今天,我们正处于生物学激动人心的门槛。DNA测序的进步,加上高端计算,正在开辟新的知识前沿。获取遗传信息和从中获得洞察力从未如此便宜。治愈以前无法治愈的疾病(包括慢性病)的潜力似乎是巨大的。如果这听起来很熟悉,您可能会想到15年前,当时人类基因组计划正在如火如荼地进行。许多人认为基因组医学尚未兑现其承诺。那么,这次微生物群有什么不同呢?首先,您无法真正改变您的基因组,但我们每个人在一生中都深刻地改变了我们的微生物群。我们不仅有可能读取我们的微生物群并查看易感性,而且有可能将其变得更好。
在这个阶段最令人兴奋的是,我们有小鼠模型,可以让我们确定微生物群的变化是疾病的原因还是结果。例如,去年,在与圣路易斯华盛顿大学杰弗里·I·戈登实验室的合作研究中,我们表明,将肥胖者的微生物转移到在无菌环境中饲养的小鼠体内,会导致小鼠变得更胖。通常,暴露于患有微生物性肥胖症的小鼠的无菌小鼠本身也会变得肥胖,但我们可以设计一种来自瘦人的微生物群落,以防止体重增加。同样,我们可以从患有恶性营养不良(一种严重的营养缺乏症)的马拉维儿童身上提取微生物,将其移植到无菌小鼠体内,并转移营养不良,尽管接受来自健康同卵双胞胎儿童微生物的小鼠状况良好。值得注意的是,接受了恶性营养不良微生物群的小鼠,如果在三周内体重减轻了30%并且如果不治疗就会死亡,但在给予与诊所用于治疗儿童的相同的花生酱补充剂后,它们恢复了健康。
无菌小鼠太昂贵了,无法在马拉维、孟加拉国和我们在 Mal-ED(发音为“mal-a-dee”)全球网络中合作研究营养不良和肠道疾病的其他地点部署。因此,我们正在努力从鼠标模型转向试管模型,最终转向主要基于DNA测序的计算模型,这种模型非常便宜,实际上是免费的。
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通过美国肠道计划等众筹项目(该项目已经有数千名参与者对其微生物群进行了测序),以及对生活与现代西方文明截然不同的人们的研究,例如坦桑尼亚的哈扎人、委内瑞拉的亚诺玛米人和秘鲁的马茨人,我们或许能够补充我们祖先的微生物,并发现新的微生物,这些微生物有助于维持个人或整个人群的健康。一个很好的类比是食盐加碘:与其详细了解为什么有些人容易患呆小症和甲状腺肿而另一些人则不然,不如在食物供应中添加一种营养素,大大降低了这些疾病的发生率。也许使用我们现在发现西方人缺乏的一些微生物,也可能实现相同类型的干预。