一个旨在创建“微生物诺亚方舟”的全球性努力,正在进入快速发展阶段。这一项目的目标是保存世界各地多样化的健康微生物,以免它们在未来的某一天消失。
在《自然通讯》杂志上发表的一篇观点文章中,参与创立微生物组库计划(Microbiota Vault Initiative)的25位科学家报告了他们的进展,并提出了一个伦理框架,以确保公平合作和样本提供者的主权。这套原则旨在指导该计划完成其保护微生物多样性的使命,为子孙后代留下宝贵的资源。
这一声明恰逢6月27日的世界微生物组日,标志着这一全球性努力迈出了重要一步。该项目于2018年由一群科学家发起,灵感来源于挪威斯瓦尔巴群岛北极圈内的种子库(The Seed Vault)。在种子库中,来自世界各地的种子被储存起来,以确保在全球危机发生时能够保留基因多样性。
罗格斯大学环境与生物科学学院生物化学与微生物学系杰出教授玛丽亚·格洛丽亚·多明格斯-贝洛(Maria Gloria Dominguez-Bello)担任该计划的主席。她表示:“微生物组库计划代表了一种积极的努力,旨在保护和保存对我们星球及其居民健康至关重要的微生物生命。”她还提到:“通过全球合作和道德治理,罗格斯大学正在为保护地球微生物遗产做出贡献。”多明格斯-贝洛还兼任罗格斯大学微生物组与健康亨利讲席教授及罗格斯艺术与科学学院的人类学教授。
微生物——包括细菌、病毒和真菌在内的微小生物体——无处不在,包括我们的身体内部,它们形成被称为微生物组的群落。最近的研究强调了“有益微生物”在维持人体健康方面的关键作用,例如帮助消化、增强免疫系统以及抵御有害入侵者。
植物、食物和环境也拥有各自的微生物组。例如,土壤中的微生物通过循环营养物质促进植物生长,而发酵食品(如酸奶)中含有支持肠道健康的有益菌。环境微生物组,例如北极永久冻土中的微生物,在调节气候方面发挥着重要作用,通过控制温室气体排放来维持生态系统的稳定性。
然而,根据多明格斯-贝洛的研究,人类活动正在威胁这些微生物组的自然平衡。在人体内,抗生素的过度使用、剖腹产和配方奶粉喂养会减少肠道微生物的多样性,从而增加过敏、自身免疫疾病和代谢紊乱的风险。在食品领域,防腐剂和添加剂的过量使用可能损害有益微生物。
罗格斯大学高级生物技术与医学中心主任马丁·布莱泽(Martin Blaser)是该计划董事会成员,也是本篇观点文章的共同作者。他指出:“微生物组正面临巨大威胁,这种威胁在许多方面类似于气候变化。人类活动正在耗尽我们的微生物组,已经有大量证据表明这一点。”
布莱泽补充道,对于植物而言,不可持续的农业实践(如大量使用杀虫剂)可能会破坏土壤微生物组,这对营养循环和植物健康至关重要。而环境微生物组则受到污染、气候变化和栖息地破坏的影响,这可能导致调节温室气体排放和维持生态系统稳定的关键微生物的丧失。
该项目的核心理念是支持识别健康微生物、储存并冷冻它们,以免它们彻底消失。布莱泽同时也是罗格斯大学罗伯特·伍德·约翰逊医学院的人类微生物组亨利讲席教授以及医学和病理学教授,他表示:“这是一个长期项目,因为也许100年后,保存这些微生物可以防止一场重大灾难。”
在刚刚结束的试点阶段,科学家们取得了多项里程碑式的成果。多明格斯-贝洛介绍称,他们从多个国家收集了超过2000份粪便样本和发酵食品样本。参与研究的科学家人数从最初几个国家的少数人扩展到如今来自32个国家的100多名研究人员。目前,这些微生物样本暂时储存在苏黎世大学医学微生物研究所的低温条件下。
多明格斯-贝洛将下一阶段称为“增长阶段1”,将持续至2029年。在此期间,科学家们计划将样本数量扩展到10,000个,并积极寻求政府资助,以补充目前来自慈善机构和大学的支持。与此同时,建立永久存储地点的计划正在进行中,瑞士、加拿大和其他寒冷气候地区的潜在位置正在考虑之中。
文章中概述的伦理框架旨在确保微生物多样性保护工作以公平、尊重和包容的方式进行。多明格斯-贝洛表示:“我们绝对致力于以最大化全球公平性的方式发展微生物组库。”
一些关键的持久原则包括样本提供者的主权、公平合作和道德治理。原始采集者将保留对其微生物样本的所有权和控制权。该计划还将重视尊重当地知识,并确保任何利益都能公平分享。此外,伦理考量将优先考虑,包括保护土著社区的权利以及需要透明和包容的决策过程。
尽管充分利用这些样本的一些技术尚未完全成熟,但参与项目的科学家们设想,未来这些样本可能用于开发新的医疗方法、改善农业实践以及修复受损的生态系统。
布莱泽表示:“我们相信有一天科学的进步将足以让我们掌握真正有效的恢复技术。但如果为时已晚,微生物组中的关键成员已经像渡渡鸟一样灭绝,我们将无法恢复它们,除非我们已经安全地将它们储存起来。”
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