人类微生物组计划

人类微生物组计划通过元基因组学的方法研究人体内的微生物菌群结构变化与人体健康的关系01背景介绍研究计划意义与人体的关系目录030204基本信息人类微生物组计划是人类基因组计划的延伸，它研究的重点是通过元基因组学的方法研究人体内（表）的微生物菌群结构变化与人体健康的关系。背景介绍背景介绍人体内有两个基因组，一个是从父母那里遗传来的人基因组，编码大约2.5万个基因；另一个则是出生以后才进入人体、特别是肠道内的多达1000多种的共生微生物，其遗传信息的总和叫“微生物组”，也可称为“元基因组”，它们所编码的基因有100万个以上。两个基因组相互协调、和谐一致，保证了人体的健康。因此，在研究基因与人体健康关系时，一定不能忽略共生微生物基因的研究。意义意义人类基因组计划在2003年完成以后，许多科学家已经认识到解密人类基因组基因并不能完全掌握人类疾病与健康的关键问题，因为人类对自身体内存在的巨大数量的，与人体共生的微生物菌群几乎一无所知。人体内微生物细胞的数量是人体内细胞数量的10倍，初步的研究显示其所含基因数目的总和是人类基因组所含基因数目总和的100倍。但是，由于传统微生物学研究方法的局限，对生活在自己体内的95%以上的微生物没有任何研究数据。人类微生物组研究最终将帮助人类在健康评估与监测、新药研发和个体化用药，以及慢性病的早期诊断与治疗等方面取得突破性进展。研究计划中国的研究研究进展研究计划研究进展2010年5月21日的《科学》杂志报道，为了进一步了解人类与在人类的身体上或身体内生活的多种细菌之间的关系，美国的国立卫生院正在对所有这些微生物的基因组进行测序。他们研发了对在其自然环境中的微生物进行大规模基因组测序的标准化方法，他们的目标之一是为至少900种将人体称为住所的细菌制作出参照基因组序列。由KarenNelson领导的HumanMicrobiomeJumpstartReferenceStrainsConsortium已经公布了他们对头178个与人类宿主有关的细菌基因组序列的最初的分析。这些结果给未来的分析工作提供了一个重要的基线，尽管这些研究人员说，他们只是刚刚触及了人类“微生物组”的表面而已。这些研究人员将与其他人共享他们的数据，这样，其他的遗传学家如果试图从自然环境中对大量的微生物基因组做直接采样的话，他们可以参考这些数据。这一对人体上的微生物的更好的理解会在将来对了解某些人类的疾病提供线索。中国的研究在日益激烈的人类微生物组研究领域，中国科学家起步还是比较早的，已经取得一些重要进展。例如中英两国科学家联合攻关近3年，实现了通过测定宿主代谢组学特征变化来评价和鉴定肠道重要功能菌，这是一种在人体水平定量测定和监控人体健康状况的新的系统生物学方法，对研究肠道菌群与人体健康的关系具有普遍意义。该研究结果在《美国科学院院刊》发表后，引起国际学术界的。《自然评论—微生物学》在2007年4月号中以“研究亮点”的形式，专门评介了该项工作。中国科学家近年来积极参与国际人类微生物组的各种合作计划。2006年法国前总统希拉克访华期间，科技部与法国国家研究署签署了《中法肠道元基因组研究联合声明》；之后上海交大系统生物医学研究院、中国科学院营养所和国家人类基因组南方中心、中国科学院北京基因组所等单位，在科技部、国家自然科学基金委和上海市的支持下，与法国农科院联合启动了“中法肠道元基因组合作项目”，现已完成500对肥胖与健康病例对照人群的样品采集和体检，正在进行代谢组学和元基因组学分析，这也是国际上规模最大的人类微生物组人群试验。通过这一研究，有望发现一些与中国人代谢综合征不同发展阶段相关的生物标志物，对于通过早期诊断和积极的营养干预来遏制中国肥胖、糖尿病等代谢性疾病快速上升的势头有着重要意义。值得一提的是，中国开展人类元基因组研究有一个其他国家所不具备的独特优势，那就是有着悠久历史的中医中药。与人体的关系与人体的关系英国帝国理工大学教授尼科尔森的研究组2006年在《自然》杂志报道，通过对给药前大鼠的尿液代谢物进行全谱测定，可以把同一个遗传品系的大鼠分成两个类型，在给予高剂量的同一种药物后，一种类型表现出肝中毒的症状，另一种则安然无恙。研究发现，能够把遗传特性高度相似的个体区别开的尿液代谢物主要是肠道菌群产生的，未出现肝中毒症状的大鼠肠道里存在着可以把药物解毒的细菌，这些细菌保护了宿主。由此可见，肠道微生物组的基因组成与个体对药物的敏感性有密切关系。最近，他们又在《自然》杂志报道，通过对中国、美国、日本和英国等4个国家17个不同地区的4630名志愿者尿液代谢组学分析，发现高血压与肠道菌群的组成具有密切的关系。最新的研究进展表明，结构异常的肠道菌群很可能是肥胖、高血压、糖尿病、冠心病和中风等因饮食结构不当造成的代谢性疾病的直接诱因。美国华盛顿大学戈登小组2006年在《自然》杂志报道，肥胖小鼠的肠道菌群可以把人体不能消化的植物纤维，转变成短链脂肪酸供人体