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见微知著,老大在此 | 肠道微生物的“美好时代”

2016-12-14 Harry 黄锦群 华大科技BGITech

微生物,存在于人体、植物、土壤、海洋等各种环境中,这些微生物的集合,被称为微生物群落。当今这个时代人类面临的挑战,包括养活众多的人口、生产可持续的能源、保护环境或减缓对环境的破坏,以及人类健康,都与生物学相关,可以从微生物世界中找到解决方案。


最近10年来,人们逐渐认识到,糖尿病、哮喘、肥胖等人类健康问题或多或少都与微生物组相关联,肠道微生物组甚至被称为人体的“第二基因组”。奥巴马政府的一些优先领域如精准医学等,都与微生物组有密不可分的联系。


中国科学家在肠道微生物“小荷才露尖尖角”之时即参与了研究。华大基因的微生物研究组从2010年开始连续多年率先在顶级杂志上发表的多篇重量级文章,充分证明了中国科学家的实力。无论是跨学科研究,以回答人体微生物多态性的基本问题,还是开发检测、分析微生物组的工具,乃至培养业界一流的微生物组研发和转化应用团队,华大基因无疑都走在前列。


华大基因作为第一个非欧盟的机构参与metaHIT ,从第一个人肠道菌群基因集的建立,到参与肠型提出,再到第一个提出MWAS宏基因组分析方法,始终引领宏基因组的发展。


2010年,华大基因采用高通量测序构建了第一个人群肠道基因集,从而揭开人肠道菌群的神秘面纱,为人肠道菌群研究奠定了基础,研究成果发表在《Nature》杂志封面。



Qin, Junjie, et al. "A human gut microbial gene catalog established by metagenomic sequencing." Nature 464.7285(2010):59-65.


2012年,通过高通量测序方法,华大基因主导对345名中国人的肠道菌群进行系统分析,鉴定II型糖尿病相关的肠道菌群特征,探究肠道菌群与II型糖尿病发病的关联,为疾病研究提供了新的思路和方法,研究成果发表在《Nature》杂志。



Qin, J., et al. "A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes. " Nature 490.7418(2012):55-60.


2013年华大基因和法国国家农业研究院合作,采用高通量测序方法对肥胖和健康人群的肠道菌群进行对比研究,发现肥胖者肠道菌群相对健康人呈现紊乱的状态,研究成果发表在《Nature》杂志。




Chatelier, Emmanuelle Le, et al. "Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers." Nature 500.7464(2013):541-6.


2013年,中科院微生物研究所朱宝利研究员与华大基因等机构合作,基于宏基因组学技术对中国、丹麦、西班牙人肠道微生物中的抗生素耐药基因进行了分析,为临床和自然环境中抗生素耐药机制的理解奠定了重要的基础。研究结果发表在《Nature Communications》杂志。



Hu, Y., et al. "Metagenome-wide analysis of antibiotic resistance genes in a large cohort of human gut microbiota." Nature Communications 4.2(2013):405-415.


2014年,为实现人肠道菌群大数据,由华大基因主导,整合了包含美国、中国、欧洲共1267个人肠道样本,重新建立了覆盖多个人种的人肠道微生物基因集,为不同人种的肠道分析提供了更全面的大数据基础,研究成果发表在《Nature Biotechnology》杂志。



Li, J., et al. "An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome. " Nature Biotechnology 32.8(2014):834-41.


2014年,浙江大学李兰娟院士、秦楠研究员,通过分析比较患者和健康对照个体揭示出了肝硬化肠道微生物组的特征。研究结果发表《Nature》杂志上。



Qin, N., et al. "Alterations of the human gut microbiome in liver cirrhosis." Nature 513.7516(2014):59-64.


2015年,与北京协和医学院合作,华大基因对类风湿性关节炎患者和健康人的口腔、肠道微生物进行研究比对,发现类风湿性关节炎患者的口腔和肠道菌群都存在紊乱,并且紊乱菌群之间呈现相关性增长或制约。经过治疗后具有疗效的患者,肠道菌群得到一定的改善,为类风湿关节炎诊断和治疗生物Marker提供基础,这项研究成果发表在《Nature Medicine》杂志。



Zhang, X., et al. "The oral and gut microbiomes are perturbed in rheumatoid arthritis and partly normalized after treatment.” Nature Medicine 21.8(2015):895-905.


基于前期的研究成果,华大基因于2015年和2016年,分别主导建立了小鼠和猪肠道菌群参考基因集,为研究动物模型的肠道微生物菌群提供参考,促进肠道菌群Marker的实验验证和应用。这两项成果分别发表在《Nature Biotechnology》和《Nature Microbiology》两本杂志。



Xiao, L., et al. "A catalog of the mouse gut metagenome.” Nature Biotechnology 33.10(2015):1103-8.
 
Xiao, L., et al. "A reference gene catalogue of the pig gut microbiome.”Nature Microbiology 1(2016).


2016年,华大基因主导对英国250名双胞胎肠道菌群的研究,揭示遗传和环境对肠道菌群的影响,这项研究成果发表在《Cell Systems》杂志。



Xie, H., et al. "Shotgun Metagenomics of 250 Adult Twins Reveals Genetic and Environmental Impacts on the Gut Microbiome" Cell Systems (2016).


人体肠道微生物基因组作为人类的第二套基因组,与人类健康密切相关。顶级期刊,深度科研,从组学探索、疾病研究一路走到应用转化,华大基因始终作为一位引领者。作为该领域的龙头老大,华大基因在高通量测序技术与宏基因组学研究方面均保持着强大的科技实力,为更好地诠释肠道微生物与人类健康提供了宝贵经验,助力疾病的预防、诊断和治疗。我们相信,基于肠道宏基因组的个体化医疗将不再遥远。



撰稿:Harry、黄锦群

编辑:市场部


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