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腸道菌群——你所不知道的人體“第二基因組”

2014-06-11 15:53

你知道剛剛過去的5月29日是什么日子嗎?

1958年,世界腸道健康組織(WGO)創(chuàng)始人Henry Cohen博士提出,5月29日這一天將永久的成為“世界腸道健康日。2005年5月29日,WGO的研究人員與來自世界各地的胃腸道學(xué)者齊聚一堂,舉行了第一次腸道健康研討會。5年后,中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(CIFST)于北京召開的第五屆“乳酸菌與健康”國際研討會上,將“世界腸道健康日”這個概念引入中國,旨在提升公眾的腸道健康意識。

腸道中與人體共生或寄生的微生物如細(xì)菌、原生動物、病毒等可被稱為人類的“第二基因組”,“第二基因組”有著龐大數(shù)量和類群基礎(chǔ)的細(xì)菌,其分布平衡對人體健康尤為重要。一些常見的疾病包括糖尿病、哮喘、慢性腹瀉、腸易激綜合癥(IBS)、炎癥性腸道病(IBD)、肥胖癥、免疫力低下等都被發(fā)現(xiàn)與細(xì)菌分布平衡的失調(diào)有密切關(guān)聯(lián)。隨著細(xì)菌種群分布臨床研究調(diào)查的深入,這些與人體健康密切相關(guān)的菌群的功能將越來越多被認(rèn)知。而準(zhǔn)確、快速地獲得樣本細(xì)菌的組成信息對腸道疾病研究具有重要意義。

作為一家以基因組服務(wù)為核心的全球公司,菌群檢測服務(wù)是金唯智的核心業(yè)務(wù)之一。服務(wù)內(nèi)容主要包括幫助臨床研究人員分析菌群種類和分布數(shù)據(jù),揭示菌群特征與健康的關(guān)聯(lián),協(xié)助制定相應(yīng)的疾病治療或健康管理方案等。生物谷前不久在世界腸道健康日之際,圍繞腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致的常見疾病及菌群檢測服務(wù)等問題專訪了金唯智(GENEWIZ,Inc.) 副總裁胡光輝博士,以讓讀者更好地了解腸道健康知識及提高腸道健康意識。以下為本次專訪記錄。

胡光輝博士

生物谷:每年的5月29日被世界腸道健康組織(WGO)創(chuàng)始人Henry Cohen博士定為“世界腸道健康日”,關(guān)于人體腸道健康知識,現(xiàn)代人們對此認(rèn)知水平如何?

胡光輝:很多人以為腸道的作用僅僅是消化吸收營養(yǎng)素和排泄廢物。確實,腸道是人體最大的“加油站”和“排污廠”。人體所需要和產(chǎn)生的90%以上的營養(yǎng)素及廢物是由腸道消化吸收和排出的。人的一生中,腸道平均要處理20多噸食品和3萬公升液體。但腸道對人類健康的作用遠(yuǎn)不止這些。腸道還是人體最大的疾病防御堡壘和免疫器官。這個管道是對外界環(huán)境是開放的,這導(dǎo)致外界的細(xì)菌、病毒和毒素等很容易入侵腸道。為了抵御經(jīng)口進(jìn)入的大量致病菌的侵襲,人體70%以上的免疫細(xì)胞都位于腸黏膜內(nèi),其所含的淋巴細(xì)胞數(shù)量遠(yuǎn)高于其它淋巴組織。另外,腸道是人體的“第二大腦”,它有1億以上的神經(jīng)元,能夠獨立運作,自主判斷,發(fā)號施令。如果腸道患有疾病,會給大腦帶來不良影響。

值得特別指出的是,腸道除了腸體以外,還生存著超過百萬億的微生物,兩者的互動平衡保證了腸道整體的健康。其中,微生物包含了細(xì)菌、原生動物以及病毒等,被稱為人體“第二基因組”?,F(xiàn)在,人們可能已經(jīng)了解人體基因的重要性及人體基因組計劃,而對腸道微生物所代表的人體“第二基因組”認(rèn)識卻不多?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證據(jù)表明,腸道微生物尤其是細(xì)菌分布的平衡對人體的健康非常重要。隨著科學(xué)研究的深入和知識普及,人們對腸道菌群的認(rèn)知也在加強。一個健康的人不僅應(yīng)當(dāng)有健康的體魄,還應(yīng)當(dāng)具備健康的腸道菌群。

生物谷:腸道菌群失調(diào)可能會導(dǎo)致哪些常見的疾病? 能否舉例說明某些疾病由哪些特定細(xì)菌分布失衡引發(fā)?生活中我們該怎樣保衛(wèi)腸道?

