Christine Moissl-Eichinger是格拉茨医科大学的教授。她与团队致力于微生物组研究。微生物组指的是定殖于人体、动物或植物体内的所有微生物的总和。此外,Moissl-Eichinger还是"Microbiomes Drive Planetary Health"(微生物组驱动地球健康)卓越集群的联合主任,这是奥地利最大的微生物组研究网络。
问:Moissl-Eichinger教授,研究主要聚焦于肠道微生物组——为什么?
答:Christine Moissl-Eichinger:我们体内大多数微生物都存在于肠道中。肠道相对容易研究,因为我们认为粪便样本具有相当的代表性。此外,肠道是我们体内一个重要的中心回路:它对许多生理过程至关重要。但粪便样本只是粪便样本:最终排出的并不一定反映肠道内实际发生的情况。这是使用粪便样本进行研究的主要批评点。然而,从体内获取样本并不容易。
问:为什么近年来微生物组引起了如此大的科学兴趣?
答:研究方法已大幅改进。以前很难把握微生物组的复杂性:有数十亿细胞环绕着我们。测量和分析这些极其困难。随着所谓的高通量测序技术的发展,情况发生了改变。现在可以大规模测序微生物组中的DNA,并对其进行编目和分类。在奥地利,这一技术仅在近十到十五年才得以确立。因此,这是一个非常年轻的、具有难以置信复杂性的研究领域。每个人都有特定的微生物组合。我们需要找到策略来评估和理解这一切。同时也要理解其中的机制:微生物是协同工作的,它们之间存在成千上万的伙伴关系。这极其复杂。
问:当微生物组失去平衡时,会对健康产生什么影响?
答:微生物组既可以是疾病的诱因,也可能是疾病的后果:有时疾病来自身体的其他系统,而微生物组会随之调整。微生物组本身具有极强的适应能力。这也是这些微生物的一个优势:当一种微生物找不到理想环境时,总有其他微生物可以取代它。微生物的功能也具有极强的适应性。但这同时也意味着它们常常会加剧疾病表现。例如,当存在抑郁症时,微生物组也会反映出来。这使整个情况形成一种恶性循环,从治疗角度很难打破。当我们把微生物组样本,即粪便样本,移植给没有自身微生物组的小鼠时,这一点也得到了证明:症状可以被传递,例如肥胖或抑郁情绪。不过,这种情况通常会自行恢复。
有一些人产生相对较多的甲烷。他们显然拥有大量这类古菌。这些人总体上更健康,寿命更长,体型也更苗条。
——Christine Moissl-Eichinger,格拉茨医科大学教授
问:能否为患病者移植新的微生物组?
答:这已经在格拉茨进行——粪便移植已成为治疗方法的一部分。对于某些疾病,这种方法效果非常好,例如艰难梭菌感染(Clostridioides-difficile-Infektion,简称CDI),尤其是在老年人中。这种感染会导致血性腹泻,难以治疗。在移植粪便样本方面,我们看到了惊人的成功:患者通常在两三天内就开始好转。不过,通常只有在其他治疗方法都无效时才采用此疗法。因为该过程很复杂:捐赠者必须匹配,而且我们必须小心传输的内容。例如,粪便样本中可能含有病毒。我们无法对其进行完美分析,以免遗漏某些东西。因此,这不是标准程序,但越来越常见。未来还将有胶囊,可以提供特定的微生物菌株。这是一个令人兴奋的发展,但并非全新:实际上,这源自古代中国,当时将粪便溶解在温水中,给腹泻患者饮用。
问:饮食对微生物组有什么影响?
答:在成年期,饮食是最大的影响因素:重要的是——我们当然也知道——膳食纤维,这是关键。根据世界卫生组织建议,我们应该摄入25至30克膳食纤维。这听起来不多,但要达到这个量,可能需要吃20个苹果。当然有比苹果更好的营养来源,但这说明我们应该注意这一点。只要有可能,应该选择全谷物产品。另一个问题是食用多样化的食物,因为微生物需要"工作":我们的饮食越多样化越好。有一条(未经科学证实的)指导原则,建议每周食用30种不同的植物。但这至少可以激励人们摄入各种食物。当然,高度加工的食品对微生物组不利。
我们的饮食越多样化越好。
——Christine Moissl-Eichinger,格拉茨医科大学教授
问:还有其他影响微生物组的因素吗?
