿病、癌癥和自身免疫疾病的干預措施。”
人類(lèi)微生物組的前期研究讓我們在最近十多年認識到，微生物組是我們重要的“終身伴侶”。現在，通過(guò)生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)、生物醫學(xué)、計算機生物學(xué)等多學(xué)科跨領(lǐng)域的合作，我們將會(huì )更好地了解如何讓我們和這些終身伴侶保持良好的關(guān)系，相互照顧，共同幸福。
參考資料
[1] The Integrative Human Microbiome Project. Nature. Doi: 10.1038/s41586-019-1238-8
[2] Jason Lloyd-Price et al., (2019) Multi-omics of the gut microbial ecosystem in inflammatory bowel diseases. Nature. Doi: 10.1038/s41586-019-1237-9
[3] Wenyu Zhou et al., (2019) Longitudinal multi-omics of host–microbe dynamics in prediabetes. Nature. Doi: 10.1038/s41586-019-1236-x
[4]Jennifer M. Fettweis et al., (2019) The vaginal microbiome and preterm birth. Nature Medicine. Doi: 10.1038/s41591-019-0450-2
[5] Lita Proctor. (2019) What’s next for the human microbiome? Nature. Doi: 10.1038/d41586-019-01654-0
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