胡光輝:菌群失調(diào)會導(dǎo)致一系列的健康問題,包括腸道疾?。ū热缈肆_恩病、腸易激綜合征、便秘、腹瀉、脹氣、消化不良等)、代謝綜合癥(高血脂、高血壓、肥胖、糖尿病)、免疫力低下、心臟病、營養(yǎng)不良、過敏、哮喘、癌癥和精神疾?。ū热缫钟舭Y、自閉癥)。目前的研究大部分還集中在整體菌群失調(diào)對這些常見疾病的影響,尚沒有太多與特定細(xì)菌分布失衡相關(guān)的報道。但隨著這方面研究的不斷深入,疾病與特定細(xì)菌之間的相關(guān)性也越來越多的被發(fā)現(xiàn)。比如中國科學(xué)家在2012年首次發(fā)現(xiàn)一種叫做陰溝腸桿菌的腸道細(xì)菌是造成肥胖的直接元兇之一,它在人的腸道里過度生長是肥胖的原因,而不是結(jié)果。這也是國際上首次證明腸道細(xì)菌與肥胖之間具有直接因果關(guān)系。

在生活中,多食粗糧和水果,少吃葷腥食品和腌制食品,以及避免服用或注射光譜抗生素,盡量選擇針對性抗生素,適當(dāng)補充益生菌和益生元產(chǎn)品,都有益于維護腸道的菌群健康分布。

生物谷:隨著對細(xì)菌種群分布調(diào)查臨床研究的深入,金唯智推出了FloraCheckTM菌群檢測服務(wù),能否簡要介紹下該檢測技術(shù)?開發(fā)此項技術(shù)的難點在哪里?

胡光輝:FloraCheckTM主要針對細(xì)菌基因的一些高度可變區(qū)域,使用我們自主開發(fā)的特殊引物進(jìn)行擴增和均勻覆蓋,然后通過新一代測序方法獲得基因序列,經(jīng)與菌種數(shù)據(jù)庫序列比對和生物信息學(xué)分析后,確定樣品的菌種組成,相對含量和多樣性。其技術(shù)難點在于,如何設(shè)計合適的引物組合,既能全面測出各種菌種,又能真實反映他們的相對含量。

生物谷:金唯智FloraCheckTM菌群檢測服務(wù)和市場上同類產(chǎn)品相比具有哪些優(yōu)勢?主要應(yīng)用于哪些細(xì)分領(lǐng)域?

胡光輝:FloraCheckTM的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面:檢測技術(shù)和解讀報告。檢測技術(shù)的優(yōu)勢包括自主設(shè)計的多引物大大提高了檢測的靈敏度和對相似細(xì)菌的區(qū)分,可檢測出低豐度的細(xì)菌;檢測結(jié)果重現(xiàn)性好,確保無序列偏好,客觀反應(yīng)品菌種組成和相對含量。解讀報告依據(jù)最新和最全面的醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展,綜合菌群多樣性和菌群種類與健康關(guān)聯(lián),提供可行的健康管理建議。

FloraCheckTM可應(yīng)用于各種樣本的菌群分析,包括對人體腸道、口腔、體表、泌尿系統(tǒng)等部位的菌群分析,尤其可幫助亞健康人群、消化系統(tǒng)疾病、糖尿病或肥胖癥等患者,通過確定和實時跟蹤腸道菌群狀態(tài),結(jié)合合理的干預(yù)措施,幫助患者腸道早日回歸菌群生態(tài)平衡,從而改善健康狀況,提高生活質(zhì)量。

生物谷:目前的腸道菌群研究熱點有哪些?怎樣看待腸道菌群在疾病治療和健康管理方面的前景?

