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肠道菌群——你所不知道的人体“第二基因组”

2014-06-11 15:53

你知道刚刚过去的5月29日是什么日子吗?

1958年,世界肠道健康组织(WGO)创始人Henry Cohen博士提出,5月29日这一天将永久的成为“世界肠道健康日。2005年5月29日,WGO的研究人员与来自世界各地的胃肠道学者齐聚一堂,举行了第一次肠道健康研讨会。5年后,中国食品科学技术学会(CIFST)于北京召开的第五届“乳酸菌与健康”国际研讨会上,将“世界肠道健康日”这个概念引入中国,旨在提升公众的肠道健康意识。

肠道中与人体共生或寄生的微生物如细菌、原生动物、病毒等可被称为人类的“第二基因组”,“第二基因组”有着庞大数量和类群基础的细菌,其分布平衡对人体健康尤为重要。一些常见的疾病包括糖尿病、哮喘、慢性腹泻、肠易激综合症(IBS)、炎症性肠道病(IBD)、肥胖症、免疫力低下等都被发现与细菌分布平衡的失调有密切关联。随着细菌种群分布临床研究调查的深入,这些与人体健康密切相关的菌群的功能将越来越多被认知。而准确、快速地获得样本细菌的组成信息对肠道疾病研究具有重要意义。

作为一家以基因组服务为核心的全球公司,菌群检测服务是金唯智的核心业务之一。服务内容主要包括帮助临床研究人员分析菌群种类和分布数据,揭示菌群特征与健康的关联,协助制定相应的疾病治疗或健康管理方案等。生物谷前不久在世界肠道健康日之际,围绕肠道菌群失调导致的常见疾病及菌群检测服务等问题专访了金唯智(GENEWIZ,Inc.) 副总裁胡光辉博士,以让读者更好地了解肠道健康知识及提高肠道健康意识。以下为本次专访记录。

胡光辉博士

生物谷:每年的5月29日被世界肠道健康组织(WGO)创始人Henry Cohen博士定为“世界肠道健康日”,关于人体肠道健康知识,现代人们对此认知水平如何?

胡光辉:很多人以为肠道的作用仅仅是消化吸收营养素和排泄废物。确实,肠道是人体最大的“加油站”和“排污厂”。人体所需要和产生的90%以上的营养素及废物是由肠道消化吸收和排出的。人的一生中,肠道平均要处理20多吨食品和3万公升液体。但肠道对人类健康的作用远不止这些。肠道还是人体最大的疾病防御堡垒和免疫器官。这个管道是对外界环境是开放的,这导致外界的细菌、病毒和毒素等很容易入侵肠道。为了抵御经口进入的大量致病菌的侵袭,人体70%以上的免疫细胞都位于肠黏膜内,其所含的淋巴细胞数量远高于其它淋巴组织。另外,肠道是人体的“第二大脑”,它有1亿以上的神经元,能够独立运作,自主判断,发号施令。如果肠道患有疾病,会给大脑带来不良影响。

值得特别指出的是,肠道除了肠体以外,还生存着超过百万亿的微生物,两者的互动平衡保证了肠道整体的健康。其中,微生物包含了细菌、原生动物以及病毒等,被称为人体“第二基因组”。现在,人们可能已经了解人体基因的重要性及人体基因组计划,而对肠道微生物所代表的人体“第二基因组”认识却不多。现代医学研究证据表明,肠道微生物尤其是细菌分布的平衡对人体的健康非常重要。随着科学研究的深入和知识普及,人们对肠道菌群的认知也在加强。一个健康的人不仅应当有健康的体魄,还应当具备健康的肠道菌群。

生物谷:肠道菌群失调可能会导致哪些常见的疾病? 能否举例说明某些疾病由哪些特定细菌分布失衡引发?生活中我们该怎样保卫肠道?

胡光辉:菌群失调会导致一系列的健康问题,包括肠道疾病(比如克罗恩病、肠易激综合征、便秘、腹泻、胀气、消化不良等)、代谢综合症(高血脂、高血压、肥胖、糖尿病)、免疫力低下、心脏病、营养不良、过敏、哮喘、癌症和精神疾病(比如抑郁症、自闭症)。目前的研究大部分还集中在整体菌群失调对这些常见疾病的影响,尚没有太多与特定细菌分布失衡相关的报道。但随着这方面研究的不断深入,疾病与特定细菌之间的相关性也越来越多的被发现。比如中国科学家在2012年首次发现一种叫做阴沟肠杆菌的肠道细菌是造成肥胖的直接元凶之一,它在人的肠道里过度生长是肥胖的原因,而不是结果。这也是国际上首次证明肠道细菌与肥胖之间具有直接因果关系。

在生活中,多食粗粮和水果,少吃荤腥食品和腌制食品,以及避免服用或注射光谱抗生素,尽量选择针对性抗生素,适当补充益生菌和益生元产品,都有益于维护肠道的菌群健康分布。

生物谷:随着对细菌种群分布调查临床研究的深入,金唯智推出了FloraCheckTM菌群检测服务,能否简要介绍下该检测技术?开发此项技术的难点在哪里?

