在過去的一個世紀里,世界各地的死亡率大幅下降,但同時也出現了從傳染病(由傳染性微生物引起)向肥胖癥、心血管疾病、癌癥和呼吸系統疾病等非傳染性疾病的顯著轉變。非傳染性疾病被定義為不能從一個人直接傳染給另一個人的疾病。這些“非傳染性”疾病排除了微生物的參與,被認為是由遺傳、生活方式和環境因素共同作用的結果。

圖片來源:Science
北京時間1月18日,發表在《Science》上的一篇新研究中,來自加拿大高等研究院(CIFAR)的研究團隊對這一固有觀點提出了質疑,并提出證據表明,許多“非傳染性”疾病可能通過生活在我們身上的微生物(包括細菌、真菌和病毒)實現在人際間的傳播。

該研究第一作者、CIFAR研究員、英屬哥倫比亞大學微生物學教授B. Brett Finlay說:“如果我們的假設被證明是正確的,那么它將改寫關于公共衛生的整本教材。”
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研究團隊把他們的假設建立在三條不同證據之間的聯系上。首先,他們證明患有各種疾病的人,從肥胖、炎癥性腸道疾病到2型糖尿病和心血管疾病,都改變了個體微生物組。接下來,他們展示了從患者中提取的微生物組放入動物模型時,會導致動物患病。最后,他們提供了證據,證明微生物組可以自然傳播的證據。例如,住在同一屋檐下的夫婦比分開居住的雙胞胎具有更多相似的微生物組。
眾所周知,肥胖是許多非傳染性疾病的主要風險因素,越來越多的證據表明肥胖具有特異性的腸道菌群組成。有研究顯示,從遺傳易感性人或飲食誘導的肥胖動物的糞便移植到無菌瘦動物中,會導致后者體重顯著增加,這表明腸道微生物組是病因學的一部分。還有研究表明,節食后體重反彈的風險會隨著腸道菌群的持續改變而增加。另有研究表明,肥胖癥也可能在人類中具有傳染性。在一項對12067人進行了30年的社會網絡研究中,擁有一個肥胖的朋友會增加57%的肥胖機會,而如果兄弟姐妹中有一個肥胖的則肥胖的機會也會增加40%。

圖片來源:Science
而且,肥胖是2型糖尿病的最高風險因素。因此,也可能通過微生物組具有傳染性因素。在診斷為2型糖尿病后的一年內,配偶患病的幾率更高,而且這種趨勢在最初診斷后的三年內仍然存在。在小鼠實驗中,證明了2型糖尿病可通過的糞便移植進入無菌小鼠。在炎癥性腸病(IBD) 中,也可以從患者或小鼠模型轉移到健康動物中。
Finlay說:“當你把這些事實放在一起時,你會發現許多傳統上的非傳染性疾病可能終將是會傳染的。”
該研究合著者之一、CIFAR研究員、魏茨曼科學研究所教授Eran Elinav認為,這些證據之間的聯系可以作為更廣泛的角度去思考人類疾病。他說:“這可能代表著對世界上一些最常見且棘手的疾病進行干預的新機會。我們現在應該考慮調節環境因素和微生物組,而不僅僅是針對人類宿主。”
跨學科合作
CIFAR的人類和微生物組項目受益于其由研究員、顧問和CIFAR Azrieli全球學者組成的國際跨學科網絡,其中包括微生物學家、人類學家、免疫學家和遺傳學家等。他們正在共同發現生活在我們體內和身上的微生物是如何影響我們的健康、發育甚至行為的。
CIFAR總裁兼首席執行官Alan Bernstein表示:“這篇論文為非傳染性疾病的研究提供了一種具有重大意義的新思路,對公共衛生具有重要影響。當來自世界各地的頂尖研究人員在一個信任、透明和知識共享的環境中合作時,這樣的想法就是一個很好的例子。”
這篇論文是2019年3月CIFAR項目會議上公開和探索性討論的直接結果。
Elinav說:“這個想法是通過整合來自動物模型和人類的新興生物數據,加上在人類學和社會科學等其他領域中,處理相同概念合作伙伴的批判性見解而得出的。”
Finlay說:“它一開始只是一個思維實驗,但當我們開始思考證據是什么時,大家都非常興奮。隨著論文開始匯集,來自不同專業的新證據陸續出現時,討論就開始了。”
下一步
雖然這一假設令人興奮不已,但研究人員很清楚,其中所涉及的機制仍有許多未知之處。
該論文作者、CIFAR研究員、羅格斯大學教授Maria Gloria Dominguez-Bello說:“我們還不知道在什么情況下傳播會增加,或者是否還能傳播健康的結果。我們需要更多的研究來了解微生物的傳播及其影響。”
Finlay說:“我們希望這篇論文能夠激發人們對可傳播機制和程度的進一步研究。我們鼓勵研究任一疾病的研究人員都思考一下微生物可能產生的影響。”
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參考文獻:
Are noncommunicable diseases communicable?
DOI:10.1126 / science.aaz3834
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