利用微生物群分析实现精准医疗保健

发布时间：2024-04-19 16:54:16 栏目：精选知识

导读 人体蕴藏着大约 30 万亿微生物，统称为微生物群。宾夕法尼亚州立大学生物医学工程和机械工程教授 Pak Kin Wong 表示，这些微生物影响...

人体蕴藏着大约 30 万亿微生物，统称为微生物群。宾夕法尼亚州立大学生物医学工程和机械工程教授 Pak Kin Wong 表示，这些微生物影响各种身体功能，包括消化、新陈代谢和免疫反应。 Wong 说，微生物群分析具有为疾病诊断、预后预测和治疗提供信息的潜力，但尚未应用于临床决策。



宾夕法尼亚州立大学新闻采访了 Wong，谈论了他最近发表在《 自然评论生物工程》上的论文，该论文讨论了将微生物群分析纳入临床决策的可用方法、这样做的挑战以及利用新技术来利用微生物群潜力的必要性。在医学中的作用。

问：什么是微生物群分析?它为什么如此重要?它提供了哪些医学上有用的信息?

Wong： 微生物群分析涉及利用先进的基因组和生物信息学工具检查特定环境中微生物的组成、多样性、丰度、分布、进化和功能。在人体内，这些微生物对于健康和疾病管理至关重要。例如，肠道微生物群通过产生重要的发酵产物和代谢物对肠道健康至关重要。该微生物群落还与各种身体功能和疾病有关，凸显了其重要性不仅仅局限于肠道。通过分析微生物群，我们可以获得疾病诊断的宝贵见解，预测疾病进展并根据个人需求定制治疗方案，为个性化医疗铺平道路。例如，微生物群分析对于了解炎症性肠病和肥胖等疾病至关重要，为干预提供了新的途径。

问：为什么微生物群分析目前没有纳入医疗决策?为了改变这种状况需要做什么?

Wong： 高通量测序可以快速评估样本中的 DNA 含量，它已经改变了人类微生物组研究的游戏规则，帮助我们深入研究和发现。然而，将这些见解转化为可以在临床中使用的东西并不容易。这些方法可能昂贵、缓慢、复杂且劳动密集型。为了使微生物群分析适合医疗环境，它需要价格实惠、快速且用户友好。还有更多——标准测序在区分活微生物和死微生物、分析不同种类的生物分子以及绘制微生物位置等方面存在困难。此外，由于微生物的组合因人而异，而且“健康”的微生物群没有一刀切的标准，因此将微生物群分析应用于医疗决策是很棘手的。为了真正了解疾病的进展情况，我们需要密切关注人体微生物群随时间的变化。这种追踪不仅对于了解疾病至关重要，而且对于确保影响微生物组的治疗发挥应有的作用也至关重要。所有这些挑战都是我们在现实世界的医疗保健中充分利用微生物组知识的重大障碍。

问：哪些医疗状况可以从微生物群分析中受益?它将如何运作?

Wong： 分析健康个体和患有特定疾病的人之间微生物组成的差异，可以为医疗专业人员提供有关患者健康、疾病风险和潜在治疗结果的重要见解。例如，我们肠道中微生物的多样性和类型与一系列健康问题有关，例如艰难梭菌感染、炎症性肠病和神经退行性疾病。除了诊断和预后之外，还有一些突破性的方法可以改变这些微生物群落，以更有效地对抗疾病。使用益生元、益生菌和粪便微生物群移植等策略被用来应对持续感染并提高治疗效果。具体而言，粪便移植已成为难治性艰难梭菌感染的关键疗法，并显示出提高癌症治疗效果的希望。此外， 直接膀胱注射 BCG(FDA 批准的一种细菌免疫疗法)几十年来一直是膀胱癌的有效治疗方法。这些进展凸显了微生物群分析的至关重要性以及利用微生物群对抗疾病的创新潜力。

问：您计划在与该主题相关的研究中采取哪些后续步骤?

Wong： 我们一直与来自学术界、工业界和临床领域的专家合作，每个人都带来了技术、生物学和医疗保健方面的丰富知识。目前，我们正在开发采用单细胞分析和人工智能的创新微生物群分析平台。我们面临的一个重大挑战是确定最有效的方法来释放人体微生物群的医学潜力。我们的主要重点是确定一种可行的应用，不仅强调微生物群分析的内在价值，而且加速其融入临床实践。随着医疗保健领域的发展，微生物群分析的充分利用必将彻底改变该领域。我们正在进行的这段旅程完全是关于创新和协作。我们相信，它将带我们走向一个未来，精准医疗可以为更广泛的人带来更好的健康和福祉。