胡光辉:FloraCheckTM主要针对细菌基因的一些高度可变区域,使用我们自主开发的特殊引物进行扩增和均匀覆盖,然后通过新一代测序方法获得基因序列,经与菌种数据库序列比对和生物信息学分析后,确定样品的菌种组成,相对含量和多样性。其技术难点在于,如何设计合适的引物组合,既能全面测出各种菌种,又能真实反映他们的相对含量。

生物谷:金唯智FloraCheckTM菌群检测服务和市场上同类产品相比具有哪些优势?主要应用于哪些细分领域?

胡光辉:FloraCheckTM的优势主要体现在两个方面:检测技术和解读报告。检测技术的优势包括自主设计的多引物大大提高了检测的灵敏度和对相似细菌的区分,可检测出低丰度的细菌;检测结果重现性好,确保无序列偏好,客观反应品菌种组成和相对含量。解读报告依据最新和最全面的医学研究进展,综合菌群多样性和菌群种类与健康关联,提供可行的健康管理建议。

FloraCheckTM可应用于各种样本的菌群分析,包括对人体肠道、口腔、体表、泌尿系统等部位的菌群分析,尤其可帮助亚健康人群、消化系统疾病、糖尿病或肥胖症等患者,通过确定和实时跟踪肠道菌群状态,结合合理的干预措施,帮助患者肠道早日回归菌群生态平衡,从而改善健康状况,提高生活质量。

生物谷:目前的肠道菌群研究热点有哪些?怎样看待肠道菌群在疾病治疗和健康管理方面的前景?

胡光辉:目前肠道菌研究主要包括三个方面:菌群变化与疾病/健康的相关性;肠道菌对药物代谢和个性化治疗的影响;通过对肠道菌的干预来达到治疗的目的(这包括粪菌移植、特制菌药丸等)。这些临床科学研究非常重要,不但极大程度的增加了我们对人体与肠道共生细菌的认识,还帮助我们设计合理的菌群干预方案。在疾病治疗和健康管理方面,预计在不久的将来,将逐步走向个性化,菌群干预产品也会多样化。比如根据肠道菌群的检测结果,可以选择正对性的益生菌进行干预。

生物谷:除了FloraCheckTM菌群检测服务,金唯智还提供哪些与健康相关的业务?

胡光辉:作为国际领先的全球性基因组服务公司,金唯智有世界一流的研发团队。在基因组临床应用方面,我们除了FloraCheckTM菌群检测服务之外,我们最近还推出了PGxOneTM药物基因组检测,该检测平台已获得美国CLIA实验室资质和CAP认证;PGxOneTM通过全面检测与药物使用相关的基因,帮助临床医生确定个体最佳的药物或其使用剂量,避免毒副作用。在癌症基因组检测方面,我们的OncoGxOneTM Plus平台是目前世界上唯一可以为个性化靶向用药、化疗用药和细胞免疫治疗提供指导信息的癌症基因检测技术。除了临床应用之外,OncoGxOnTM  Plus也可用于癌症的标记物发现和机理研究。另外,我们正在开发一系列的癌症无创早期筛查和监控,即通过对无创样品如血液、尿液、粪便和宫颈刮片等深度分析癌症相关基因的突变信息,达到早期检测和治疗后跟踪监控。(生物谷Bioon.com)

胡光辉简介

留美生物医学博士,现任金唯智(GENEWIZ, Inc.) 副总裁和全球转化基因组学业务负责人,之前担任国际知名药物公司默克/ 默沙东 (Merck & Co.) 副总监、葛兰素史克 (GlaxoSmithKline) 研究员和主任科学家、以及美国 Tanox 生物制药公司科学家 (注:该公司已并入基因泰克(Genentech)/罗氏(Roche)),主要致力于结构生物学、生物信息学和基因组学的研究和它们在药物开发、病理诊断和个体化治疗方面的应用。胡博士1992 年毕业于清华大学生物科学与技术系,1995年获中国科学院生物物理专业硕士学位;2000年获美国贝勒医学院 (Baylor College of Medicine) 结构计算生物学和分子物理学博士学位,随后在美国加州大学 (UCLA) 从事生物信息学的博士后研究。胡博士至今发表的论文/着作/国际专利几十篇/项,10个蛋白质结构被收入国际PDB数据库,超过5万个遗传变异位点(SNP)被收入国际dbSNP数据库。胡博士多次受邀在大学和国际学术会议上发表演讲,担任会议主席、组委和顾问,以及学术论文、美国国立健康研究院 (NIH)/美国国立癌症研究所(NCI) 资助项目的评审。胡博士现为Sigma Xi Society、美国临床肿瘤学会(ASCO)等组织的会员,以及清华生物医药协会的会长。胡博士曾在国际著名的沃顿商学院 (The Wharton Business School) 获得过管理和市场方面的培训,并于2007-2011年在美国创办新世纪医学公司 (New Century Medicine, Inc.),领导开发了“健康与疾病风险评估系统”。

消息来源: 生物谷
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