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干预菌群或能预防治疗疾病

2015-4-7 11:01| 发布者: admin| 查看: 1509| 评论: 0

      华大基因首席执行官王俊在中国(深圳)IT领袖峰会上演讲。朱洪波 摄

  在22日举办的中国(深圳)IT领袖峰会上,华大基因首席执行官王俊发布的2019年将可免费检测个人基因的消息令人关注。

  对于“人类的第二套基因组”肠道微生物,科学家们也已研究多年,深圳华大基因研究院也已对此研究7年左右时间,2010年以来陆续在《自然》等国际权威期刊发表多篇研究成果,发现多种代谢性疾病、免疫性疾病甚至肿瘤都与肠道菌群存在密切关系。

  华大基因研究院副院长冯强近日接受南方日报记者采访时称,华大基因未来几年将推出针对特定人群的肠道菌群检测项目,可发现条件致病菌、疾病风险菌、代谢功能异常、维生素合成异常等,从而更好地对个人健康进行数字化管理,而且还将推出预防和治疗相关疾病的菌剂和健康食品,通过调整肠道菌群帮助人们达到健康的目标。

  1

  肠道微生物与结直肠癌、Ⅱ型糖尿病存在关联

  居住在人类肠道中的微生物种类极多,数量极大,其中细菌数量是人体细胞总数的10倍。肠道菌群与人体互利共生,人体为微生物提供生存场所和营养,而微生物则为人体产生有益的物质,并保护人类健康,但不当的饮食也会导致肠道菌群的结构失衡,从而引发肥胖、肠炎和糖尿病等各种疾病。

  “肠道细菌可能是21世纪新型药物研发的方向。”冯强告诉记者,华大基因自2009年左右开始研究肠道菌群,在研究过程中越来越认识到肠道菌群的重要性,后来明晰了研究方向,着重研究肠道菌群与健康、饮食等的关联,目前已有约百人左右的团队在进行相关研究。

  据悉,华大基因在肠道菌群与糖尿病、肥胖等疾病的关联研究中已取得了一定研究成果,并已开展相关动物实验,试图进一步阐释肠道微生物与疾病之间的因果关系,验证科研结论,转化科研成果。

  华大基因研究院等专家今年3月在《自然通讯》上发表的研究成果中指出,从物种、功能及生态群落上展示了肠道微生物与结直肠腺瘤及结直肠癌的关联特征,对结直肠腺瘤、结直肠癌的早期诊断及治疗具有重要意义。

  华大基因的研究人员2012年还发现,Ⅱ型糖尿病患者出现了中度的肠道微生物菌群失调,患者肠道中丢失了一些有益菌,反而一些有害菌有所增多,比如,产丁酸细菌在Ⅱ型糖尿病患者中有所减少,而丁酸主要可调节人体肠道微生态平衡,对肠道健康起着关键性的作用。

  2010年,《自然》杂志以封面故事形式着重介绍了由深圳华大基因研究院主要承担的“人体肠道菌群元基因组参考基因集的构建工作”。该研究成果收集了124个来自于欧洲人肠道菌群的样本,采用了新一代大规模高通量的测序技术进行深度测序,产出近6千亿的碱基序列。

  2014年7月,深圳华大基因研究院、华南理工大学及丹麦哥本哈根大学等多家单位的科研人员联合发表了截至当时最具代表性、最高质量、近乎完整的人类肠道微生物参考基因集数据库,研究成果于国际期刊《自然生物技术》杂志在线发表。

  2

  使用抗生素令婴幼儿肠道菌群脆弱

  肠道菌群的状态与人类的饮食、生活环境等密切相关,也受到运动、用药等方面的影响。

  冯强告诉记者,饮食习惯、情绪等反过来也受到肠道菌群的影响,如很多人喜欢吃辣、吃肉,不吃就难受,可能是特定的饮食形成了特定的肠道菌群结构,如果不吃某种食物,肠道细菌就会释放一些信号,从肠道传递到大脑。

  “母乳喂养的孩子肠道菌群建立过程更加完善,疾病抵抗力更强一些。抗生素对肠道菌群的影响非常大,如果婴幼儿刚建立肠道菌群的过程中就使用抗生素,那么他的肠道菌群就会非常脆弱,更容易引发一些疾病。”

