2019年2月11日，这1天，将载入现代医学发展的光辉历史，本星球的顶级学术期刊《自然》发布了人类肠道菌基因组最新图谱，这项研究来自欧洲生物信息研究所和英国桑格研究所。此次发布的新基因组蓝图，应用前景广阔，意义重大。咱们现在就来解读这项伟大工作的历程及应用前景。
在咱们人类的肠道中，存在着庞大且复杂的微生物群落，因此，肠道从本质上看，不仅是消化器官，而且是重要的代谢器官。在哺乳动物中，肠道微生物在营养物质的摄取、上皮细胞的生长发育、免疫及药物的代谢和毒性等方面，都起着重要的作用。举例来说，近年来，通过药物靶点检测的免疫疗法，在治疗癌症中发挥着尖兵作用，但是，临床观察发现，许多患者会出现不同程度的免疫相关不良反应，最终不得不提前终止治疗。研究同时发现，肠道菌群可以影响免疫治疗的响应程度，探索其规律，就有望为癌症治疗带来新的曙光。正是有这些背景因素，使得肠道菌群研究成为当代生命科学及医学领域中的热点。
咱人类的肠道中寄生着数以亿计的微生物，统称为肠道微生物组，其中，超过99%是细菌，大体可分为拟杆菌、普氏菌、瘤胃球菌等。肠道微生物组的基因数量是人体基因组的100倍以上，编码基因的总数超过330万，因此，也称为人体第二基因组，这支庞大的微生物部队，通过与环境相互作用，以不同方式影响着咱人类的健康。虽然科学家开展了许多研究工作，但是，仍有许多肠道菌无法鉴别，也就难以了解其在健康中扮演的真实角色。
细菌参考基因组，是分析肠道微生物宏基因组的基础工具，但是，目前只有不到50%的肠道微生物测序数据是有参考基因组可循的。这背后的主要原因是很多细菌无法在肠道微生物群外生存，或者是丰度不够。为解决这个难题，参与此次研究的科学家，通过计算方法，利用计算工具补充和指导，来了解在试验中无法培养的细菌，通过对全星球人群的样本分析，新发现了1952种人体肠道菌，这使得人类肠道菌的谱系多样性增加了281%。
科学家们发现，北美和欧洲人群具有大量相同的肠道微生物菌种，然而，少数南美和非洲人群的数据集，却出现了前2种人群所不具有的多样化特征。这项研究工作，就像将所有的拼图混合在一起后，重建数百个拼图。通过这项工作，科学家将了解到人类肠道菌的种类及其进化过程，发现其扮演的角色。这项工作的深入，将为建立最全面的胃肠道公共数据库打下基础，并开启前所未有的细菌种群鉴定，帮助了解人类健康及疾病，并指导诊断和治疗。现在咱们来通过实例看看，肠道菌群研究到底有啥神奇功用吧。
大家都知道，是药三分毒，那么毒是如何来的呢？最新1期的《科学》发表了瑞士苏黎世大学团队的论文，学者们发现，肠道微生物是某些药物的毒副作用的祸首，甚至可利用药物中的成分合成有毒化合物。在这项研究中，学者们选择了抗焦虑和癫痫的药物氯硝西泮，通过测量有毒化合物含量、氧化、硝基还原、葡萄糖醛酸化与肠肝循环等过程，并观察缺乏细菌的实验鼠的药物转化能力，成功预测了肠道细菌在药物代谢中的作用。研究结论是，肠道微生物在药物代谢所产生的循环有毒物中的作用占20%到80%。目前，科研人员已经发现了几十种肠道细菌可以修饰治疗药物，虽然还不清楚肠道细菌作用造成的不同药物代谢的差异有多大，但是，随着研究的深入，细菌与药物相互作用的更多机制将被揭示，这类研究，将有助于将药物使用风险降低到最低限度。
肠道微生物组应用研究的当前热点之一，是免疫治疗。在2015年时，有学者发现，体内缺乏相应肠道菌群的小鼠，对免疫治疗药物无应答，而在注入特定的脆弱类杆菌后，治疗出现了应答。学者们还发现，双歧杆菌可增加小鼠对癌症免疫治疗的反应。2018年11月，有学者在《科学》发现论文指出，通过收集接受免疫治疗的皮肤癌患者的粪便样本进行分析，发现免疫治疗效果阳性与患者体内特定种类的肠道菌群有关，而服用抗生素治疗感染的患者，往往免疫治疗反应不佳。因此，今后癌症治疗的重要方向是，通过控制肠道菌群来改善治疗效果及预后。从这些应用研究可以看出，肠道微生物基因组图谱的价值有无限的想象空间，收集粪便，看菌下药，将成为未来医学临床实践的必备神技。记得《智取威虎山》里的联络图吗？基因图谱的用途也许就是那般重要。
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