微生物对人类健康的影响目前已在全球范围内被证明,特别是当存在潜在疾病的时,从抵抗力到感染,再到我们对癌症、自身免疫和过敏等慢性疾病的反应以及对新陈代谢和神经功能的影响,微生物的痕迹无处不在。本次分会,中美两国微生物组的专家、 企业家以及投资家,就此话题展开讨论,以更深入视角推动微生物组学的发展,造福人类的健康。

哈佛大学福赛斯学院院长 施文元
大家可能都听说过精准医学的概念,在过去十年、二十年这个时间段里面,在研究干细胞,研究大脑,研究癌症方面有很多进展,在过去五年里面我觉得最令人激动的科学界的接站就是在微生物组学领域了。
西方国家过去几年里面已经起步了,中国也刚刚起步这方面的研究,所以我们今天和来自各国的科学家以及技术开发人员、发明家一起来讨论微生物组学的问题可以说是天时地利人和,希望通过我们的讨论能够把微生物组学的研究往前推一步。我在这里把它称为类似西部大开发,这是一块处女地,可以大有作为的。

微生物及免疫学家、美国科学院院士 Jeff F. MILLER
我们所生活的世界充满着各种各样的微生物,微生物也寄居在体表以及体内,也是我们身体的组成部分,我们的人体有大概三百到四百万亿的微生物,大多数都是细菌还有一些病毒、真菌等等。而大多数的微生物都是生活在我们的胃肠道当中。
说到稳定性,它们可能会产生一些抗性,当我们用了抗生素的时候,它们会回到初始的样子但是不一定总是如此。而且很有意思的就是对于不同的人来说,微生物组可能也有很大的差异,虽然我们有99.6%的人体基因是相同的,但是我们可能所共同的体内的微生物是非常不一样的,这也是一个个性化的差异。
传染病过去可能是人类患病死亡的主要原因,但它在的占比在降低。像结核、麻疹、风疹这一些都得到了控制,主要就是由疫苗来控制的,还有抗生素的控制。当我们征服了传染病以后,对于慢性病的抵抗力变弱了。之前认为可能原因在于缺少了传染病以后,它不能够刺激到我们的免疫系统,导致了慢性病的产生,但实际上不是这样。而是我们一些微生物的缺失。美国的成年人多样性是最低的,亚马逊流域的人多样性是最大的,和他们相比我们已经丢失了原始的50%的微生物组。
治疗癌症最近的进展就是检查点阻抑的治疗方法,对于某些疾病的成功率并不是很高,可能10%,但是对其它的疾病成功率可能高一些。二型的糖尿病以及糖尿病,可以说是世界上蔓延最广的慢病,生病率和病死率在全球来说都造成了极大的经济方面的影响。比如说由于糖尿病而引起的失明、截肢等等,负担是非常大的。那我们要怎么应对这样的挑战?我们现在也在从微生物组学的角度找到一些解决方案。微生物组学这个领域很多和人体相关的,和人类健康相关的很多其他领域的研究其实是比较明晰了。微生物组学也很清楚了,现在我们的研究有了一个转向,转去研究或者试图去寻找这种因果之间的关系,并且去看这个其中是否有出现的机制。
最后总结来说,我们的研究还处在早期阶段,在这方面我们的科学不管是强度还是进展方面都还有很多潜力需要挖掘。

