美基因專家：細菌與人相互依存

06-10

美基因專家：細菌與人相互依存美國馬里蘭州基因組研究所專家組研究了人體結腸微生物群的DNA排序，發現這個由細菌組成的微生物群包括6萬多種基因，比在人類基因組中發現的多一倍。曾在基因組研究所參加研究的分子生物專家史蒂文·吉爾指出，在人類進化的漫長過程中，這些細菌一直在人體內存在並發揮非常重要的作用，從某種意義上講，人是細菌和人體細胞的混合物。

吉爾說:「這個微生物群對我們來說不可或缺，它關係到我們身體的健康。這個群體如果發生改變，常會導致有益菌的缺失，引發新陳代謝方面的問題，導致腸炎等疾病。」

最近，細菌專家在研究了上百種人體腸子內不同細菌的DNA後表示，我們可能並不完全是人類。

科學家在星期五的科學雜誌上這樣寫道，細菌在我們人體內起著十分重要的作用，如在消化和免疫系統內，它們或許是真正與我們共棲的生物，在生命上彼此的依賴著。

馬里蘭染色體研究學院(TIGR)的研究小組稱，他們的發現認為，研究我們人體內的細菌，可以提供給我們有關疾病、營養、肥胖以及藥物在人體內的作用等等的線索。

在一次電話採訪中，分子生物學家斯蒂芬·基爾說：「我們看起來就像一個混合物，一個細菌和人體細胞的混合，許多人估計我們人體細胞的90%實際上是細菌。」他曾在TIGR工作，現在在布法羅的紐約州立大學工作。他說,我們的身體健康完全的依賴於這些微生物，它們的變化能夠導致我們新陳代謝和身體發展上的疾病，如腸炎等。科學家一直都認為，人體排泄物里的50%或以上都是由腸裡面的細菌所組成。細菌在出生後不久就開始在腸裡面佔據殖民地並克隆自己，一個成年細菌能產生100兆的微生物，並表現為1000多個不同的種類。

它們不僅僅是寄生在人類身上，它們也幫助我們消化我們的許多食物，包括維他命、糖和纖維。它們還合成我們人類無法合成的維他命。

基爾說：「人類已經和這些細菌一起進化了百萬年，而且它們提供了必要的作用。」

他們將人類基因組的基因序列與已知細菌的基因序列進行比較，發現了一種叫做克隆微生物基因組,它們是來自小腸的微生物的全部數量的基因物質,包括60000多個基因,這個數目是人體基因組的兩倍。

在那些物質當中，所有的DNA序列裡面只有1%到5%不是細菌的。基爾說：「我們感到十分的驚訝。」

他們還發現了驚人數量的古菌（Archaea）.，又稱之為古細菌（archaebacteria），在基因上區別於細菌，但它們也是單細胞生物，常常生活在極端的環境裡面，如溫泉裡面。

提供研究的人都是健康的成年人，其中沒有人在一年內使用過抗生素，抗生素被認為擾亂人體內的細菌。

基爾說，他們的小組希望現在能對來自不同人的腸細菌進行一個比較。「最理想的研究是比較20個或者30個來自不同背景的人，不同的飲食，是否喝酒，是否吸煙等等，因為我認為應該區分不同點。」

