2024-07-09
在當今飛速發展的(de)(de)(de)(de)醫療健康領域(yu)，醫學前(qian)沿的(de)(de)(de)(de)探索(suo)與(yu)臨床實踐的(de)(de)(de)(de)革(ge)(ge)新正以前(qian)所未有(you)的(de)(de)(de)(de)速度推(tui)進(jin)，深(shen)刻(ke)影響著人(ren)類(lei)疾病的(de)(de)(de)(de)預防、診斷(duan)、治療及(ji)康復過程(cheng)。隨著高通量(liang)測(ce)序、質(zhi)譜檢(jian)測(ce)、生物信息(xi)學、人(ren)工(gong)智能、精(jing)準醫療等高新技(ji)術的(de)(de)(de)(de)不斷(duan)融合與(yu)應用，臨床醫學正經歷(li)著一場前(qian)所未有(you)的(de)(de)(de)(de)變革(ge)(ge)。從(cong)癌癥的(de)(de)(de)(de)個性化治療到罕(han)見(jian)病的(de)(de)(de)(de)基因療法，從(cong)基于(yu)大數據的(de)(de)(de)(de)疾病預測(ce)模型(xing)到遠程(cheng)醫療技(ji)術的(de)(de)(de)(de)普及(ji)，每(mei)一項進(jin)步都在拓展醫療服務的(de)(de)(de)(de)邊界，提升醫療質(zhi)量(liang)與(yu)效率。
然而，醫(yi)學知識(shi)的(de)(de)(de)爆炸性增長也帶來了挑戰(zhan)。因此，匯總當前醫(yi)學前沿的(de)(de)(de)研究(jiu)進(jin)(jin)展(zhan)(zhan)與(yu)臨(lin)床(chuang)熱(re)點(dian)，不僅對促進(jin)(jin)學術交流、加快科(ke)研成果轉化至關重要(yao)，也是滿足健(jian)康需求(qiu)、提(ti)升健(jian)康素養的(de)(de)(de)重要(yao)途徑。總覽當前研究(jiu)熱(re)點(dian)與(yu)挑戰(zhan)，了解未(wei)來研究(jiu)的(de)(de)(de)重點(dian)領域和潛在突(tu)破口，促進(jin)(jin)醫(yi)學科(ke)學的(de)(de)(de)持續創新和發(fa)展(zhan)(zhan)。
專題一 微生物組(zu)與健康的(de)關系(xi)
微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)從人類誕生(sheng)(sheng)之日起便與(yu)之進(jin)行共同進(jin)化，形成了(le)復雜的(de)互(hu)作(zuo)關(guan)系(xi)。其(qi)中，微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)移(yi)位或其(qi)產生(sheng)(sheng)的(de)代謝物(wu)(wu)通過擾(rao)動人體免疫(yi)系(xi)統，從而影響(xiang)與(yu)其(qi)他(ta)器(qi)(qi)官(guan)相(xiang)關(guan)的(de)功能，最終形成了(le)這種(zhong)有趣的(de)互(hu)作(zuo)模式類似“軸“的(de)關(guan)系(xi)。微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)-器(qi)(qi)官(guan)軸多組學(xue)分析可(ke)以全(quan)面覆蓋(gai)各賽道臨(lin)(lin)床疾病，且其(qi)應用中正處(chu)于發(fa)展階段，其(qi)中新的(de)技術研究(jiu)方法不僅可(ke)以進(jin)一(yi)步提高臨(lin)(lin)床醫生(sheng)(sheng)及基礎醫學(xue)研究(jiu)學(xue)者對(dui)疾病生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)的(de)認識，在不久的(de)將來將極大地推動臨(lin)(lin)床疾病的(de)個(ge)性化精準治療。
1.1、
腸(chang)道菌(jun)群(qun)-器官軸是指定植(zhi)在(zai)腸(chang)道的(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物菌(jun)群(qun)與其它部位器官（腦(nao)、腎臟(zang)(zang)、肝臟(zang)(zang)、皮膚等(deng)）進行(xing)雙向或多向交流的(de)(de)(de)(de)系(xi)統（圖1）。在(zai)這個軸系(xi)統中，腸(chang)道菌(jun)群(qun)通過分(fen)泌小分(fen)子(zi)、酶(mei)、毒素等(deng)代(dai)謝物對宿主的(de)(de)(de)(de)代(dai)謝和生(sheng)理過程進行(xing)調控(kong)，從而影響機體(ti)的(de)(de)(de)(de)健康(kang)狀(zhuang)態(tai)和疾(ji)病(bing)發展。近年來，國家(jia)自然科學基金委設立了(le)多項(xiang)(xiang)關(guan)于(yu)人體(ti)微(wei)生(sheng)物組研(yan)究的(de)(de)(de)(de)重大課題與重點項(xiang)(xiang)目(mu)，聚焦于(yu)人體(ti)微(wei)生(sheng)態(tai)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)結(jie)構解(jie)析、功能(neng)挖(wa)掘以及與健康(kang)和疾(ji)病(bing)關(guan)聯性的(de)(de)(de)(de)基礎研(yan)究。