哈佛大学医学院教授、美国科学院院士 John MEKALANOS
微生物组学其实在很多方面影响人类的健康。另外还有很多其它的因素会影响人类的健康,比如说食品、农业生产,我们吃的东西其实对人体健康非常重要,我们需要蛋白质,需要各种各样的营养来生活下去。我们首先要了解怎么样让这些健康的食品产业盈利并且发展下去。
植物上面也有很多的微生物,我们是否能够去编辑或者是否能改变植物里面的这些微生物,改变它们的营养学或者说它们的其它特质,从安全角度来说首先要了解这样的微生物。了解微生物之后,是否可以把微生物应用到食物的生产和制作过程当中,也要了解微生物对食物链的影响是怎样的。
通过各项研究看到对微生物一定程度的调整和编辑,可以改变植物的健康状况和生长状况,如果能够更多地了解细菌或者说微生物、植物的互动或者说生长关系,就能够在不同的场景下做应用。我们要做的有很多,不仅仅是简单地找到病害杀掉它,而是真正去寻找因果关系,研究这些微生物,看它是否有更广的应用场景,通过把这些方法和传统的方法结合,我们其实可以革命性地改变植物对于气候的极端变化的反应,比如说像温度或者说是水分的变化。
在畜牧业产业的应用和影响,牲畜也是受到微生物影响的,可能渠道是多种多样的,这个也是受到多种因素的影响,比如说我们圈养牲畜的方法,可能不仅仅像猪,还包括牛和禽类等等。最近在西方国家我们都比较推崇这种走地鸡或者说是放养型的牲畜,因为这样牲畜的肉质更好,而且其实这个也是和组织内部的微生物相关。大多抗生素的生产,是来自于牲畜,还有池塘当中养殖的水生动物,它们也会导致越来越强的抗性。
我们现代使用的像移植、手术,癌症的这些药物,如果不能有效地应对细菌产生的问题,这些药物也都会变得一无是处,食物链也会受到影响。如果我们能够让牲畜的成长更高效,通过调节它们的微生物群,就可以替代我们现在在使用的抗生素来实现同样的效果。
很多的微生物保护植物、保护动物、保护人体,通过抑制和杀死那些病原菌。如何在动物体内来进行微生物组的移植,我们也会在未来的研究当中更多的涉及这方面。

中国科学院青岛生物能源与过程所研究员、单细胞研究中心主任 徐健
中国微生物群的发展可以追溯到很多代人以前。北京大学的研究表明,在一定的情况下,可以有一些药物,但是如果这些药物要发挥作用就需要有微生物的作用。我们可以通过微生物来调节药物的作用,来产生更大的有效性。
如果肠道的细菌也可以有选择性地通过膳食纤维来得到刺激和提升,这样也可以有助于消除二型糖尿病。我们知道纤维是有好处的,但是可能不知道为什么有好处。我们的体内通过微生物的作用,纤维可以产生更多样化的作用,患者会产生更多的响应性。可以使用微生物群的方法来通过创新的方式治疗二型糖尿病。
每一个不同的区域都有不同的微生物群,所以想使用微生物群治疗疾病,必须要考虑这个人来自于哪一个区域。这里的结论就是宿主的位置,不同的区域会产生很大区别的,这就会影响生物组群。基于一个地区的生物组群产生的代谢疾病模型可能在其它地方就不适用,有这样一个模型在中国适用,在其他地方可能就不适用了,甚至也会产生专属于青岛的模型,不适用于其它地方。
我们发现可以使用口腔的微生物群来进行一些预测。进行口腔的实验也证实了口腔微生物群的状况和患虫牙的情况是有相关性的。如果可以进行早期的预测就可以在患病初期进行治疗和诊断。如果已经生病了,那就必须要进行治疗,儿童可以预先进行预防。这时候微生物组就可以发挥一些作用。我们也和很多合作伙伴一起开发了健康方面的很多微生物群的指数,涉及不同的方面,包括在体内、体外,还有不同的*体器人官**。
可以通过研究微生物进行一个精准饮食,通过各种的酶把它进行生物化的使用,比如说把它开发或者制作成某一种食物,或者说是保健品,吃了这个保健品它可以补充人体所需或者所缺少的一些营养,这个其实是一个不错的应用前景,就是把微生物为人体的健康做出贡献。
最后我想说一下为什么我们还应该要通过技术的进步来进一步地驱动这方面的研究。我们在这里其实已经有一些努力了,接下来我们可以做一个微生物单细胞的树,或者说做一个组群的研究。

