越來越多的研究表明,微生物組――細菌、真菌、病毒和居住在人體內(主要在消化道)的其他微生物――對于人體健康和疾病起著重要作用。芝加哥大學化學系博士生Thomas Kuntz和微生物組中心系主任Jack Gilbert寫道,由于其對于疾病和治療反應的影響,微生物應該在個性化醫學領域中也起著至關重要的作用,但迄今為止該領域一直都以遺傳學為主。
作者寫道:“最終,微生物必須成為整個精準醫療不可或缺的一個組成部分,因為這么多人的機能和代謝都依賴于它。不久的將來,我們必須通過研究人員、臨床醫生、患者和政府之間的協同努力與對話,更好地了解微生物組及其與人類和環境的相互作用。”
美國總統奧巴馬在2015年的國情咨文中宣布了精準醫療計劃,這是一個意義深遠的研究項目,旨在針對個體獨特的遺傳組成、環境和生活方式,開發個性化的醫學療法。不是依賴于一個“放之四海皆準”的解決方案,而是旨在幫助最大統計平均數量的人,這種治療方法可以利用遺傳測試、分子工程和大數據分析所取得的進展,來靶定通常獨特于每名患者的疾病。
許多早期精準醫療項目都集中在患者個體之間的遺傳差異,例如,一個腫瘤中獨特的遺傳突變。Kuntz和Gilbert提出了幾個關鍵的領域,在這些領域中,微生物組研究能夠補充和延伸基于遺傳學的精準醫療研究:
*藥物反應和相互作用――身體代謝藥物的方式,對于其有效性和潛在的不良反應發揮了關鍵作用;同樣,腸道菌群是身體新陳代謝和消化過程的一個重要驅動力。60多種藥物已被確定與微生物有相互作用,這個數字還在增加,更進一步理解“患者獨特的微生物群落背景下的這些相互作用”,可能帶來更有效的治療方法。
*靶向治療和抗生素――抗生素對微生物組有直接影響,然而,它們對人體內微生物平衡有著廣泛的影響,不僅消滅了病原體,而且也消除了對健康必不可少的有益細菌。發展精密的抗生素和治療方法,靶定特定的病原體和酶,將提高這種治療的有效性,并通過避免過度使用廣譜抗生素,而減少耐藥性的傳播。
*益生素和益生菌――益生元的精密部署,如代謝產物(作為微生物的食物)這樣的物質,能刺激特定菌株的生長,來幫助恢復腸道細菌的健康平衡。同樣地,更好地了解患者體內的每個微生物群落、它們在患病狀態和健康狀態有何區別,以及如何可靠地操縱這些群落,還可以幫助研究人員開發出更有效的益生菌產品,來恢復腸道中健康的微生物組功能。
*參差不齊的社區醫療差距――幾種疾病(包括肥胖和哮喘),嚴重影響生活在社會經濟地位低或缺醫少藥地區的人們,這些疾病也與微生物組的破壞有關。這樣的群體會得益于針對特定環境和生活方式因素的進一步研究,這些因素影響個體的微生物組,并有助于這些疾病的發展。
作者寫道,因為人類腸道菌群是非常復雜的,并可能在人體內迅速地變化,因此,它為開發高度個性化的精準醫療,提供了黃金機會。
Gilbert說:“現在,我們應該將微生物組和微生物反應涵蓋在我們健康和疾病的評估中。我們應該基于所有這些記錄建立一個綜合數據庫,允許進行適當的分析,這樣我們都會獲益。”
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