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章鱼彩票网官方端口-王军:咱们究竟为什么还患病?

admin 2019-11-18 354人围观 ,发现0个评论

视频链接:王军:咱们究竟为什么还患病?

本视频录制于2017年12月02日,之前未整理讲演图文实录,近期咱们特别对此作了组织,以飨读者。


王军,我国科学院微生物研讨所研讨员,博士生导师。

2017年当选中组部“千人方案”青年项目。首要进行生物数据的深度发掘和剖析作业,作业中使用统计学和生物信息学结合的办法,研讨肠道菌群在动物和人类生态、基因组进化和疾病中的效果。至今,在 Science,Nature,Nature Genetics 等世界一流科技刊物上宣布 SCI 论文23篇,承当严重基金项目2项,申请专利1项。


各位教师、同学咱们晚上好。

十分荣幸能站在这个舞台,跟咱们共享一下我对曩昔几年首要的研讨作业的一些感触。

我是一名85后,2017年9月份刚刚回到中科院微生物所做一名独立的研讨员,带领一个比较小的研讨组,首要是做生物信息和核算生物学方向的剖析。

由于研讨资格比较浅,我不想深化地去讲太多专业的常识,今日挑选给咱们讲一个比较小的领域,一个生物学的概念,以及咱们怎样用这些东西去了解咱们现在的健康和疾病问题。

我是本科毕业之后就直接去了欧洲,然后在那儿完结了硕士和博士的学习,而且在之后做了大约三年半的博士后作业。

我的博士作业首要是在德国马普学会的进化生物所完结的,这个研讨所首要的研讨作业便是进化生物学的方向。

提起进化生物学咱们或许榜首想到的便是这句话:“物竞天择,适者生计。”,这个是咱们的前辈严复教师翻译自赫胥黎的《天演论》。

赫胥黎是达尔文这个进化生物学界或许说进化生物思维创始人的好朋友,他写了这本书之后,严复把里边的一个最首要的一个故事主线或许说一个理论主线翻译成了“物竞天择,适者生计”。

这个翻译十分好,他把进化的两个进程都给说出来了,便是不同的生物之间存在一些性别、特性,或许一些其他目标的差异,然后在不同的环境之下,它会发作不同的习惯性的效果。

自然环境会去挑选一些生物让它存活下来,然后会筛选一些其他的一些性状,或许一些其他的个别,由于它们不习惯环境。

就像这个图里边,最经典的是达尔文的一系列的鸟,他在这个群岛上去研讨这些鸟兽。他发现它们虽然是同一种鸟,可是它们的嘴——学名叫做喙,因岛上食物的不同发作了特别显着的改动,然后这种改动又正好和那儿不同岛上坚果的特性或许特性是直接对应的,也便是说在某一个岛上日子的鸟,它的嘴就正好可以去吃这个岛上最常见的坚果。

所以,咱们能看到自然挑选改动这种骤变,导致了这一系列的生物多样性,也导致了人与人之间,还有动物与动物之间,植物与植物之间的不同,这便是进化究竟是干什么的,或许进化究竟是怎样一回事儿。

可是,由于进化论不作为一个首要的生物科学分支,它在咱们国内一般是放在遗传学或许生态学的一部分去教的。

咱们常常有这样一个误解,以为进化如同是一个自动的进程,便是说如同我明日想进化出一个什么样的性状或许特性,我明日就可以把它进化出来相同。

可是,我可以请咱们试想一下,假定回家之后,男生明日进化得更高一点,女生明日进化得更美丽一点。可是你明日起床之后,或许就会绝望,由于进化这些进程,它是一个被迫的、一个随机的一个进程。

最简略的比方,或许说最有名的比方是长颈鹿的脖子是怎样变长的?是由于长颈鹿妈妈觉得,哎呀,这个树越长越高了,我的儿子或许我的女儿假如脖子不长一点,它或许就会饿死,所以我一定要生一个脖子更长的长颈鹿吗?

