有勁的基因資訊

什麼是多樣性? 就從微生物當作例子說起吧!

人體的微生物對身體很重要，它們能保護人體健康，調節免疫系統，維護消化系統之運作。2013年興起了腸道環境與疾病相關議題，近期許多期刊上也相繼發表腸道環境(菌相)多樣性與疾病之相關性文獻。2013年6月份《自然Nature》期刊發表一篇文章，提及利用次世代定序儀器分別檢測代謝正常、不正常(血糖控制機能受損)與糖尿病之歐洲女性(平均年齡為70歲)之腸道環境(Gut metagenome)。結果發現，代謝不正常、糖尿病患者之腸道環境與代謝正常之腸道環境非常不同。那些代謝疾病之患者腸道環境改變，雖然腸道內之細菌數量一樣多但多樣性明顯較少。藉此推測，肥胖症、糖尿病與心血管疾病等相關代謝疾病與腸道環境之改變有關連。[1]

同樣地，2013年11月份，《科學Science》期刊發表兩篇[2、3]，關於癌症治療效果與腸道環境相關之文章。通常，罹患癌症之患者體力不佳且免疫系統較弱，因此容易受到外環境影響而感染，因此需要藉由抗生素來幫助癌症患者抵抗外環境之感染。但抗生素之使用會影響腸道內菌群發展，而菌群多樣性卻被證實影響著癌症患者接受化療的效果程度。《科學Science》期刊發表兩篇文獻內容皆以動物實驗為模組，結合次世代定序技術檢測腸道環境與癌症之腫瘤微環境的關係，並且指出腸道微生物能夠幫助癌症治療效果。不過，文獻中有提及，這些模組皆作用於動物體上，同時也期望未來在人體試驗上能夠看見署光。

不只腸道環境需要多樣性能夠維持人體健康，人體的免疫系統，同樣也需要多樣性，來維持與調節免疫系統。免疫系統是最了解自體的醫生，當免疫系統發生問題，那麼與免疫相關之疾病當然紛紛出現，因此，若能了解免疫醫生如何診斷與治療人體，那麼疾病也就更容易對付了。早在2009年PNAS[4]文獻發表，利用次世代定序儀器對免疫T細胞接受器( T Cell Receptor，TCR)的特地區域做定序，發現腸癌患者之免疫細胞多樣性比正常人少，免疫細胞的多樣性低及表示功能性較少，即便是免疫細胞總數不變，那麼面對疾病就相對變得難解了。

以上，我們了解多樣性對人體之重要性，要如何使我們身體不管是免疫系統的細胞或者腸道環境之菌相具有多樣性呢? 最簡單直接的方法就是，飲食健康且富多樣性與適當運動。為了健康，一起朝「多樣性」出發吧!

[1]. Gut metagenome in European women with normal, impaired and diabetic glucose control. Karlsson FH, Tremaroli V, Nookaew I, Bergström G, Behre CJ, Fagerberg B, Nielsen J, Bäckhed F. Nature. 2013 Jun 6;498(7452):99-103. doi: 10.1038/nature12198. Epub 2013 May 29.

[2]. Commensal bacteria control cancer response to therapy by modulating the tumor microenvironment. Iida N, Dzutsev A, Stewart CA, Smith L, Bouladoux N, Weingarten RA, Molina DA, Salcedo R, Back T, Cramer S, Dai RM, Kiu H, Cardone M, Naik S, Patri AK, Wang E,Marincola FM, Frank KM, Belkaid Y, Trinchieri G, Goldszmid RS. Science. 2013 Nov 22;342(6161):967-70. doi: 10.1126/science.1240527.

[3]. The intestinal microbiota modulates the anticancer immune effects of cyclophosphamide. Viaud S, Saccheri F, Mignot G, Yamazaki T, Daillère R, Hannani D, Enot DP, Pfirschke C, Engblom C, Pittet MJ, Schlitzer A, Ginhoux F, Apetoh L, Chachaty E,Woerther PL, Eberl G, Bérard M, Ecobichon C, Clermont D, Bizet C, Gaboriau-Routhiau V, Cerf-Bensussan N, Opolon P, Yessaad N, Vivier E, Ryffel B, Elson CO,Doré J, Kroemer G, Lepage P, Boneca IG, Ghiringhelli F, Zitvogel L. Science. 2013 Nov 22;342(6161):971-6. doi: 10.1126/science.1240537.

[4]. High throughput sequencing reveals a complex pattern of dynamic interrelationships among human T cell subsets. Wang C, Sanders CM, Yang Q, Schroeder HW Jr, Wang E, Babrzadeh F, Gharizadeh B, Myers RM, Hudson JR Jr, Davis RW, Han J. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jan 26;107(4):1518-23. doi: 10.1073/pnas.0913939107. Epub 2010 Jan 4.