今天,我們正處於生物學激動人心的門檻。DNA測序的進步,加上高階計算,正在開闢新的知識前沿。獲取遺傳資訊和從中獲得洞察力從未如此便宜。治癒以前無法治癒的疾病(包括慢性病)的潛力似乎是巨大的。如果這聽起來很熟悉,您可能會想到15年前,當時人類基因組計劃正在如火如荼地進行。許多人認為基因組醫學尚未兌現其承諾。那麼,這次微生物群有什麼不同呢?首先,您無法真正改變您的基因組,但我們每個人在一生中都深刻地改變了我們的微生物群。我們不僅有可能讀取我們的微生物群並檢視易感性,而且有可能將其變得更好。
在這個階段最令人興奮的是,我們有小鼠模型,可以讓我們確定微生物群的變化是疾病的原因還是結果。例如,去年,在與聖路易斯華盛頓大學傑弗裡·I·戈登實驗室的合作研究中,我們表明,將肥胖者的微生物轉移到在無菌環境中飼養的小鼠體內,會導致小鼠變得更胖。通常,暴露於患有微生物性肥胖症的小鼠的無菌小鼠本身也會變得肥胖,但我們可以設計一種來自瘦人的微生物群落,以防止體重增加。同樣,我們可以從患有惡性營養不良(一種嚴重的營養缺乏症)的馬拉維兒童身上提取微生物,將其移植到無菌小鼠體內,並轉移營養不良,儘管接受來自健康同卵雙胞胎兒童微生物的小鼠狀況良好。值得注意的是,接受了惡性營養不良微生物群的小鼠,如果在三週內體重減輕了30%並且如果不治療就會死亡,但在給予與診所用於治療兒童的相同的花生醬補充劑後,它們恢復了健康。
無菌小鼠太昂貴了,無法在馬拉維、孟加拉國和我們在 Mal-ED(發音為“mal-a-dee”)全球網路中合作研究營養不良和腸道疾病的其他地點部署。因此,我們正在努力從滑鼠模型轉向試管模型,最終轉向主要基於DNA測序的計算模型,這種模型非常便宜,實際上是免費的。
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透過美國腸道計劃等眾籌專案(該專案已經有數千名參與者對其微生物群進行了測序),以及對生活與現代西方文明截然不同的人們的研究,例如坦尚尼亞的哈扎人、委內瑞拉的亞諾瑪米人和秘魯的馬茨人,我們或許能夠補充我們祖先的微生物,並發現新的微生物,這些微生物有助於維持個人或整個人群的健康。一個很好的類比是食鹽加碘:與其詳細瞭解為什麼有些人容易患呆小症和甲狀腺腫而另一些人則不然,不如在食物供應中新增一種營養素,大大降低了這些疾病的發生率。也許使用我們現在發現西方人缺乏的一些微生物,也可能實現相同型別的干預。