其实并不是这样的,每一代的长颈鹿都会有长脖子的或许短脖子的,长脖子的就更简单生计下来,由于它吃的树叶更多一点,短脖子的就很有或许被筛选,这样经过多少代的挑选,长颈鹿的脖子就越来越长了。

咱们可章鱼彩票网官方端口-王军:咱们究竟为什么还患病?以看到,这里有一个随机性的进程,随机骤变之后,这个环境才发作挑选。

在分子生物学上或许医学上,咱们现在知道这个进化和骤变的根底是什么,咱们的基因组相对是十分安稳的,可是,每一代之间依然有10到100个基因位点的骤变,然后有些骤变就会导致每一代之间一些性状的不同,这些性状的不同接下来在不同的环境里边就可以被挑选。

这个骤变是没有预见性的,挑选也是在不断改动的,这两个效果在一起就导致了咱们现在许多一会儿不能了解的现象。

接下来,我就举几个比方,让咱们看一下咱们怎样从一个进化的视点,在这样一个领域里,去了解一下咱们现在一些疾病是怎样发作的,咱们为什么还会感染不同的病毒或许是细菌。

就像咱们以为人类是进化到最高级的生物了,咱们免疫系统应该是在几百年来、几千年来就现已是无懈可击,可是咱们冬季依然会得流感,夏天依然会拉肚子,咱们的免疫系统没有完美呀!

切当地说咱们的免疫系统永久不能完美,由于咱们免疫系章鱼彩票网官方端口-王军:咱们究竟为什么还患病?统在不断地进化,致病菌、病毒它们想要侵染咱们,它也需求不断地进化。

只需能侵染咱们的病毒或许致病菌,才可以繁衍下去,一起,只需可以反抗这些细菌和病毒的人,才可以存活下去。

这个当地,就呈现了一个 Arms Race,便是一个军备竞赛。咱们的免疫系统在以一个速度进化,这些细菌和病毒也要有差不多速度进化。

借用《爱丽丝梦游仙境》里边的一个桥段,咱们就可以形象地比方这件工作。爱丽丝碰到一个人物叫红皇后,然后就开端追逐她,她们的速度越追越快,但由于她们跑步的速度是一模相同的,她们相对方位从来没有发作过改动。

细菌、病毒与咱们的免疫系统也是这样一个相互追逐,但一起坚持相对方位不变的这样一个进程。

以上说了致病菌或病毒,可是咱们依然有其它一些基因,即使在没有外来侵染的情况下,也能让咱们患病,比方有的人有一些基因会使咱们发胖,得肥壮症,另一些基因会让咱们得2型糖尿病。

咱们为什么会抱病,或许咱们为什么还抱病,为什么这些年的进化挑选没有把这些疾病彻底给筛掉呢?

在这本书里边 Randolph M. Nesse 博士给了一个十分好的解说,便是说这些基因其实不是一向以来便是致病基因的,咱们的环境在发作不断的改动,然后这些从前的致病基因很有或许现在变成有利的了,然后现在的这些致病基因,之前反而是有用的。

用2型糖尿病和肥壮的一些基因来举例,它们导致疾病是由于带着它们的人对能量代谢率要比其他人要高一些,这些人在冰川年代,在吃不饱的年代,他们是有一些生计上的优势的,他们吃很少的食物,就可以取得相同能量或许更高能量。

曩昔几十年,咱们我国日子发作了天翻地覆的改动,咱们不妖精的旋律只能吃饱了,咱们还吃得很好、吃得太多,然后这个时分,相同能量在这些人里边就更简单转化成脂肪,转化成脂肪之后咱们就发作代谢性的病变,就开端呈现2型糖尿病等等。

再便是,有些病它的致病基因一向以来是导致一个疾病的,可是,你假如得一种病,很有或许是对别的一种疾病的代偿。

怎样了解呢?举一个特别有名的比方:在地中海区域、北非、南欧以及土耳其区域,这些当地的人有一种特别高发的病,叫作镰刀型血细胞病,它是一种贫血症状,它的血细胞是不完美的或许是有病变的,可是这个病并不特别的丧命。

为什么导致疾病的这样一个基因还一向被保存下来,而且频率还很高呢?是由于这种疾病它对当地的别的一种疾病有很好的抗性,这个疾病叫作疟疾。

在地中海区域,疟疾每年会杀死几十万人或许几百万人,可是有贫血病的人他们可以存活下来,原因是他们用得一种病去拮抗或许去抵消另一种病对人体的效果,终究完成了一个平衡,所以这种基因就一向被保存下来了。