美国Brigham Health International 副总裁 Mark DAVIS
过去几十年已经看到了传染病发病率的下降,但是同时看到了慢性病发病率的提升。首先要认可世界,特别是中国在传染病发病率下降方面做出的贡献和进展,以及各个科学家或者说医疗工作者在这方面做出的贡献。同时我们还要意识到在全球中产阶级的数量在不断地增加,而且大部分增加的中产阶级都是来自亚洲,来自中国,他们的寿命会增加,发病率和致死率会越来越低,这方面中国和美国之间应该在新的领域做更多的研究和合作,而且我相信微生物组学就是我们非常具有前景的合作领域之一。
我也很荣幸在过去几年里面和中国的合作方一起做了一些项目。我们的研发投入上10亿美元,我们也治愈了很多的病人。非常荣幸能够和中国的几大医疗集团进行合作。我们和恒大也有合作,一起建立了一个癌症研究的机构。同时我也很荣幸参加了博鳌亚洲论坛以及全球健康论坛大会,因为我几年前也在博鳌亚洲论坛上做了发言,提到了这是一个非常重要的、关键的和中国在健康领域合作的时机。我们也和中国其它的省份和地区,包括和江苏省做了很好的合作,进一步在尖端的医疗领域进行合作,还有和华润成都第一医院等等中方的医疗集团或者医院进行合作。
我列举这些合作项目主要想向大家展现的是,在当前这个社会或者世界上面存在着很多的冲突和紧张的关系,但是在这个领域,其实可以把资源做一个整合,通过合作来一起开发技术、来投资、扩大、发展和合作。
我们在讨论微生物组的话题的时候要知道做这件事情的目的是什么,就是要提高和加强人类的健康,所以我们对于微生物组的讨论确实需要一个跨学科的团队来一起讨论怎么样提升和改善人类的健康,我们需要科学家,需要临床医师,需要医疗界的领导人,还需要投资的合作伙伴,以及还需要有一个非常有支持性的环境才能做到。

微娃营养CEO,IMD瑞士国际商学院校友会顾问委员会全球副主席 徐琳
我想再补充一点。这个问题涉及自闭症,对于自闭症的治疗,效果并不是很长久,一开始可能很有效。
现在有一个叫做精神生理反应,包括对于自闭症和其它疾病的影响。但是这只是一个初期,并不是所有的微生物对于自闭症都有效,并不是所有的自闭症都可以通过益生菌来治疗,所以这个研究应当更多的去关注John MEKALANOS所做的研究,你要去聚焦在特定的菌种上来看对于自闭症、抑郁症是不是能产生影响。我们可能不能把所使用的微生物过于泛化,应该更加具体选取适当的菌种。
当然现在有很多这方面的研究,在中国也是有很多,像来自于丹麦的NGO捐赠的益生菌来进行研究,它是很有效的,但是不能只是控制这个益生菌,还要去控制吸收,所你需要有食物来去培养,而且还需要去改变儿童的行为,像他的社交行为,所以并不简单,我们可能不能简单地说益生菌对于自闭症治疗一定有效。
Q
对于糖尿病有很多干预的措施,包括像改变膳食,进行运动,这是一个很简单的方式,但是有些人可能会吃药,他希望有一些他能用的东西来解决这个问题,有些人更希望去用药而不是改变自己的行为。如果说不改变自己的行为是否能够产生这方面的作用呢?

