人類第二張身份證

它們的數目以大比數10:1 壓倒我們身邊細胞的數目，它們分布在我們身體的各個部位：皮膚、口腔、鼻子、咽喉、肺……但它們一直被近年的分子生物學及醫學研究所忽略，很多還鮮為人知。但情況即將發生改變。眼下，一場規模浩大的研究浪潮正席卷全球。

我們究竟是誰？對于這個問題，每個人都有自己的答案。科學也一樣，因為通過對人類基因組的破解，科學得以道出每個人獨一無二的基因型。如果說基因是人體第一張身份證的話，那么居住在人體內數以億計的細菌，無疑是僅次于基因的人體第二張生物學身份證。

人類元基因組

細菌在動物身上已經住了10億年了，它們的出現和組合絕非偶然，我們可以據此來確定每個人所獨有的遺傳細菌型。這些單細胞細菌群落的總質量只占我們體重的1％，但它們的數量卻是人體細胞總數的10倍，對我們的健康起著重要作用。它們分布在人體的各個部位，最大的“聚居地”則屬消化道。這些菌群的組成因人而異。因為盡管人體細菌為數眾多，但對肌體健康有著極為重要的意義。為了更好地了解這個與我們如此貼近但卻充滿神秘的世界，科學家提出了，到2012 年，完成對人體內、大部分還不為人知的近千個菌種基因庫的盤點。換句話說，就是對所謂人類元基因組（細菌群落）進行基因測序。這將是一項浩瀚的工程。據估算，人類體內細菌群落可能含有至少250 萬個基因，是最多只包含約2萬個基因的人類基因組的100 多倍。這項工程意義重大，因為95％的人體細菌實際上都對我們有益。甚至可以說，沒有細菌，就沒有人類。

一些細菌會幫助我們消化吃下去的食物，尤其是某些植物中的糖和纖維，因為人體本身缺乏分解這些物質所必需的酶；而另一些細菌則會合成寶貴的維生素，如維生素K等。

那么所有這些細菌是如何對我們健康產生影響的呢？每個人體內菌群的差異是否能夠解釋我們健康狀況的差異呢？如果是的話，那么在人類元基因組和人體基因組之間又有什么確切的關聯呢？

要回答這些問題，僅僅對細菌種類進行一次簡單的盤點是遠遠不夠的，還必須把對它們的了解深入到基因層次。如果我們無法了解人類基因和細菌基因之間的相互作用，就不可能完整地繪出我們的生物學肖像。我們完整的基因身份是由人類基因和細菌基因共同構成的。了解人類元基因組會大大改變我們對健康的認識，幫助我們預防、診斷并治療很大一部分疾病。歐洲科學家在這場研究競賽中跑在了前列：專門研究消化道元基因組的項目已在2008 年4 月啟動，比準備在2009 年啟動人類細菌群落組研究項目的美國科學家領先了一大步。

兩種測序方法

人類細菌群落組研究計劃可以說是著名的人類基因組計劃在人體細菌研究中的翻版，將來，包括中國、澳大利亞以及加拿大等國的研究人員也將參與到這一國際合作研究項目中來，任務可說是相當艱巨。關鍵是要弄清這些細菌群落是如何與人體相互作用，從而對人體健康與疾病產生影響的。

要探明人體不同部位的菌群種類，并就這些菌群如何影響我們的健康和疾病進行研究。同樣的熱情激勵著全世界的科學家們。最理想的，是將來能夠像了解其基因組那樣了解每個人的細菌型，這樣就能獲得個人健康狀況和疾病易感度方面的信息。同時，還能了解其在滋補品和藥物代謝方面的情況。藥物代謝指吸收藥物的速度和程度，它在一定程度上決定了藥物的療效與產生不良反應的概率。

DNA測序技術的發展，使得這個宏偉的計劃成為可能。為了完成該計劃，研究人員將使用兩種互補的方法。第一種相對來說較新，聚焦于元基因組本身的基因測序，即對采集自志愿者的完整菌群的基因組測序。在2006 年6 月2 日的《科學》雜志上，美國布法羅大學生物學家最先公布了兩個人類消化道元基因組的測序結果，一例為男性，一例為女性，測序樣品取自他們的糞便。一年半之后的2007 年12 月，日本的研究小組成功地排列出100多萬個序列，確定了60 萬個基因!不過雖然成果喜人，但這項技術目前只能用于個體分析，還不能確定大范圍人群的細菌型。

第二種方法則動靜更大。它希望通過對我們體內上千種細菌進行培養，先弄清它們的所有基因以及這些基因掌控的一系列生物活動過程，然后再對基因組進行系統地測序。但有一個問題：到目前為止，我們只能對將近30％的細菌進行實驗室培養。要進行基因組測序，必須首先跨越這一障礙。

反擊抗生素

由于在兒童身上不斷地使用抗生素，我們正在改變人體的微生態系統。我們完全不知道這將導致什么結局。一些細菌的消失或出現，甚至僅僅是數量上的變化，都可能引起人體新陳代謝紊亂，以至疾病。人類在進化，更確切地說，是和這些細菌共同進化，我們的健康與它們息息相關。

人類與細菌的戰斗中，人類似乎處于下風，科學家分離得到新的抗生素的速度遠不及致病菌的變異和適應速度。經過半個多世紀的使用，當初的“抗菌功臣”青霉素在很多臨床使用上已經失效。科學家預言，如果人類不跳出使用抗生素這個怪圈，即便是普通的感冒，很快也將難以治愈。這并非危言聳聽，全球已經發現多例由于抗生素失效導致普通感染死亡的病例。在各種抗生素的變相篩選下，還會導致普通致病菌進化變異出能抵抗所有抗生素的“超級細菌”。如果這些具有超強耐藥性的怪物在人類自身的“推波助瀾”下，對人類展開反擊，將成為人類的噩夢。抗生素的大量運用是否擾亂了人體重要菌群的生態平衡？ 是否可以改變這種平衡以起到治愈病人的目的？在較遠的將來，我們能否通過細菌來調整自己的健康狀態？答案將在2015年前揭曉。