全球范围内一项旨在创建“微生物诺亚方舟”的努力,正在进入活跃的增长阶段。该计划的目标是在世界多样化的健康微生物消失之前对其进行保存。
在《自然通讯》上发表的一篇观点文章中,参与“微生物组宝库计划”(Microbiota Vault Initiative)的25名科学家报告了他们的成功,并提出了一个伦理框架,以确保公平协作和样本存储者的主权。这些原则旨在指导该计划完成其使命——为后代保护微生物多样性。
这一宣布恰逢6月27日的世界微生物组日,标志着全球努力迈出了重要一步。该计划于2018年由科学家创立,灵感来源于挪威斯瓦尔巴北极圈内的种子库。在种子库中,从世界各地收集的种子被安全保存,以确保在全球危机发生时能够保护遗传多样性。
“微生物组宝库计划代表了一种积极的努力,以保护和保存对地球及其居民健康至关重要的微生物生命,”该计划的主席、罗格斯大学环境与生物科学学院生物化学与微生物学系杰出教授Maria Gloria Dominguez-Bello表示。“通过全球协作和道德治理,罗格斯大学正在为保护地球的微生物遗产做出贡献。”她还担任罗格斯大学微生物组与健康亨利·罗格斯教授以及罗格斯艺术与科学学院的人类学教授。
微生物——如细菌、病毒和真菌等微小生物——无处不在,包括我们的身体内部,在那里它们形成被称为微生物组的群落。最近的研究突显了“有益微生物”在维持人类健康方面的重要作用,例如帮助消化、增强免疫系统以及抵御有害入侵者。
植物、食品和环境也有微生物组。例如,土壤中的微生物通过循环养分帮助植物生长,而发酵食品如酸奶中含有支持肠道健康的有益菌。环境微生物组,比如北极永久冻土中的微生物,在调节气候方面发挥着关键作用,控制温室气体排放。
根据Dominguez-Bello的研究,微生物组正受到破坏其自然平衡的人类活动的威胁。在人体中,抗生素的过度使用、剖腹产和配方奶喂养会减少肠道微生物的多样性,从而增加过敏、自身免疫疾病和代谢紊乱的风险。在食品中,防腐剂和添加剂的过度使用可能损害有益微生物。
“微生物组正面临巨大威胁,这种威胁在许多方面类似于气候变化,”该计划董事会成员、罗格斯高级生物技术与医学中心主任Martin Blaser表示,“人类活动正在耗尽我们的微生物组,而且有大量证据表明这一点。”
Blaser指出,对于植物而言,不可持续的农业实践(如大量使用杀虫剂)可能会破坏对养分循环和植物健康至关重要的土壤微生物组。环境微生物组则受到污染、气候变化和栖息地破坏的影响,这可能导致那些调节温室气体排放并维持生态系统稳定性的微生物丧失。
该计划的目标是支持识别健康微生物、储存并冷冻它们以免灭绝的工作,Blaser补充道。他同时也是罗格斯大学罗伯特·伍德·约翰逊医学院的人类微生物组亨利·罗格斯讲席教授,以及医学、病理学和实验室医学教授。
“这是一个非常长期的项目,”Blaser说,“因为也许100年后,保存这些微生物可以防止一场重大灾难。”
在刚刚完成的试点阶段,计划中的科学家们达成了几个里程碑式的成就,Dominguez-Bello表示。他们从多个国家收集了超过2000份粪便样本和发酵食品样本。这项工作从最初少数国家的几位科学家发展到如今来自32个国家的100多名研究人员。微生物样本目前暂时储存在苏黎世大学医学微生物学研究所的低温条件下。
在计划的下一阶段(Dominguez-Bello称之为“增长阶段1”,将持续至2029年),科学家们将把样本库扩展到10,000个样本,并积极寻求政府资助,以补充现有的慈善和大学支持。计划正在进行中,以建立一个永久性存储地点,潜在地点包括瑞士、加拿大和其他寒冷气候地区。
论文中概述的伦理框架旨在确保微生物多样性保存工作以公平、尊重和包容的方式进行。“我们绝对致力于以一种最大化全球公平性的方式来开发微生物组宝库,”Dominguez-Bello表示。
一些关键的持久原则包括存储者主权、公平协作和道德治理。原始采集者将保留对其微生物样本的所有权和控制权。该计划将强调尊重地方知识的重要性,并确保任何收益都能公平分享。此外,伦理考量将优先考虑,包括土著社区的权利以及透明和包容的决策过程需求。
虽然充分利用这些样本的一些技术尚未存在,但参与该计划的科学家们设想有一天这些样本可以用于开发新的医疗疗法、改善农业实践并恢复受损的生态系统。
“我们相信,有一天科学将足够进步,使我们拥有真正优秀的修复技术,”Blaser说。“但如果为时已晚,微生物组的关键成员已经像渡渡鸟一样灭绝,我们就无法恢复它们,除非我们安全地将它们储存起来。”
(全文结束)