圖1 腸(chang)道菌群(qun)-器官軸示意(yi)圖
1.2、
微生物-器官軸的(de)(de)(de)研究(jiu)方向(xiang)主要是為了回答(da)微生物介導疾(ji)病的(de)(de)(de)生物學(xue)機(ji)制。例(li)如解決肝(gan)炎-肝(gan)硬化-肝(gan)癌的(de)(de)(de)發生的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)問題，我們可以(yi)利用腸道微生物-肝(gan)器官軸，結合宏基因組、人體代謝(xie)組、單(dan)細胞轉錄組、代謝(xie)組等(deng)技術從各個維(wei)度和角度來提(ti)供(gong)科(ke)學(xue)證(zheng)據，從而更(geng)加全面(mian)地(di)(di)、深入(ru)地(di)(di)回答(da)相(xiang)應的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)問題。
圖2 微生物-器官軸研究方向
專題二 微生物-器(qi)官軸分類
2.1、
微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物-腸(chang)道軸（Microbiota-Gut Axis）：最(zui)為人熟知的(de)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物-器(qi)官軸，腸(chang)道微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物與腸(chang)道上皮細胞(bao)、免疫細胞(bao)緊密互動，影響營養吸收(shou)、能(neng)量(liang)代(dai)謝、免疫系(xi)統發育及功(gong)能(neng)、以及神經信號傳遞（通過腸(chang)-腦軸）。
2.2、
微生物(wu)-肝臟(zang)軸（Microbiota-Liver Axis）：腸(chang)(chang)道微生物(wu)通(tong)過門(men)靜脈(mo)系(xi)統與肝臟(zang)直接(jie)相(xiang)連，影響(xiang)肝臟(zang)的代謝、解毒功(gong)能及炎(yan)癥(zheng)狀態。失衡的腸(chang)(chang)道菌群可導致(zhi)脂肪肝、肝炎(yan)乃至(zhi)肝硬化(hua)等疾病(bing)。
2.3、
微生(sheng)物(wu)-肺(fei)軸（Microbiota-Lung Axis）：盡管(guan)肺(fei)部(bu)傳統上被認為是無菌環(huan)境，但越來越多(duo)證據表明，呼吸道(dao)微生(sheng)物(wu)與肺(fei)部(bu)疾病(bing)（如哮喘、慢性阻塞性肺(fei)病(bing)）有關聯，通過氣溶膠傳播或微生(sheng)物(wu)移位(wei)影響(xiang)肺(fei)部(bu)健康。
2.4、
微生(sheng)物-腦軸（Microbiota-Brain Axis）：包括腸(chang)-腦軸，指腸(chang)道微生(sheng)物通(tong)過神經(jing)(jing)、內分泌(mi)及免疫途徑(jing)與大腦溝通(tong)，影響情緒、認知功能(neng)、應激反應及睡眠等。微生(sheng)物產(chan)生(sheng)的代謝產(chan)物能(neng)穿越(yue)血腦屏障，影響神經(jing)(jing)遞質平衡(heng)。
2.5、
微生物-皮(pi)膚(fu)(fu)軸(zhou)（Microbiota-Skin Axis）：皮(pi)膚(fu)(fu)上(shang)的微生物群(qun)落參與局部免疫調節，對抗病原(yuan)體入侵，影響皮(pi)膚(fu)(fu)健康與疾(ji)病，如濕疹、銀屑病等(deng)皮(pi)膚(fu)(fu)病。
2.6、
口腔(qiang)菌群是(shi)人(ren)體微(wei)生物(wu)(wu)組重要(yao)組成(cheng)部(bu)分，具(ju)有高(gao)度的(de)多樣(yang)性，包括(kuo)數百種細菌、真菌、古(gu)菌和病毒(du)等。不同(tong)的(de)口腔(qiang)部(bu)位如舌苔、口腔(qiang)粘(zhan)膜、牙菌斑具(ju)有獨特的(de)微(wei)生物(wu)(wu)物(wu)(wu)種組成(cheng)，共同(tong)形(xing)成(cheng)了(le)復雜(za)的(de)生態系統。俗話(hua)說“病從口入”，口腔(qiang)菌群在(zai)很多疾病的(de)發(fa)生過程扮演(yan)重要(yao)的(de)角色。
圖3 器(qi)官軸分類
專題三 微(wei)生(sheng)物-腫瘤發展與癌(ai)癥治療
3.1、
3.2、
3.2、
微生(sheng)物組與(yu)癌癥之(zhi)間存在密切關系(xi)，這種關系(xi)正在成(cheng)為醫學(xue)研究領域的(de)一個新興焦點。微生(sheng)物組與(yu)癌癥的(de)關系(xi)可以從三方面(mian)去認(ren)識：
