人类粪便细菌的扫描电子显微照片,50%的物种来自肠道。信贷:眼科学/ SPL

探索微观的社区居住在人体可能导致健康或疾病已经从默默无闻的无处不在。在过去的五年里,我们研究微生物移民条件等自闭症,癌症和糖尿病。

试验药物应使用埃博拉疫情? 伊朗是第一位女nab数学最高奖 有机合成:robo-chemist

这种兴奋已经感染了公众的想象力。“我们是细菌”,宣布一个标题《纽约时报》。一些科学家宣称,抗生素引起微生物的一个伟大的“灭绝”,从而对人类健康造成可怕后果1。公司提供个性化的粪便微生物含量的分析,希望消费者的信息。然而,单独分析从同一个人可以相差很大,甚至同样的粪便样本。提出了粪便移植,一些比其他的更明智的条件从糖尿病到阿尔茨海默氏症。操作指令迅速兴起,绝望的病人必须警告不要尝试这些危险的过程。

Microbiomics风险被海啸淹没在自己的炒作。乔纳森•艾森大学微生物学家和博客加州戴维斯,赋予“卖空微生物”奖;他发现不缺乏有价值的候选人。

之前的“组学”领域模糊的工作进展放缓后摇摇欲坠2。技术的进步,使得研究人员目录蛋白质,代谢产物,基因变异和基因活动导致一连串的分子状态和健康状况之间的联系。但艰苦的进一步研究早期抑制兴奋。大多数初始连接被发现是伪造的或,在最好的情况下,比原先认为的要复杂得多。

科学的历史充满了令人兴奋的新领域的例子承诺所需的药品和健康见解但淘金热的怀疑甚至多年的平交付部分。因此,健壮的标准对所有研究微生物科学是有益的。随着兴奋在微生物过滤在学术界之外,潜在的伤害造成的误解包括记者、资助机构和公众。

关键问题

这里有五个问题,任何人进行或评估这项研究应该问,免得被冲走了炒作。

实验可以检测差异重要吗?分析微生物可以产生一个目录的类群,物种或基因。很多工作依赖于分析16 s rRNA不多的,一个古老的基因变异和可靠地发现细菌王国也是如此。但这只允许一个粗分类。例如,肠道菌群与肥胖有关区分了不同比率的细菌类群,它包含一系列惊人的多样性。如果这一标准被用来描述动物社区,100只鸟的鸟类饲养场和25个蜗牛会被视为相同的水族馆2 8鱼和鱿鱼,因为每个脊椎动物和软体动物的四倍。即使在单一物种,菌株经常在它们包含的基因有很大的不同。

新闻官必须停止夸大结果,记者必须停止整个吞进肚子。

现代科技现在允许更精确的区分:我们可以研究更多的基因样本,的能力,使我们能够破译的代谢网络的揭示微生物的生化反应可以执行。这种分析可以确定基因组合,可能来自多个物种的微生物群落,无论好坏,影响健康。然而,将一个结果任何特定实体可能会很难,除非网络已经研究的很透彻了。

从单个细菌物种采取一个简单的例子,我们可以表明,疫苗接种消除已知的肺炎球菌菌株的30%人口,但这只是因为我们知道提前关注基因疫苗的目标3。我们识别功能密切相关的差异基因的能力很少足够复杂的退出重要的基因或网络,如果我们不知道寻找什么放在第一位。此外,基因组到处都是真和假线索,如假设的蛋白质和基因理解差或根本没有,但是可以在代谢网络做什么重要的差异。

我们需要能够识别功能密切相关的基因序列的差异。在那之前,我们必须记住,明显的相似之处可能斗篷重要差异。

研究显示因果关系或相关吗?另一个问题是提高当不同的微生物可以识别和与疾病或其他疾病有关。然后剩下的原因和相关的栗色。有时,一个特定的微生物中发现与疾病将仅仅是一个旁观者4。

2012年的一篇文章比较肠道微生物组的老人住在养老院的老人生活在社区发现独特的微生物与多个分数的弱点5。会计对于一些潜在的混杂因素后,作者提出了一个因果关系:饮食改变了微生物,进而改变健康。这个解释与数据的吻合程度,但反向因果关系——潜在的不良健康改变肠道微生物——没有探索。虚弱的人可能不太活跃的免疫系统和消化系统的差异(如食物所需的时间通过胃和肠道)——因素可以改变微生物。这项工作并不是唯一的例子,这种混乱。

机制是什么?所有的科学家都教的教义,相关性不等于因果关系,但相关性几乎总是意味着某种因果关系。我们不知道它是什么。我们必须确定它小心实验。

在过去三、四年,研究先进的从描述一个广泛的社区主要unculturable微生物识别功能元素,个别类群或特定的属性。我们现在可以设计实验来精确定义的行为组件的微生物6,例如通过重建社区但离开特定的分类单元,或者通过精确测量实验微生物的生化活动的“器官芯片”7。回归简化的方法是至关重要的,如果我们要找出两个微生物是否会影响人类健康,和它是如何。

做实验反映了现实多少?即使微生物实验效果,这可能不是一个病人症状的重要原因。

工作解决的肠道菌群在肥胖的作用,和一些研究发现肠道微生物之间的关联和体重增加8。评估这种联系是否原因或结果,研究人员收集了人类的gut-microbiome样本双胞胎(一个肥胖,一个没有),介绍了微生物群老鼠。老鼠先前殖民地的“肥胖”微生物组体重提供“精益微生物”时,也只有在正常或低脂饮食。饮食本身几乎没有影响9。虽然这优雅控制实验表明,微生物及相关疗法的潜力很大,影响健康,它还显示了微生物的限制:效果依赖于其他因素,在这种情况下的饮食。

微生物的研究往往依赖于无菌鼠。这些动物让研究人员容易引入一个实验微生物群。但他们不代表动物的自然状态,通常是由于缺乏一个不健康的微生物。所以动物的结果可能无法预测反应的微生物。老鼠和他们的微生物也从人类适应一个完全不同的领域,所以结果可能不是可概括的。

什么能解释一下结果吗?人们有充分的理由认为,细菌在很多方面影响我们。但还有许多其他-可能是更重要的影响,如饮食在前面的例子。每当链接一个微生物疾病的一项研究中,明智的批评者应该问是否还有其他贡献者疾病被认为是比较和报道。

炒作微生物研究是危险的,个人可能会使消息不灵通的决策,为科学事业,需要开发更好的实验方法来生成假设和评价结论。资助机构不能让他们的优先级是扭曲了围绕,但冷静地看待数据。新闻官必须停止夸大结果,记者必须停止整个吞进肚子。在这里人们不理解的时候,发生了一件事,他们将其归咎于精神。我们必须抵制冲动变换微生物乘客到现代的幻影。