哈佛大学医学院教授、美国科学院院士 John MEKALANOS
我想有些时候膳食和运动是不能够逆转这种病症的,因为当你的微生物群被破坏之后,这些患者体内的状况可能过于严重,他不会通过膳食和简单的运动就进行改善。同样我们对于糖尿病的治疗,还有对于感染,感染可能更多要考虑到微生物群的情况。如果微生物群能够发挥作用,能够进行调节的话就可以让这个病症慢慢地消除。
实际上对于所有人来说,你告诉他你通过运动,通过节食可以减肥,这肯定都不是一件容易的事,有些时候这些干预措施也是没有效果的,但是我想它和其它的一些措施可以结合起来,可能不一定通过膳食,通过运动就能够逆转糖尿病的情况。
当然有可能一些情况下它们是你体内的微生物群破坏的原因,但是有些时候并不是这样,有些时候你进行运动甚至是改变膳食会使你的病症加重,所以可能还需要更加合理的干预措施来进行调节,而且当我们更理解病理机制的时候能够更深入地进行微生物群的调节。

美国Brigham Health International 副总裁 Mark DAVIS
药物还是很重要的,比如说抗生素,因为人们创造了抗生素,我们现在比六十年前的人寿命可能长了一倍,而现代医学确实使我们的寿命更长了。
而与此同时药物又不是完全的解决方案,还是以抗生素为例,很多的情况下抗生素可能导致了更多的问题而不是解决了问题,这也是为什么微生物群这里就变得非常有意思,因为很多的时候我们体内产生问题就是因为我们一些自然的组织变化而产生的,我们实际上可能需要药物的调节,有的时候也需要进一步的微生物组群的调节。
提问
我知道一些新型的疗法,也是有关于抗药性的问题,它可以帮助减少抗生素的使用,但是还没有成熟,还不能够应用到患者的身上。我想是不是有可能更快地在全世界应用这种疗法,解决这样的抗生素的问题?而且我也知道抗生素在急诊使用得非常多,尤其是那些发烧的患者,他们就会使用抗生素,那急诊中是不是应该使用如此多的抗生素?

微生物及免疫学家、美国科学院院士Jeff F. MILLER
什么是噬菌体?有些人可能不太了解,噬菌体就是会感染细菌的一些病毒,它还会增殖,它可能会增殖到一百个病毒,而这一百个病毒还会找到它们的宿主,会进行不断地繁殖,会找到它更多的宿主。
噬菌体疗法有什么特殊的地方呢?实际上噬菌体疗法它对一种细菌很有灵敏性,而对于其它的却没有,所以它的特异性是很强的。
还有一个解决方法就是精准医疗。精准医疗现在在很多领域也变得越来越重要,但是我们还没有明确的就是如何用它来治疗这些传染病。实际上在我们的胃肠道当中有一些有益的菌是我们不希望被杀死的,所以我们是希望能产生这种特异性,杀死那些不好的微生物而保留那些好的微生物,而微生物群也给我们提供了这种方式,我们可以进行精准诊断,而且可以提高我们治疗的有效性。
噬菌体是一个很好的工具,当然它本身也有一些问题,因为有一些细菌可以产生对噬菌体的抗性,所以这也是一个动态发展的内容。

哈佛大学医学院教授、美国科学院院士 John MEKALANOS
俄罗斯的噬菌体疗法进行了很多年,很多的研究机构专门研究这个。但很多人都说噬菌体疗法真的是有效的,但是它可能只是针对于某种或者某几种感染,比如说皮肤的感染或者某几种皮肤的感染是非常有效的,但是如果它是涉及到了软组织的发炎或者软组织感染,可能它就没有那么有效了。
噬菌体疗法确实是进步得很快,相对这些衣原体或者肠道当中需要精准地来进行诊断,或者说来进行治疗,但是我们在这方面还需要进行一些研究。
其实细菌存在的时间已经很长了,它们本身也可能会找到抵抗噬菌体的方法。我们知道其实有一种工程编辑的方法,它是一个基因工程的方法,就是由抗菌的噬菌体,通过它的研究来发明的,所以我们一定要知道其实细菌本身它可能也会是不断地变异的。
我们希望通过今天的这场会议能够找到微生物的研究和技术发展之间的关联,同时推动这个领域在中国的进步。
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