胡光輝:目前腸道菌研究主要包括三個方面:菌群變化與疾病/健康的相關(guān)性;腸道菌對藥物代謝和個性化治療的影響;通過對腸道菌的干預(yù)來達(dá)到治療的目的(這包括糞菌移植、特制菌藥丸等)。這些臨床科學(xué)研究非常重要,不但極大程度的增加了我們對人體與腸道共生細(xì)菌的認(rèn)識,還幫助我們設(shè)計合理的菌群干預(yù)方案。在疾病治療和健康管理方面,預(yù)計在不久的將來,將逐步走向個性化,菌群干預(yù)產(chǎn)品也會多樣化。比如根據(jù)腸道菌群的檢測結(jié)果,可以選擇正對性的益生菌進(jìn)行干預(yù)。

生物谷:除了FloraCheckTM菌群檢測服務(wù),金唯智還提供哪些與健康相關(guān)的業(yè)務(wù)?

胡光輝:作為國際領(lǐng)先的全球性基因組服務(wù)公司,金唯智有世界一流的研發(fā)團隊。在基因組臨床應(yīng)用方面,我們除了FloraCheckTM菌群檢測服務(wù)之外,我們最近還推出了PGxOneTM藥物基因組檢測,該檢測平臺已獲得美國CLIA實驗室資質(zhì)和CAP認(rèn)證;PGxOneTM通過全面檢測與藥物使用相關(guān)的基因,幫助臨床醫(yī)生確定個體最佳的藥物或其使用劑量,避免毒副作用。在癌癥基因組檢測方面,我們的OncoGxOneTM Plus平臺是目前世界上唯一可以為個性化靶向用藥、化療用藥和細(xì)胞免疫治療提供指導(dǎo)信息的癌癥基因檢測技術(shù)。除了臨床應(yīng)用之外,OncoGxOnTM  Plus也可用于癌癥的標(biāo)記物發(fā)現(xiàn)和機理研究。另外,我們正在開發(fā)一系列的癌癥無創(chuàng)早期篩查和監(jiān)控,即通過對無創(chuàng)樣品如血液、尿液、糞便和宮頸刮片等深度分析癌癥相關(guān)基因的突變信息,達(dá)到早期檢測和治療后跟蹤監(jiān)控。(生物谷Bioon.com)

胡光輝簡介

留美生物醫(yī)學(xué)博士,現(xiàn)任金唯智(GENEWIZ, Inc.) 副總裁和全球轉(zhuǎn)化基因組學(xué)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人,之前擔(dān)任國際知名藥物公司默克/ 默沙東 (Merck & Co.) 副總監(jiān)、葛蘭素史克 (GlaxoSmithKline) 研究員和主任科學(xué)家、以及美國 Tanox 生物制藥公司科學(xué)家 (注:該公司已并入基因泰克(Genentech)/羅氏(Roche)),主要致力于結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物信息學(xué)和基因組學(xué)的研究和它們在藥物開發(fā)、病理診斷和個體化治療方面的應(yīng)用。胡博士1992 年畢業(yè)于清華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系,1995年獲中國科學(xué)院生物物理專業(yè)碩士學(xué)位;2000年獲美國貝勒醫(yī)學(xué)院 (Baylor College of Medicine) 結(jié)構(gòu)計算生物學(xué)和分子物理學(xué)博士學(xué)位,隨后在美國加州大學(xué) (UCLA) 從事生物信息學(xué)的博士后研究。胡博士至今發(fā)表的論文/著作/國際專利幾十篇/項,10個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被收入國際PDB數(shù)據(jù)庫,超過5萬個遺傳變異位點(SNP)被收入國際dbSNP數(shù)據(jù)庫。胡博士多次受邀在大學(xué)和國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表演講,擔(dān)任會議主席、組委和顧問,以及學(xué)術(shù)論文、美國國立健康研究院 (NIH)/美國國立癌癥研究所(NCI) 資助項目的評審。胡博士現(xiàn)為Sigma Xi Society、美國臨床腫瘤學(xué)會(ASCO)等組織的會員,以及清華生物醫(yī)藥協(xié)會的會長。胡博士曾在國際著名的沃頓商學(xué)院 (The Wharton Business School) 獲得過管理和市場方面的培訓(xùn),并于2007-2011年在美國創(chuàng)辦新世紀(jì)醫(yī)學(xué)公司 (New Century Medicine, Inc.),領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了“健康與疾病風(fēng)險評估系統(tǒng)”。

消息來源:生物谷