「編者按」
人體是數萬億微生物的家園，同時他們也與整個機體的健康或疾病息息相關。「這些居民」包括多樣性的細菌、古細菌、病毒和真菌群落。6月17日，國際著名期刊 Nature 雜誌推出「裡程碑」 特期，其中設立了「人類微生物研究裡程碑事件」主題系列，刊登了25個微生物領域研究突破性結果。
上一期NatureMilestone系列 | 微生物裡有大文章！向科學先驅致敬中，我們提到微生物組已成為一個新興的研究領域，從列文虎克到巴斯德，從科赫到亨蓋特，人類對微生物的理解正在書寫新的歷史。在接下來的5期裡，我們將對 25個「人類微生物研究裡程碑事件」進行逐一梳理，帶大家一覽微生物領域中突破性研究結果及對未來的展望。
本期「人類微生物研究裡程碑事件」為大家奉上的是以下大事件：
1944年 培養1.0
1958年 糞菌移植
1965年 革新大事件（I）
1972年 微生物先嘗了藥？
1981年 微生物的遺傳之道
Milestone1：1944年——培養1.0
厭氧菌培養
Culturing anaerobes
圖片來源: S. Fenwick / Springer Nature Limited
從巴斯德時代開始，微生物基礎培養實驗已積累了對部分微生物的認知。直到20世紀中期，厭氧培養技術得到大幅發展和完善使得人類能夠觀測更多的腸道微生物。這主要歸功於亨蓋特的開創性工作以及對該技術的完整發表。簡單來說，最關鍵的步驟去氧，亨蓋特取巧地使用帶有煮沸瓊脂培養基的橡膠塞管，通過熱銅管和還原劑進一步去除內部氧氣，然後在冷水條件下滾動形成一層薄薄的固體培養基。當然，隨著時間的推移，後續也有了一些新的改進方法，但是該方法在早期極大程度的豐富了體外厭氧菌的研究，這對於分離和分類人類微生物至關重要。現在這種方法被稱為「匈牙利技術」，在一些情境下仍在使用。
Milestone2：1958年——糞菌移植
糞菌移植以及艱難梭菌的治療
Faecal microbiota transplantation for Clostridioides difficile infection
圖片來源: Science PhotoLibrary / Alamy Stock Photo
糞便微生物群移植（FMT）技術自1958年Eiseman等人報導了使用糞便灌腸成功治療偽膜性結腸炎的案例後，已被廣泛接受並作為復發性梭狀芽孢桿菌感染的治療方案，同時顯示出治療其他疾病的希望。FMT抑制艱難梭菌的機制有幾種，例如通過抗微生物肽，抑制孢子萌發和營養生長，營養物質競爭等（詳見Milestone 13）。
Milestone3：1965年——革新大事件（1）
無菌動物培養與腸道微生物群轉移實驗
Gut microbiota transfer experimentsin germ-free animals
圖片來源: Taren M. Thron,California Institute of Technology
在無菌條件下培養無菌的動物能夠防止細菌和其他微生物的定植。到20世紀60年代，無菌動物的腸道微生物定植被用於了解腸道微生物群對宿主飲食需求的貢獻（例如，關於維生素的合成）。1965年，Schaedler及其同事將細菌培養物轉移到無菌小鼠體內，通過轉移實驗關注腸道微生物群對宿主的影響，同時為腸道微生物間的互作研究提供了新的方法。
Milestone4：1972年——微生物先嘗了藥？
微生物群體對宿主藥物代謝的影響
The microbiota influencesmetabolism of host-directed drugs
圖片來源: G. Marshall/Springer NatureLimited
Peppercorn和 Goldman證明，抗炎藥物水楊氮磺胺吡啶可以在常規大鼠和人腸道細菌培養時降解，但在無菌大鼠中不能降解，這表明腸道微生物群在藥物轉化中發揮作用。越來越多的研究證實了微生物群（不僅限於腸道）在藥物代謝中的作用，尤其是對藥物功效和毒性的影響。
Milestone5：1981年——微生物的遺傳之道
微生物在嬰兒中的繼承
Microbiotasuccession in early life
圖片來源: S. Bradbrook / SpringerNature Limited
早期生活經歷具有複雜和持久的影響，微生物群體在生命伊始時的獲得和繼承也是如此。1981年的三項定量研究結果顯示，腸道共生體由早期獲得，並與產道分娩、母乳餵養聯繫密切。這些微生物群在嬰兒的免疫、內分泌、代謝和各種其他發育途徑中起著至關重要的作用，而這個過程也成為我們後續發展的關鍵窗口。如果沒有它們，我們今天就不會在這裡。
結語
「人類微生物研究裡程碑事件」與你相約六周，不見不散……
「小編時刻」
一直以來，我們都在問一個哲學問題：我是誰，我從哪裡來，我要到哪裡去。此刻，我們是否正在以微生物的角度來解釋，何為人，如何運作，如何發展。
End
參考資料：
[1] Milestones in human microbiota research
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