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如何利用微生物组来驱动精准医学的进展?

ioncology 2018-06-15 14:51:00


日前,一项发表于国际杂志Trends in Pharmacological Sciences上的研究报告中,来自芝加哥大学的研究人员通过研究表示,对微生物组的研究对于未来精准医学的研究或许非常重要;机体的微生物组是由消化道中细菌、病毒、真菌及其它微生物组成的一个群体,微生物组在人类健康和疾病中扮演着重要的角色,研究者Thomas Kuntz说道,由于微生物组对疾病状态和患者对疗法的反应会有一定影响,因此其在个体化疗法开发中扮演着至关重要的角色。

研究者指出,最后,微生物组或许就能够成为精准医学 (precision medicine)研究中重要的一部分,因为人体的很多功能及代谢特性都依赖于机体的微生物组,我们必须非常深入地理解机体的微生物组,以及其如何与人类和环境之间发生相互作用,当然众多研究者、临床医生、患者、政府以及多个社区之间必须通过深入探讨交谈来对微生物组进行共同的分析。

在2015年的国情咨文演讲中,美国总统奥巴马就提出了精准医疗计划(Precision Medicine Initiative),即众多研究人员应当通过联合研究来开发出针对个体的特定遗传组成、特定环境及生活方式的个体化疗法,这种新型疗法或许就能够替代一刀切的疗法来对多个患者进行治疗,比如利用先进的遗传检测、分子工程学技术以及大数据分析来靶向针对特殊个体来治疗患者的疾病。

很多早期的精准医疗计划都主要针对于探讨不同患者机体之间的遗传差异,比如肿瘤中的特殊遗传突变等,研究者Kuntz和Gilbert就表示,对微生物组进行深入研究或许就能够弥补并且延伸基于遗传学的个体化疗法的进行,而这主要表现在以下几个方面:

(1)药物反应和相互作用—机体代谢药物的方式在药物的效力以及潜在的负面反应上扮演着关键的角色,同样地,肠道微生物组也能够很好地驱动机体代谢和消化过程,如今研究者们已经鉴别出了60多种药物能够同微生物组发生相互作用,而且该数量也一直在上升,对患者机体特殊微生物群落的深入理解或许就能够帮助开发出更为有效的疗法。

(2)靶向疗法和抗生素抗生素对微生物组有着直接的效应,然而同时抗生素对于机体的微生物群落平衡也有着广泛的影响,其不仅会清除掉有害的病原体,还会清除掉对机体健康必要的有益菌群,未来个体化抗生素和疗法的开发或许就会有效靶向作用病原体和毒性酶类,同时还能够改善相应疗法的有效性,并且通过避免广谱抗生素的滥用来减少抗生素耐药性的产生。

(3)益生元和益生菌—益生元的精准开发,比如能够充当微生物食物的代谢产物样物质,其就能够刺激机体特殊菌群的生长,从而来恢复肠道菌群的平衡;当然理解患者机体中微生物群落的特性,同时阐明患者机体肠道微生物群落同健康个体的差异,以及通过对这些菌群进行操纵,或许就能够帮助科学家们开发出更加有效的益生元产品,从而来恢复患者肠道中的健康微生物组。

(4)社区的差异性—包括肥胖和哮喘在内的多种健康状况都会在不同程度上影响社会经济地位较低状态或医疗并不发达社区的人群,而这往往就会干扰个体机体中的微生物组的健康,未来对影响个体微生物组的环境和生活因子进行改善或许就能使得诸如这样的社区的人群获益,同时还能够有效改善摄入人群的普遍健康状况。

由于人类微生物组非常复杂且难以理解,而且在个体机体中也会发生快速改变,因此其就为科学家们提供了一种很好的研究对象来进行后期进行高度个体化的精准化疗法的开发。最后研究者Gilbert指出,如今研究者们已经能够利用机体的微生物组和微生物反应来评估个体的健康状况和患病情况,我们应当构建出一种集成性的数据库来进行大量的荟萃分析,从而为改善人类健康提出宝贵的指导意见。


参考资料:

Making the microbiome part of precision medicine




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