约塔姆·苏埃斯(Jotham Suez)和博士生安妮·高(Annie Gao)正在量化噬菌体。
约塔姆·苏埃斯的工作颇具挑战性。
他研究微生物组——即每个人体内都存在的细菌、病毒、真菌和其他微生物的集合。从数量上看,它们的数量与人体细胞数量相当。
"我们正在研究人体的全部复杂性。同时,我们也在研究数百种不同物种的数十亿微生物的复杂性——每一种微生物都有自己的基因和蛋白质,"分子微生物学与免疫学系W·哈里·芬斯顿(W. Harry Feinstone)部门的助理教授苏埃斯博士(PhD, MSc)表示。
为什么要研究我们肠道、皮肤和耳后的这些微生物?因为科学正日益揭示它们对我们健康的巨大影响。
以下,苏埃斯分享了关于微生物组的6个您需要了解的要点。
1. 您的微生物组就像生物指纹。
您所拥有的细菌、病毒和其他微生物的集合是独一无二的。研究人员在2010年的一项研究中,对办公室电脑键盘上的微生物进行取样,然后对工作人员的手指进行取样。随后,他们能够确定哪个人使用了哪个键盘。我们体内寄宿的微生物在人与人之间的差异会影响从我们对饮食和药物的反应、疾病风险,甚至行为表现——它们对我们的健康与自身基因同样重要。
2. 您拥有不止一种微生物组。
微生物在您体内和体表找到了多个生态位。您的皮肤微生物组与肠道微生物组或口腔微生物组各不相同。每种微生物组都已适应特定环境条件,例如皮肤营养匮乏、腋下区域的干湿差异,或阴道的酸性环境。
事实上,当苏埃斯在以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)工作时,他与胃肠病学同事合作,对46人的上、下消化道18个不同部位进行了取样。在《细胞》(Cell)杂志发表的两篇论文中,他发现每个部位都有其独特的微生物组特征。
"当我们试图了解微生物如何引起疾病或促进健康的机制时,必须确保研究位置准确,"苏埃斯解释道,"例如,若研究微生物组与免疫系统的相互作用,从小肠而非粪便样本中获取微生物信息会更有价值。"
3. 询问您的微生物组什么饮食最适合您。
饮食建议通常基于食物的热量或碳水化合物含量,而非个体差异。例如,传统观点认为两人食用相同面包片后血糖变化应大致相同。
事实并非如此。
苏埃斯团队发现,某些人血糖水平显著升高而另一些人则无变化,对同种食物的血糖反应存在广泛差异。这意味着同种食物或饮食对某些人健康有益,对另一些人却可能有害。
基于数百名参与者的数据,苏埃斯团队开发出仅凭微生物组就能预测血糖反应的算法。后续研究证实,该算法能为1型糖尿病或糖尿病前期患者推荐比传统饮食更健康的方案——后者通常完全禁用面包等高碳水化合物食物。
4. 您的药物可能会根据您的微生物组进行调整。
医生通常为相同疾病的患者开具相同药物,但疗效因人而异。例如,华盛顿大学研究发现他汀类药物(降胆固醇药)的有效性取决于个人微生物组。
更显著的例证来自2018年《科学》(Science)杂志连续发表的三项研究:微生物组是癌症免疫治疗效果的关键基础。
通过微生物组高级基因测序,研究人员将能明确特定药物对哪些人群有效,进而开发预测算法确定药物适用人群。这将取代医生经验性用药模式,并有助于最小化药物副作用。
5. 益生菌不一定能改善您的健康或微生物组。
益生菌在治疗胃肠炎等疾病方面的效果差异显著:部分人有效,部分人无效。苏埃斯团队让10名健康个体服用益生菌后检测其肠道样本,发现虽然粪便样本均含大量益生菌,但肠道内菌群分布差异巨大——部分人菌群繁盛,部分人则完全缺失。
该研究证实:微生物组要么允许益生菌定植,要么将其排斥。
尽管益生菌常被推荐用于抗生素后恢复(旨在重建被药物清除的肠道菌群),但苏埃斯团队在另一项研究中意外发现,益生菌反而可能延缓抗生素后的微生物组恢复。考虑到微生物组对健康的重要性,这种延迟可能增加疾病风险(需进一步研究)。更令人担忧的是,抗生素后使用益生菌会增加肠道内抗生素耐药基因数量,这可能是全球抗生素耐药感染蔓延的重要潜在因素。苏埃斯建议患者咨询医生后再决定是否联用益生菌与抗生素。值得注意的是,美国胃肠病学院最新指南已明确反对在艰难梭菌(C. difficile)感染治疗中联用益生菌与抗生素。
6. 无热量人工甜味剂可能损害您的微生物组和健康。
为减肥使用糖替代品的人群广泛,但苏埃斯指出此举存在风险——因其会改变部分人群微生物组并升高血糖,导致体重增加和2型糖尿病,该发现已发表于《细胞》杂志最新研究。不过对某些人而言,相同甜味剂无显著影响。
"我们在布隆伯格公共卫生学院正致力于解析甜味剂损害微生物组及代谢健康的机制,"苏埃斯表示,"目标是确定相关生物学通路,使未来诊断能精准识别安全使用甜味剂的人群,以及需寻找替代方案的人群。"
布莱恩·W·辛普森(Brian W. Simpson)是布隆伯格公共卫生学院的编辑总监。
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