人类微生物组计划：探索共生微生物与人体健康的奥秘

在我们的身体内外，生活着数以万亿计的微生物，它们的数量甚至超过了人体细胞的数量。这些微生物包括细菌、病毒、真菌等，共同构成了一个复杂而精妙的生态系统——这就是所谓的“微生物组”。为了更好地理解这个神秘的生态系统及其对我们健康的影响，科学家们发起了人类微生物组计划（human microbiome project,HMP）。

人类微生物组计划作为人类基因组计划的延伸，它着重于运用元基因组学的方法来探索人体内部或表面的微生物菌群结构的变化与人体健康之间的关系。每个人体内实际上包含两个基因组，一个是由父母遗传而来的、大约编码2.5万个基因的人类基因组；另一个则是出生后进入人体，尤其是肠道内超过1000种共生微生物组成的“微生物组”，这些微生物编码的基因数量超过100万个。两者协同工作，维持着人体健康状态。因此，在探究基因对人体健康影响时，共生微生物基因的研究同样不可忽视。

人类微生物组计划的意义

该计划的重要性在于，自2003年人类基因组计划完成后，科学家们意识到仅仅解读人类自身的基因并不足以揭示疾病和健康的全部秘密，因为对于那些与人类共存的巨大微生物群体，人们的了解还非常有限。据估计，人体内有数以万亿计的微生物，其中仅肠道内的细菌就多达10万亿个，这比人体自身细胞的数量还要多几倍。初步研究表明，这些微生物所携带的基因总量是人类基因组中基因数量的100倍之多。研究发现，寄生在人体中的微生物对多种生理功能有着重要影响，比如防御感染、调节体重和消化过程、影响自身免疫性疾病的风险，甚至可能影响癌症治疗药物的效果等。然而，由于传统微生物学方法的局限性，人们对体内超过95%的微生物仍知之甚少，因此人类微生物组计划的实施至关重要。

研究计划

2007年美国国立卫生研究院联合众多研究机构正式启动人类微生物组计划。HMP第一阶段（HMP1）于2013年结束，来自美国麻省理工学院和哈佛大学Broad研究所、贝勒医学院、华盛顿大学医学院和J.CraigVenter研究所的研究人员，通过对300名健康个体鼻腔、口腔、皮肤、胃肠道和泌尿生殖道的微生物群落进行16S rRNA测序，识别了生活在人体内各个部位的数千种细菌、真菌及病毒，揭示了人体微生物群落的复杂性，证明了寄生在人体内的微生物是人类生物学不可或缺的一部分，也挑战了医学界认为微生物只是传染病病原体的传统观点。2014年HMP第二阶段(HMP2)即HMP启动旨在对特定疾病人群的纵向研究中通过分析微生物组和宿主活动，以及创建微生物组和宿主功能特点的整合数据集来研究这些相互关系，并进一步阐明人体微生物在健康和疾病中的关键作用，目前已在多方面取得进展。

总结

人类微生物组研究结果表明，微生物组是人类生物学的一个重要组成部分，也证实了微生物组对人类健康和发展的重要性。人类微生物组研究最终将帮助人类在健康评估与监测、新药研发和个体化用药，以及慢性病的早期诊断与治疗等方面取得突破性进展。HMP项目也正在创造人类微生物组研究所需的最丰富的资源。