  冯强告诉记者,婴儿刚出生时肠道中有少量的菌,顺产出生的婴儿肠道中的菌来自于母亲产道,剖腹产的婴儿肠道中的菌则来自于母亲、接触者的皮肤等。由于母乳中含有很多免疫因子,母亲乳头含有乳酸菌等多种细菌,所以吃母乳的婴儿肠道菌群更加完善,对于婴儿建立健康、正常的肠道菌群更有帮助。从婴儿肠道菌群的状态,也能分辨出婴儿是吃母乳还是配方奶粉。

  华大基因的研究人员还在动物实验中发现,芦荟制品可以调整肠道菌群,降低血脂、血糖,产生的短链脂肪酸会在高脂、高糖的饮食情况下起到正向保护肠道的作用。大蒜也可以对肠道菌群较大影响,适量食用大蒜可以让肠道菌群更加健康。此外,薏米对肠道菌群也有帮助。

  据冯强介绍,约十年前的一项研究发现,将胖人、瘦人的肠道菌群分别移植到老鼠身上,接受胖人肠道菌群的老鼠也变胖,接受瘦人肠道菌群的老鼠变化则不明显,从一个侧面证明了肠道菌群的异常可能会导致肥胖。在另一项研究中,一些极度肥胖的患者在接受胃切除手术后,体重会集聚下降,同时肠道菌群也在发生改变,丰富程度变多的同时,健康状态有所好转。冯强认为,也许未来肥胖者无需进行胃切除手术,直接调整肠道菌群就能够达到预期效果。

  在关于肠道微生物与结直肠腺瘤及结直肠癌的研究中,华大基因研究人员发现,红肉的摄入量与造成肠道环境的恶化的细菌(MLG)正相关,而水果、蔬菜的摄取量与这类细菌则是负相关,这为从肠道微生物的角度解释红肉、蔬菜及水果的摄入与结直肠癌的相关性提供了可能的解释。

  此外,细胞内负责储存铁的蛋白质——血清铁蛋白,与肿瘤患者富集的MLG负相关。铁是许多致病菌生长的关键资源,这些病菌可能以来自宿主或肉类等膳食来源的铁为生。

  在2014年的一项研究中,华大基因等机构的科研人员利用新构建的数据库对中国(60人)和丹麦(100人)两个人群的样本进行了比较分析,发现两者的肠道菌群在物种组成和功能组成上都存在显著差异。

  在丹麦人的样本中,多种厚壁菌门细菌富集(如酒球菌属、乳酸菌属等),而在中国人的样本中富集的微生物更多来自变形杆菌门。在功能组成上,中丹两个群体在营养代谢和外源物质代谢上都体现了显著区别。这些差异可能与不同的饮食和生活环境,或与宿主的遗传因素有关,如丹麦人肠道菌群中酒球菌属富集可能与他们长期饮酒有关。

  3

  华大基因正研发相关菌剂

  “未来还可以开发某些益生菌,对于预防、治疗某些疾病可能会产生重要的效果,比如说治疗糖尿病。”冯强告诉记者,很多人渐渐发现通过改变和调整肠道菌群有时能达到治愈疾病或者保持健康的目的,如已有论文发表了研究结果,称6种细菌做成的“鸡尾酒”对C—diff超级病菌有非常好的治疗结果,也有多个国家用粪便移植治疗IBD炎症性肠炎。

  据冯强介绍,华大基因正在针对肠道菌群与代谢性疾病、免疫性疾病、肿瘤与肠道菌群的关系开展研究,同时还在开发一些新的菌剂、健康辅食。

  “我们的菌剂还在不断地优化过程中,会向国家部门去申报、审批,获取资质。”冯强称,从科学研究角度,华大基因已经证明了很多菌在糖尿病控制等方面的功能,在降低血糖、IBD炎症性肠炎等方面也有一些可以产业化的研究成果。

  关于肠道菌群的检测,在华大基因内部已有多位员工接受过测试,发现有些人的肠道菌群存在代谢功能差异。据冯强介绍,从这些肠道菌群的检测报告中,可以看出某些人喜欢吃肉、吃素还是爱喝酒,可以发现一些未来需要调整的内容,从而调整人的身材胖瘦、血糖高低等。

  “一个人的所有行为都可以变成数字化的行为,他的基因特征、生理特征、表情特征、饮食等所有数据都能够获得,可以对他的所有数据和未来健康走向进行数字化管理。”冯强称,基于华大基因正在研发的新的测序平台,未来进行肠道菌群的检测将比现在更加便宜、高效。

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