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肠道的遗传治愈

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我们依靠千分之一的细菌,真菌,古茶叶和病毒,在我们的皮肤和肠道上,达到一天,保持健康。科学家们没有办法研究大多数这些微生物,似乎没有想要在实验室文化中成长。然而,迅速改善,低成本的遗传测序技术终于使其成为可能。通过与我们的微生物而不是反对他们,科学家们正在提出诱人的疾病和改善整体健康的兴趣方法。

几年前,科学家只能梦想学习微生物的大型社区,但现在,斯坦福大学医学院教授David Relman表示,这种实验是可管理的并且无法实惠。这个新的Metagenomics领域正在给科学家们的微生物种群在健康的人的肠道上看起来像什么—在有各种病情和疾病的人的肠道中。通过这些数据,科学家们致力于探讨操纵微生物群的平衡作为肥胖,炎症性肠病和许多其他常见和罕见疾病的治疗的可能性。

例如,研究人员已经探讨了溃疡性结肠炎的人们的生物体种群,这在结肠中形成溃疡,与肠道菌群的变化有关。在结果上,今年夏季制药巨头约翰逊& Johnson (J&j)宣布促进了650万美元的交易,第二个基因组,Microbiome初创公司,以发展治疗方法。目前的方法,抗炎药物,免疫抑制药物和手术中心往往不成功。直接改变微生物组的治疗可能会产生更少的副作用,并抵御道路上的其他感染。

j&Rita Colwell表示,J交易是一个流域,他在马里兰大学和约翰霍普金斯大学举行健康任命。“任何新的生物技术都有一会儿,这很重要:当它从作为公司成立的一个学术兴趣的区域时,” she notes. “然后有下一步:当大制药金了。”

新的治疗将是对目前改善微生物组的尝试进行了大的改善,主要包括粪便移植和益生菌—酸奶等补充剂或食物中的活细菌培养。粪便移植缓解了 Clostridium艰难术,一种坚韧,通常耐药,产生毒素的细菌感染,但实践可能需要多种移植物,而不是所有患者都是治愈的。益生菌仅产生弱的证据来积极地改变肠道。两种治疗量都占肠道上的一堆生物,并看到什么棍子。

Metagenomics更具体,提供了精确的遗传谱,这些遗传谱在肠道中是什么,并提供了推断它们如何互动的可能性—彼此和我们一起。

MetageNomics的最大挑战之一是如何处理数据的冲击。现在科学家可以迅速排序整个微生物社区的整个血管,他们需要弄清楚信息的健康意义。生物学家正在与数学家合作,开发分析他们从我们身体收集的DNA片段的新方法。然后,医生需要了解个人的微生物组中发生的变化—and why—保护或改善健康。

例如,许多人经常携带 大肠杆菌 细菌没有生病。 Relman比较治疗更好的肠道微生物群以维持健康生态系统的希望,这将使令人讨厌的生物保持令人讨厌的生物,例如在海湾的肠道杂草等同物中的肠道。

实际上,Metagenomics正在促使我们思考照顾我们的微生物社区,因为我们将培养一块土地。这种方法将是从一次性治疗的海洋变化,这些治疗通常具有许多负面影响。例如,广谱抗生素,擦掉我们的好细菌以及坏的细菌—为有害侵略者打开门。质子泵抑制剂,在柜台上销售以中和胃酸,改变胃中的pH,这可能会应力收集有益微生物。

代替术治疗可能涉及以某种方式计算的一系列干预措施,通过引入健康肠道中普遍的特异性生物,然后引入饮食和生活方式的变化。

本文最初发表于科学美国309,6,45-46(2013年12月)(2013年12月)(2013年12月)

DOI:10.1038 / SCILEIFICAMERICAN1213-45

关于作者(s)

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凯瑟琳·哈蒙勇气是一个 科学周报 贡献者,独立记者和作者。她的书包括 培养:古代食物如何喂养我们的微生物组章鱼!海中最神奇的生物.


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