第三章 我国肠道微生物组研究概览
3.3 高影响力研究:我国肠道微生物组研究脉络与重大突破
3.3.1 研究脉络
为了梳理我国肠道微生物组研究的历史脉络,我们特别关注了肠道微生物组研究论文的高影响力论文,即被引数在全球当年发表论文排前 1% 或在学术顶刊Nature、Science、Cell、NEJM、JAMA、Lancet上发表的研究论文,它们在一定程度上反映了中国研究的国际影响力。通过对这些论文进行整理,可以大体上将我国的肠道微生物组研究划分为 3 个阶段。
2010-2014 年:崭露头角
在这一时期,我国少有肠道微生物组领域的高影响力研究。华大基因团队参与了MetaHIT计划,在Nature等高影响力期刊发表了多篇重要研究,在揭示肠道微生物组的组成、结构和多样性,以及构建人类和动物的肠道微生物组研究资源方面,做出了重要贡献。李兰娟院士和郑树森院士也是先驱者,他们于2014年在Nature发表了肝硬化患者的肠道菌群特征。
2015-2021 年:快速发展
随着我国加大对肠道菌群研究的投入力度,在这一时期中国团队发表的高影响力研究逐年上涨,涉及的研究领域也快速扩展。2017和2018年,上海交通大学医学院附属仁济医院房静远团队、上海交通大学赵立平团队分别主导在Cell、Science发表了关于结直肠癌和糖尿病膳食纤维干预的重磅研究。2019年起,我国在发文量方面跃居世界首位。
在此期间,我国研究主要聚焦于不同疾病的肠道微生物组特征,其中结直肠癌、肝病、炎症性肠病等消化系统疾病,以及代谢性疾病、神经系统相关疾病和新冠肺炎(COVID-19),是这一阶段的研究焦点。在此阶段,我国研究从侧重基于微生物组特征的诊断模型和标志物,过渡到揭示肠道微生物组与宿主疾病的因果关系和转化干预研究(如益生菌、粪菌移植、中医药),并逐渐深入到微生物组代谢物和代谢功能等分子机制层面。
2022 年至今:势不可挡
近两年,国内团队在高影响力期刊发表的肠道微生物组研究愈加频繁,每年都有多篇研究论文在Nature、Science、Cell等学术顶刊发表,而且发表高影响力肠道微生物组研究的团队越来越多,研究面也更加广阔和深入。
在关注对象方面,之前较少涉及的母婴、老年人等特殊人群研究开始增多。在医药转化方面,随机对照试验的数量明显上涨,凸显了我国对转化研究所做的努力和取得的成绩。结合多组学方法,兼具动物模型研究和临床数据分析,从肠道细菌代谢物和衍生物、细菌基因和酶等分子层面揭示肠道细菌的功能机制,已成为我国当下研究的主流思路。
经过十年的积累和努力,我国肠道微生物组研究领域在数量和质量两个层面上均已成为国际领跑者。
3.3.2 重大突破:我国代表性研究举例
表 3.3.1 列举了我国肠道微生物组研究的部分代表作,以期从高影响力研究的角度一窥我国肠道微生物组研究图景。
3.4 小结
总体上看,我国肠道微生物组研究领域在机构和团队方面,呈现出多中心、多样化的特点。在研究焦点方面,主要聚焦肠道微生物与代谢、肿瘤、免疫、神经、消化系统疾病等生理过程、疾病的关联和因果作用机制,并对相关研究成果进行临床转化,助力精准医学发展;动物微生物组研究也是主要焦点之一,在养殖业等领域具有广泛应用潜力;短链脂肪酸、胆汁酸等微生物相关代谢物作为微生物组与宿主互作的介质,重要作用被不断揭示;益生菌、粪菌移植、中医药等微生态相关干预方法,也是备受关注的研究方向。
尽管取得了显著进展,我国的肠道微生物组研究仍面临一些挑战,包括研究标准化问题、数据共享与整合问题、基础研究向临床转化的桥接问题等。基于我国人口资源建立大规模中国人微生物组研究队列,也是呼声颇高的未来研究方向。
总之,在过去十几年中,我国从资金投入、人才引进、研究平台建设、国内国际合作等多个角度,持续加码肠道微生物组研究。如今厚积薄发,实现量变到质变的飞跃,在国际上已逐渐形成引领态势。在如今全球肠道微生物组研究步入“深水区”的时代,我国肠道微生物组研究界也需要从思路、技术等层面,不断提升研究的水平和原创性,促进研究成果转化,真正引领领域发展。