（1）某些(xie)已知(zhi)的(de)微生物病原體能直接導致癌癥的(de)發生，這些(xie)微生物也被稱為(wei)致癌物，比如HPV病毒與宮(gong)頸(jing)癌、幽門(men)螺桿(gan)菌(jun)與胃癌、EBV病毒與鼻(bi)咽(yan)癌等；
（2）人體共(gong)生(sheng)微(wei)(wei)生(sheng)物與癌癥發生(sheng)的(de)協同關系，研究(jiu)表明腸(chang)道菌群(qun)或口(kou)腔菌群(qun)的(de)失調能通(tong)過(guo)微(wei)(wei)生(sheng)物-器(qi)官(guan)軸影響(xiang)遠端(duan)器(qi)官(guan)腫瘤的(de)發生(sheng)發展；
（3）腫(zhong)瘤(liu)(liu)內生微生物與癌癥(zheng)的關系，腫(zhong)瘤(liu)(liu)組(zu)織(zhi)內微生物通過調(diao)節腫(zhong)瘤(liu)(liu)微環境促進或抑制腫(zhong)瘤(liu)(liu)的發展。
微(wei)生物組與(yu)癌(ai)(ai)癥存(cun)在復雜的(de)互作(zuo)關系，既有(you)正面(mian)的(de)抗癌(ai)(ai)作(zuo)用，也有(you)反面(mian)的(de)致(zhi)癌(ai)(ai)作(zuo)用。深入(ru)研(yan)究這種關系，有(you)助于我們更好地(di)理(li)解癌(ai)(ai)癥的(de)發生機(ji)制，開發新的(de)預防和(he)治療方法，為癌(ai)(ai)癥患(huan)者帶(dai)來(lai)更多的(de)希望(wang)和(he)可(ke)能。
圖4 微生物組(zu)與腫瘤的互作關
專題四 微(wei)生物組(zu)-器官(guan)軸研究思路
4.1、
文(wen)章題目：The microbial metabolite trimethylamine N-oxide promotes antitumor immunity in triple-negative breast cancer
期刊：Cell Metabolism（IF：27.7）
技術手段：16S rRNA基(ji)因(yin)V3V4區(qu)測序(xu)、代謝組
乳(ru)腺癌的發病率逐(zhu)年增(zeng)高(gao)，并(bing)成為(wei)中(zhong)國(guo)女性發病率最(zui)高(gao)的惡性腫(zhong)瘤，是名副其實(shi)的“紅顏(yan)殺(sha)手”。其中(zhong)，三(san)陰性乳(ru)腺癌（TNBC）惡性程度較高(gao)，患者生存(cun)預(yu)后較差，易出現早期復發和(he)轉移(yi)，且既往缺乏有效的針對性治(zhi)療(liao)策略(lve)，素有最(zui)“毒”乳(ru)腺癌之(zhi)稱。
與常(chang)見研(yan)究中報道的抗腫瘤(liu)激活劑直(zhi)接(jie)作(zuo)用于(yu)免(mian)疫(yi)細胞發(fa)揮功效不(bu)同，該文從獨特(te)視(shi)角出發(fa)，發(fa)現特(te)殊(shu)微(wei)生物群落借助代謝產物氧化三甲胺（Trimethylamine N-oxide，TMAO），能夠直(zhi)接(jie)作(zuo)用于(yu)腫瘤(liu)細胞，誘導其焦亡，繼(ji)而(er)促進免(mian)疫(yi)細胞浸潤，最終發(fa)揮抗腫瘤(liu)作(zuo)用。
4.2、
文章題(ti)目：Hyodeoxycholic acid alleviates non-alcoholic fatty liver disease through modulating the gut-liver axis
期刊：Cell Metabolism（IF：27.7）
技術手段(duan)：轉錄組、宏基因組、膽汁酸(suan)靶(ba)向(xiang)代(dai)謝(xie)組
非酒精性(xing)脂肪性(xing)肝(gan)病(NAFLD)被認為是一(yi)種影響全(quan)(quan)球約四分(fen)之一(yi)人(ren)口的(de)流行病。但(dan)驅動(dong)NAFLD發(fa)生和發(fa)展的(de)病因和病理因素(su)尚(shang)未完全(quan)(quan)闡明(ming)。此(ci)外，尚(shang)未有(you)(you)抗NAFLD藥物得(de)到國際權威機構的(de)批準。膽(dan)汁酸(suan)(BAs)是一(yi)組由肝(gan)細胞內膽(dan)固(gu)醇合(he)(he)成的(de)兩(liang)親(qin)性(xing)分(fen)子(zi)，BA-腸道菌群串擾與包括(kuo)NAFLD在(zai)(zai)內的(de)代謝性(xing)疾病有(you)(you)關，在(zai)(zai)調節宿主葡(pu)萄糖和脂質(zhi)代謝中起重要作用(yong)。前期研究顯示(shi)非12α-羥基化膽(dan)汁酸(suan)、豬膽(dan)酸(suan)（HCA）和豬脫氧膽(dan)酸(suan)（HDCA）在(zai)(zai)調節葡(pu)萄糖穩態和預(yu)測2型糖尿病未來(lai)風險(xian)方(fang)面(mian)具有(you)(you)治(zhi)療潛力(li)。因此(ci)假設了一(yi)種藥物治(zhi)療策略(lve)，通過靶向替代BA合(he)(he)成通路來(lai)治(zhi)療代謝性(xing)疾病。
