渴望一些"独处时光"？再想想吧。即使你认为自己独处时，皮肤和体内也有数万亿细菌在争夺生存空间，这个微观社区被称为微生物组。
Kate Markey医学博士、哲学博士发现，肠道微生物组与慢性移植物抗宿主病(cGVHD)之间存在联系，后者是异基因干细胞移植的常见并发症。这种骨髓移植用于治疗白血病等侵袭性血液癌症，其过程涉及用供体的免疫系统替换患者的免疫系统。
Markey表示："移植带来了治愈和改善生活质量的礼物，但也可能伴随严重并发症。"
新植入的供体免疫系统可能会攻击患者身体，导致慢性GVHD症状，如干眼症和口干、皮肤不适增厚以及可能需要氧气支持的肺部问题。在极端情况下，患者最终可能死于呼吸衰竭。
全球每年有超过25,000人接受异基因干细胞移植（异基因移植依赖供体细胞，而自体移植则使用患者自身细胞）。近30%的异基因移植受者会遭受慢性GVHD的困扰。Markey研究GVHD已有20年，从她开始攻读博士学位研究细胞因子（免疫系统信号分子）的作用并解析免疫系统如何分辨该对什么作出反应、该忽略什么时起就开始了。
现在，她将研究焦点转向微生物组及其在患者移植后恢复过程中可能扮演的角色，这得益于美国癌症协会新提供的为期四年、金额94.6万美元的资助。
似乎微生物组受损与癌症患者的不良结果相关，包括更多GVHD、感染甚至更早死亡。
Markey表示："我们试图回答的问题是：在微生物组中，我们有哪些可以利用的杠杆来尝试改善患者状况？"
免疫系统受5,000万种不同信号分子的调控，其中一些已被研究数十年。另一些则来自微生物组，这是研究的一个新兴焦点。科学家们现在才刚开始理解它们的重要性。
细菌生态系统
将微生物组视为一个被低估的"额外器官"，由数万亿微小细菌组成的社区。
Markey表示："这是一个影响健康的完整生态系统。良好的微生物组将从肠道内部支持健康；它会阻止潜在病原体失控生长并引发感染。它还会产生进入血液并信号传递到全身其他部位的分子——我们才刚刚开始理解如何进行干预。"
为了测量由数千种不同菌株组成的复杂生态系统，研究人员使用了在过去二十年中精度和可负担性不断提高的测序技术。
Markey表示："在过去的10到15年里，我们真正能够对患者样本以及来自健康人的数千份粪便样本进行测序，这使我们对这些微生物群落有了更好的理解。"
在她的实验室中，Markey将她在人类临床分析方面的专业知识与移植的小鼠模型相结合，以了解更多关于微生物组机制的信息。例如，在癌症患者中，移植前所需的化疗以及移植过程本身可能会完全颠覆微生物组。
Markey表示："移植对微生物组来说是一次非常扰动的事件——一场地震。我们给人们化疗和放疗，然后他们经常因为感觉非常糟糕而吃得不多。此外，我们已经清除了免疫系统，因此发烧和感染很常见，这意味着使用抗生素和对微生物组造成更多损害。基本上，在照顾患者的同时，我们对微生物组的照顾做得非常糟糕。"
移植通过重置整个免疫系统起作用；同时它也对微生物组造成严重破坏。Markey专注于如何限制这种微生物组的动荡。
她说："我们可能无法完全保持其不受干扰，但我们如何尽可能保持稳定？为了让移植成功，我们希望患者的癌症不会复发，希望他们避免因免疫系统未能重新上线而遭受感染，并希望免疫系统行为良好，不引起GVHD并攻击患者身体。"
让免疫系统"行为良好"
就像父母试图让一个不守规矩的孩子合作一样，Markey专注于限制免疫动荡。
她说："我们寻找的是行为良好的免疫系统，因为即使免疫系统轻微失控行为，也可能导致某人患上GVHD，这本身就会引起许多症状，还会导致使用类固醇治疗，这可能会进一步损害免疫系统。"
Markey的研究已经发现，肠道微生物组产生的一些分子——被称为短链脂肪酸(SCFA)——可以防止cGVHD的发展，因为它们使免疫系统在移植后表现正常。但她还发现，倾向于发展cGVHD的人血液中短链脂肪酸相对减少。换句话说，这些分子没有被高效地产生出来。大问题是为什么。
Markey表示："我在实验室花了过去六年时间研究这个问题。"
她的一个发现是，SCFA控制产生抗体的B细胞的发育。
她说："短链脂肪酸似乎使B细胞表现更正常。它们阻止B细胞失控并产生错误类型的抗体。这是我们以前不知道的途径。"
Markey的美国癌症协会资助将帮助她的实验室深入研究原因和机制。她将依靠两种独特的cGVHD小鼠模型来研究调节免疫功能的短链脂肪酸（丁酸盐和丙酸盐）。定义这些SCFA在移植后控制B细胞所使用的特定途径，可能会导致识别出cGVHD的新预防策略。
她说："我们知道短链脂肪酸减少是因为微生物组变得异常，我们看到B细胞失控并产生错误类型的抗体。我们关心的是信号传导的具体细节。我们希望清楚地了解如何在人体中靶向这些细胞。"
某些食物、补充剂或药物方案会有帮助吗？
Markey表示："可能是我们可以替换移植后混乱中丢失的特定细菌，或者我们可以将代谢物、小分子作为药物给予，或者精确的饮食策略可能会有帮助——也许是多种方法的组合。"
她说："经历移植的患者已经经历了太多。如果我们想让人们做新的事情——吃这个、服用这种药丸、来诊所进行这种输注——我们有责任在背后开发真正好的科学。"
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