答:我们知道,可以通过运动和社交接触积极影响微生物组。我们生活的环境或家中是否有狗也起着一定作用。例如,对儿童来说,接触农场动物很重要。有成千上万的影响因素。
问:您在研究中关注古菌,这是什么?
答:谈论这些微生物很重要,因为我们对它们知之甚少。这令人惊讶:因为地球上的所有生命分为细菌和古菌。它们看起来像细菌,但并非细菌,因为它们在生物学上完全不同的结构。我们,即高等生物,也是从这些古菌进化而来的。以前认为它们是一种原始细菌,因为人们在极端生物环境中发现它们,例如深海或盐湖。但人们没有仔细观察,因此直到最近才在各处发现古菌——包括人体内。例如,在牛体内,它们负责甲烷生产。我专门研究人体内的古菌,很少有人这样做。令人兴奋的是,我们体内存在这样一大类微生物,而以前完全被忽视。例如,古菌也参与结肠癌的发展,它们存在于皮肤上,并将汗液中的尿素转化。它们是细菌之间的纽带。
问:您目前在研究什么?
答:有些人产生相对较多的甲烷。他们显然拥有大量这类古菌。这些人群总体上更健康,寿命更长,体型也更苗条。显然,他们从古菌中获得了巨大优势。我感兴趣的是为什么会这样,以及体内确切发生了什么。如果我们理解了这一点,或许可以将古菌用作益生菌。
问:服用益生菌胶囊有帮助吗,还是不应该随意使用?
答:这是一个棘手的问题,因为它非常个体化。如果你想尝试,没有理由反对。但在大多数情况下并非必要:可以通过酸奶、开菲尔或泡菜摄入微生物。这样可以通过饮食获得许多有益微生物。有针对成人的研究表明:如果他们在腹泻疾病后服用益生菌,有时会使微生物组更加混乱,弊大于利。在这种情况下,自身的微生物组需要重新建立。当我们健康时,我们的微生物组是一个完成的拼图:每个部分都有其功能,一切相互契合。如果我从外部添加一些不适合拼图的东西,因为它已经完成了,那它只起到间接作用。这意味着我们通过益生菌摄入这些微生物,但它们不会定植,也不会在生态系统中找到位置。但在某些情况下确实可行——特别是当我们的微生物组存在空缺时。我们研究人员的任务是识别这些空缺,然后个性化地补充缺失的菌株。
问:您是"Microbiomes Drive Planetary Health"卓越集群的理事会成员。跨学科合作有多重要?
答:在所谓的微生物组研究中,它已成为一门独立的学科。我们有许多专家,例如生物信息学、数据分析、微生物学或成像技术方面的专家。我们有医生从我们的小肠中获取样本——这确实非常广泛。在首届奥地利微生物组日上,明确表示这种跨学科性是极其独特的,我们在整体上找到了这种合作方式并实践它。我们也获得了跨学科项目的资金支持,特别是在医学和环境之间,我们打破现有障碍,共同工作——为了地球健康。
问:研究将如何进一步发展?
答:我们还有大量基础研究问题。但我们也在思考如何应用这些发现,以及如何确切理解背后的机制。例如,我们必须相应地培训医生——他们在培训中几乎不学习关于微生物组的知识。我们必须让他们做好准备,可能将来会有基于微生物组分析的诊断。例如,已经开始在结肠癌预防中查看微生物组标记物。我们将更多地接触微生物组测试并调整疗法。但这一主题也延伸到环境:例如,如何利用废水监测或进行土壤分析,用特定微生物组接种种子,使植物更好地生长……这一主题渗透到各个领域。
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