人类共享近乎相同的基因构成,仅存在细微差异,但两个不同个体平均仅共享30%的肠道细菌。因此,微生物组堪称真正的生物指纹,甚至比DNA更具独特性。
"我们的肠道栖息着数千种微生物物种,它们的共生与互动方式比我们的遗传背景更能区分个体差异,"特伦托大学及米兰欧洲肿瘤研究所(IEO)计算生物学教授、微生物组研究全球权威尼科拉·塞加塔解释道。"即便是同卵双胞胎也拥有不同的微生物组,这解释了为何他们对相同饮食或药物反应各异。从细菌、真菌到病毒,栖居人体的数百亿微生物构成人类健康的关键角色,但其巨大复杂性使机制解析困难重重。宏基因组学正尝试攻克此难题——该学科通过并行分析整个微生物群落的基因组,揭示其如何影响代谢、免疫系统甚至大脑功能。"
微生物组的动态演变
微生物组构成随时间持续变化,受饮食、药物或生活方式等环境因素影响。"差异始于出生:胎儿直至分娩前均处于无菌状态,我们通过母亲获得首批微生物,随后来自家人、朋友及接触者,"塞加塔阐明。"每次互动或社会关系——从肢体接触到空间共享——都涉及看不见的微生物交换,逐步塑造我们的内部生态系统。" 这一发现将在2025年10月18日(下周六)于自由广场Pala Sdf会议中心举行的贝尔加莫科学节上展示,塞加塔将在"In-Formazione"主题框架下发表题为《细菌如何诉说我们》的演讲。
幼儿园研究实证
在特伦托幼儿园开展的年度追踪研究,覆盖儿童、家长、教育者及宠物。"入园六个月后,儿童已从同学处获取高达30%的微生物组,"他指出。"这意味着社交活动直接构建我们的生物身份。" 微生物与行为的隐性关联亦延伸至日常习惯:"规律饮用咖啡者体内糖解 Olsenella 菌(Olsenella saccharoliticus)丰度比不饮用者高出十倍,"塞加塔强调。此现象在数据与实验室中均获验证,表明食物选择可显著改变肠道菌群,为心理生理健康的个性化营养策略铺路。"目标是明确哪些食物对个体菌群产生积极影响,从而定制饮食预防疾病,"他补充道。
肿瘤学应用突破
微生物组不仅是健康指标,更可转化为诊疗工具。罗马杰梅利医院最新研究表明,转移性肾细胞癌患者在接受免疫疗法后,若进行对治疗有积极反应者的粪便微生物组移植,疗效显著提升。"通过调控微生物组,我们可间接作用于免疫系统,增强抗肿瘤药物应答能力,"塞加塔解释。"这为精准肿瘤学开辟前景:干预对象不仅是肿瘤本身,更包括影响治疗效果的生物环境,将微生物组转化为免疫系统的盟友。"
当前测序技术虽强大,但核心挑战在于解析其产生的海量数据——来自数百亿微生物的DNA。理解微生物组已非显微镜观察可及,而需借助计算模型与人工智能解读信息。正是生物学与计算科学的融合,推动新型结直肠癌实验筛查测试的开发:通过分析数千份微生物组样本,其准确率已超越传统隐血检测。
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