对我们非常重要的“第二基因组”原来是肠道菌群
人类基因组的发现,是继阿波罗登月之后的第三个科学大发现的里程碑,继基因组之后,经过多年的研究,我们又发现在人类体内存在着另一个基因组,通过表达调控人体的生命健康,即第二基因组。
人类第二基因组为何物
宏基因组(也称微生物环境基因组)研究发现,人体内肠道菌群的数量是人体的10倍,肠道菌群基因的数量是人体自身的100倍,所以肠道菌群是人类第二基因组,当然,此外,还有另一个原因,就是它在人体中发挥的作用不可小觑。
那么,什么是肠道菌群呢?通俗来讲,就是寄生在人身体中的微生物群,正常情况下,对人体有益无害,与宿主之间是共同体。肠道菌群的重量和体积非常大,大到多少呢?有上千种,九大门类,可达到1.15公斤。尽管说菌群并不仅仅分布在消化道,它还广泛地分布在包括头面部等很多位置,但是90%都是在消化道,所以才有了肠道菌群的称呼。
人的一生中菌群分布的形态,位置不一样,从出生之前一直到衰老的过程当中,我们的菌群一直在变化。对于这个全程的管理,我们在健康管理领域提出了“从子宫到坟墓”的理念。
其实肠道菌群对于我们来说并不陌生,为什么近些年才越来越多地被提出来?是因为技术的进步,使我们把这些“动作”做得更好。
肠道菌群是人体后天获得的重要“器官”
人类是与微生物共生的超级生物体,人体内的肠道菌群是我们肠道与外界天然的屏障,影响着人体的营养、免疫和代谢,相当于人后天获得的一个重要“器官”。所以,正常的肠道菌群会维护人体的健康,但当有害物质侵入时,肠道菌群的平衡被打乱,人就会生病。研究表明肠道菌群跟糖尿病、肥胖、高脂血症、高血压、高尿酸血症等,都有密切的关系。
我们举两个例子进行说明。肠道菌群与2型糖尿病的宏基因组关联分析显示:人体产生的丁酸盐的细菌如果减少的话,就容易患上2型糖尿病。再比如:大家都知道动脉硬化的发生发展跟氧化反映相关,肠道菌群失调之后使我们心血管活性物质类尿酸含量升高,导致氧化加强,从而造成动脉粥样硬化。
早期预防糖尿病、高血压等慢病,主要是通过身体质量指数等我们追求的目标简单的模型,而围绕肠道菌群提出的新策略是,通过检测粪便的肠道菌群构筑新的数学模型进行预测,而预测的准确度远远高于以往的模型。
下面,我们继续用案例“说话”,二甲双胍,一些2型糖尿病的患者对此应该并不陌生,有人说它不仅能够治糖尿病还能减肥,相关研究也日益多起来,其实它的“工作原理”是提高了肠道内AKK菌群(可降解黏蛋白的细菌)的水平,进而改善代谢性炎症,减低胰岛素抵抗,通俗来说,就是改善了菌群。
国外研究人员曾做过一项实验:使用抗生素处理小鼠以破坏生活在小鼠肠道中的微生物菌群,这种治疗方法防止了息肉的形成,这表明在早期肿瘤的发展中细菌是必不可少的。在我们的日常工作中,经常会遇到体检检查出息肉的病人,传统的治疗手段通常要通过手术进行切除,而这项实验表明,通过菌群的改善,也完全有可能抑制息肉的再生。
调节肠道菌群 防治慢病
相较于通过营养基因组学改变原来表观的表达,改变菌群要容易很多。其中,有很多大家较为熟悉的方式:最近研究发现膳食纤维是提升菌群的原料,所以建议饮食中补充膳食纤维。此外,适当的运动也可以改变我们肠道菌群的多样性,管住嘴迈开腿的价值很大。所以,我们老生常谈的合理膳食、合理使用抗生素、适当运动、规律生活作息等方式依然十分重要。
还有一些比较容易的操作,比如临床上我们经常用的益生菌,以及粪便的移植等,都会对慢性病防止和调整发生很重要的作用。
探讨肠道菌群和慢病的关系,在全世界目前来说很重要,我们课题组也在做这个工作,我相信不久的将来,肠道菌群的研究一定在慢病防控中发挥更加重要的作用。 (曾强)