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赵立平:关于尽快启动“中华民族人体微生物组计划”的建议

中国境内生活着56个民族。每个民族都有自己的遗传背景、饮食习惯、传统医药养生经验,目前,随着经济发展,生活方式和饮食习惯开始发生变化,也各自面临着慢性病流行的严峻考验。

可以预见,随着中华民族人体微生物组计划的推出和实施,中国传统医药将在一个全新的理论和技术框架里实现现代化,并可推动国际医学的发展;而一个与微生物组相关的、植根于中华医药的大健康新产业更是会在世界范围内喷薄而出,飞速发展,为全人类的健康做出独特的贡献。

第二,中国的传统医药中有很多药物和疗法可能是通过调整菌群来发挥预防和治疗疾病的作用的。例如,2014年10月,广安门中医院与上海交通大学合作,在《国际微生物生态学会会刊》发表论文,不仅通过随机、双盲、安慰剂对照的临床试验证实了汉代经方“葛根芩莲汤”对糖尿病的显著的治疗效果,而且提供了分子证据,表明该复方中药可能是通过调整菌群来发挥药效的。



采集不同民族、地域、性别、年龄段和生活方式的人群的呼吸道、生殖道、消化道、皮肤等不同部位以及血液、尿液和粪便样品,完成营养流行病学问卷,建立有着完整的临床体检、膳食结构、尿液代谢谱等表型数据的中国微生物组元基因组序列数据集,作为健康微生物组的参照标准。
4)重要肠道功能菌的分离培养与基因组获取新技术
建立对同一个人群动态采集的免疫组学、呼气组学、代谢组学和元基因组学等组学数据进行整合和建模的新算法、新软件和新技术,为建立包括人体微生物组在内的“数字人”技术奠定基础。
在元基因组序列信息的引导下,对重要功能菌种类进行分离培养,建立大规模、高通量分离获得各类功能菌种的新技术和新方法。对于难培养、未培养重要人体共生的功能菌,建立显微操控技术,分离单个细胞,并通过单细胞全基因组扩增实现基因组测序。


建立主要实验鼠的无菌动物品系,建立把各种遗传模型鼠发展为无菌动物品系的技术体系,建立人源菌群猪模型。为肠道菌群作用的因果关系验证和作用机理研究提供模型动物。
中华民族是有文字记载的历史最悠久的民族之一,也是唯一经历了无数的战乱和瘟疫,能在其发源地延续至今而依然生机勃勃的人类古文明,更是地球上人口最为众多,分布也最为广泛的民族。

将新一代测序技术用于人体微生物组测序,优化测序流程,建立适合在医院使用的技术平台,至少实现每个平台每天1千个样品16S rRNA基因测序和50个粪便样品的元基因组(每个样品5G数据)的测序通量。在高通量元基因组数据运算内存利用优化、提升运算速度及准确度等方面需要有算法突破;在数据分析方面,需要发展新的、适用于微生物组数据特点的关联分析、聚类分析以及挖掘功能菌种类的方法。

不多说了,先上相关文献,看热到啥程度!


4)能调控与优化人体微生物组的合生元产品


正是因为技术的局限,“以肠道菌群为代表的人体共生微生物对健康和疾病有重要贡献”的观点,自梅契尼克夫提出以后将近100年的时间里,都没有得到主流医学界的关注和认可。直到2004年,这一局面随着一篇以“肠道菌群是调节脂肪存储的环境因子”为题的论文在《美国科学院院报》上的发表才开始改观。

3)能调控与优化人体微生物组的益生元产品
依托以人体微生物组为核心的健康测量新技术,研发可以调控与优化人体微生物组结构和功能的营养品,要求其作用成份的化学特征清楚,具有明确的改变菌群结构和功能、改善体检指标的循证医学证据。

【盘点】Nature、Science和Cell三大期刊肠道微生物组近期重大进展

不过,人体肠道菌群有上千种,哪些是对人体有益的?哪些是对人体有害的?哪些可能是中间派,控制得当就有益,反之则有害呢?





2015年10月29日,47位美国微生物学家在美国科学周刊发文,推动美国政府启动“联合微生物组计划”,不仅仅研究人体,而是全面研究影响人体健康和整个地球健康的所有环境里的微生物组。赵立平与德国和美国科学家一道,在英国自然杂志发文,倡导启动国际微生物组计划。这是中国参与甚至主导国际大科学计划的重大机遇。

通过对海内外华人的肠道菌群结构变化与健康关系的深入研究,可以深入理解在遗传背景变化不大,而饮食结构发生急剧变化时,菌群结构的改变在疾病谱的变化中的作用,同时借助中医传统养生经验,开发以肠道菌群为靶点的新的医药、食品和保健品,并通过海外华人群体的使用,逐步在各国推广,有可能是中国传统医药产业走向现代化,走向世界的难得的机会,更可能成为中华民族为世界人类健康作出重大贡献的难得机遇。

3)中华民族健康人体微生物组国家样品库建设



微生物组的研究全球倡议与技术挑战

3)面向超级生物体的多组学数据的整合与建模新技术
历史的机遇,稍纵即逝,我们绝对不能再犹豫观望了!

最近十年来,国际生物医学领域的一个重大研究进展为中华民族提供了一个全民族提升健康水平,同时也为人类健康作出突出贡献的重大机遇——这就是“人体共生微生物在疾病与健康中的作用研究”。

按照随机、双盲、安慰剂对照的原则或者询证医学的病例研究方法,对中国传统医药和养生食品使用前后,病人的免疫、代谢和菌群的变化进行动态监测,通过血液免疫组学、尿液代谢组学和粪便元基因组学以及临床表型组学的多组学数据的关联和挖掘,研究其通过调控人体肠道微生物组改善健康和防治疾病的效果和机制。



4)中华民族微生物组重要功能菌的国家菌种库建设

Cell子刊:科学家阐明双胞胎间肠道微生物组的差异所在


2016年(第二届)肠道微生物组与临床应用研讨会在上海沪西大剧院圆满闭幕



我们应该利用中华民族遗传背景、生活方式和养生保健经验丰富多样的优势,把大规模的样本资源和现代组学技术和大数据技术结合,建立中华民族典型人群的健康与疾病微生物组标准数据库和菌种库;建立以微生物组结构和功能动态为核心的人体健康监测新技术;开发可以调节微生物组改善健康的药食同源食品、药品、益生元、益生菌以及可以重构健康微生物组的菌群移植等新产品和新技术;为预防疾病、改善中国民众健康、推动中国传统医药升级换代和走向世界作出独特的贡献。
3)中国重大慢病相关标准人体微生物组参考序列数据集

依托以人体微生物组为核心的健康评估和测量新技术,选择在人体微生态系统中功能明确的“骨干种”和“基石种”作为菌种,研发可以调控与优化人体微生物组结构和功能的益生菌,要求其基因组序列和作用机制清楚,适应症明确,具有显著的改变菌群结构和功能、改善临床指征的循证医学证据。