幾乎可以確定這些細菌能幫助分解人類獲取的藥物，研究各種不同微生物的作用能夠提供線索來使用不同的治療方法來治療不同的人。

基爾說，他們的下一項研究將是口腔里的細菌。他認為，人類口腔裡面應該有至少800種細菌，或者還要多。美國基因學專家在最新一期《科學》周刊上撰文說，在對人類消化道中存在的數百種細菌進行研究後，他們發現，細菌對於人體消化和免疫系統的一些重要功能至關重要，可以說細菌和人在一定程度上是相互依存的關係。曾在美國馬里蘭州的基因組研究所（ＴＩＧＲ）參與研究的史蒂文·吉爾在接受媒體採訪時說：「從某種意義上講，我們就像一種混合物，是細菌和人體細胞的混合物。」吉爾和他所在的研究小組在對３名成年人的排泄物進行ＤＮＡ排序後，發現其中相當大的一部分來自於細菌。研究人員將人類基因組的序列與一些細菌的基因序列進行對比，發現來自下消化道的微生物即結腸微生物群包括６萬多種基因，比在人類基因組中發現的多出一倍。吉爾說：「這個微生物群體對人類不可或缺，關係到我們的身體健康。這個群體發生改變經常會導致有益菌的缺失，可能引發新陳代謝方面的問題，並出現像腸炎這樣的疾病。」科學家早已得知，人類排泄物中至少５０％是由腸道中的細菌產生。嬰兒出生後不久，細菌就開始聚集在腸道和結腸內。成年人體內的細菌有１０００多種，數量達到１００萬億個。研究所專家組說，他們的研究結果表明，研究人體內的細菌可能會給疾病、營養和肥胖等方面的研究提供重要線索，並有助於揭示藥物如何在人體內發揮作用。據外電2006年6月2日消息：在研究過人體內臟幾百種細菌的DNA後，基因專家在6月1日表示，人類可能不是「純粹的人」，細菌在人體內具有重要的作用。專家的研究結果表明，研究人體內的細菌可以幫助我們戰勝病魔、加強營養、減少肥胖以及促進藥物的作用。分子生物學家史蒂文·吉爾在接受電話採訪時說道，「人體就像一個混合物，由細菌和體內細胞組成。據估計大約有90％的體內細胞實際上是細菌。我們幾乎完全依靠這些微生物細菌生活。細菌數目的增減經常導致受益微生物細菌的多寡，也能引發人類疾病。」科學家早就知道至少50％（或者更多）的體內廢物是由腸內的細菌產生的。細菌的繁殖能力很強，成人體內大約有100萬億微生物細菌。這些細菌並不是不發生作用，它們幫助人消化，也可以合成人體所需的維他命。吉爾等人在實驗中有個驚奇的發現，所謂的克隆微生物群系——從腸內微生物細菌遺傳的物質的全部數量——包括6萬多個基因，是在人體染色體組內發現的兩倍多。他們也發現人體內原始細菌的驚奇數量，這些原始細菌一般只是在極端環境的單細胞體生物體內繁殖。毫無疑問，一些細菌會破壞人體對藥物的吸收，研究微生物細菌不同種類的作用將為病人採取不同的藥物治療提供重要線索。吉爾團隊接下來的實驗將集中在人體口腔內的細菌研究，據稱在口腔內至少有800種細菌存在。這篇由美基因組研究院TIGR（The Institute for Genomic Research），斯坦福醫學院，以及華盛頓大學醫學院等研究機構完成的學術論文關注的是去年諾貝爾獎的研究領域：腸道微生物。人類腸道微環境由1013到1014微生物組成，包含了比人類基因組多至少100倍的基因組含量。難怪第一作者Steven R. Gill在接受採訪的時候表示，「從某種意義上講，我們就像一種混合物，是細菌和人體細胞的混合物。」通過對兩個健康成人的排泄物DNA的16S核糖體DNA進行的2062個PCR反應，7千8百萬鹼基對的分析，研究人員比較了人類基因組和之前測序的微生物基因組平均整合信息，發現人類microbiome通過多聚糖（glycans），氨基酸，xenobiotics，以及methanogenesis，2-methyl-D-erythritol 4-phosphate途徑被大大的擴增，因此研究人員認為人體是一個人與微生物公開組成的代謝個體。這些微生物對於人體消化和免疫系統的一些重要功能至關重要，因此可以說細菌和人在一定程度上是相互依存的關係，進一步研究人員將考慮分析這些細菌對於疾病和營養等方面的研究意義，以及如何利用它們更加好的發揮藥物在人體內的作用。美國布法羅大學的研究人員完成了首個人類微生物群落基因分析。這項研究對多種人類疾病的臨床診斷和治療具有長遠的意義。這項分析的結果公布在6月2日的《科學》雜誌上。布法羅大學的Steven R.Gill博士和來自TIGR、斯坦福大學和華盛頓大學的研究人員將人類腸末梢（結腸）的微生物作為整體進行了DNA分析，即所謂的環境基因組（metagenomics）的下一個拓展領域。人類基因組事實上是人類基因和人體的微生物基因的混合體。不了解人類和微生物基因組之間的相互反應酒不可能獲得人體生物學的一個完整畫面。人類基因組去少一些將我們吃的食物降解成生存所需能量的關鍵酶。研究人員想知道為什麼細菌似乎在沒有人類寄主的情況下也能很好地生存，但人類則不能沒有細菌夥伴。Gill的這項工作的最終目的是為醫生開發出治療疾病的工具。有了這些信息，人們能夠利用生物標記物來確定出個體的細菌「人口」。然後，醫生就能夠調節細菌的「人口」來使人體腸道更好地工作。這種人類的細菌組分析還能確定出什麼樣的細菌對什麼抗生素會產生抗性，從而能夠幫助醫生確定出適合個體患者的藥物。將來，健康個體或許可以通過接受一種腸道的環境基因組（metagenomics）分析來確定他們的免疫狀況和對特徵疾病的敏感性。這項腸道「細菌組」計劃是開發二十一世紀新藥物的一個重要起點。雖然研究人員已經公布了來自其他環境（包括土壤和海洋）樣本的環境基因組（metagenomics）分析結果，但是這項研究則是首次對人類寄生的生物進行的分析。