其他一些比方,咱们可以去找一下这本书,它的中文名字叫作《病者生计》。也便是说,再也不是“适者生计”了,而是你有一些病也可以生计下来,当然是要在特定的章鱼彩票网官方端口-王军:咱们究竟为什么还患病?环境之下。

然后,我隆重推出 Martin J. Blaser 教授现已给你们签了字的书(编者注:Martin J. Blaser 教授也是本期“肠道”讲演的嘉宾),这本书对我的影响也十分大,跟咱们略微地简介一下。

咱们的肠道菌群以及其他当地的菌群和咱们人类相同,也是一向在进化,而且大部分都是一些有利的细菌,而且保持咱们正常的免疫系统和代谢等效果。

曩昔几十年,跟着工业化的前进,跟着日子水平的进步,咱们日子越来越洁净了,咱们用的抗生素也越来越多,这个时分许多咱们的好朋友就开端缺失了,缺失完之后咱们的免疫系统没事干了,它开端进犯自己的细胞,开端呈现食物过敏、哮喘等等一系列的问题。

我在曩昔的研讨中,也涉及到抗生素的效果,咱们能发现在大的人群样本中,假如一个人在曩昔的12个月里从前吃过一次口服的抗生素,即一个阶段的抗生素,它的效果在12个月之内都可以被检测到,咱们可以幻想到这个效果多么深远。

一起,抗生素杀了许多有害的菌,也杀掉了许多有利的菌,但往往那些有害的菌,它繁衍速度特别快,它不怕抗生素。

这是哈佛在2014年至2015年做的一个特别好的试验,在这个试验里边,他们在培养基的两头放上正常的细菌,然后只放一点抗生素,然后再往里边顺次放上10倍、100倍、1000倍、10000倍的抗生素。

细菌当然是先从外面长,把它章鱼彩票网官方端口-王军:咱们究竟为什么还患病?长全了,可是由于它的数量特别巨大总会堆集那么一两个适宜骤变的菌株,然后就忽然有一两个菌株就可以习惯这10倍的抗生素了。

这是几天之后的工作,然后再过几天,习惯10倍抗生素的细菌越来越多,开端有习惯100倍抗生素的细菌了,接下来在差不多两周的时刻里边这些细菌可以长满或许是长到它本来不能反抗的抗生素1000倍的剂量或许10000倍的剂量。

由于这个细菌繁衍太快了,它能堆集的骤变太多了,总有那么一两个骤变是可以确保有这抗性的,它们在几天里边所繁衍代数比咱们人类从历史上到现在的繁衍代数都多,你说,咱们这个抗生素,咱们发现抗生素、使用抗生素的速率,能赶上它繁衍速度吗?

当然,说这些工作并不是说进化生物学咱们只能了解而不能使用它。

咱们了解的仅仅比方说疾病是怎样发作的,或许是抗性是怎样发作的,看起来如同都是负面的。

其实,咱们了解进化生物学,也能进一步使用进化生物学,咱们可以诱导一些咱们想要的改动。

我罗列的榜首个特别有名的比方,不是咱们特别想要的,反而是咱们不想要的一个成果。

当澳大利亚被欧洲人发现之后,他们就引入了各式各样的生物,其中有一个便是家兔,家兔跑丢之后呢就成了野兔,然后就泛滥成灾。

他们为了操控它,就引入了一种肉瘤毒的病毒。一开端这种肉瘤病毒是特别丧命的,可以敏捷地杀死一只兔子,可是过一段时刻之后,他们发现这种高毒株基本上都不存在了,剩余的还存活的这些毒株呢,它的毒力越来越弱。

由于假如一个毒菌株敏捷杀死它的宿主,它是不简单持续往下传达的,它传达才能是会打扣头的,反而是那些毒力略弱小一点的菌株,在感染之后,它们可以跟着宿主蹦到另一个宿主,这些毒菌株或许菌株反而更好传达。

然后,相同的道理,在志贺菌还有霍乱弧菌迸发盛行的时分,有人就现已使用这种原理进行了干涉,或许是进行了低毒菌株的这种诱导,诱导性的进化在迸发志贺性的痢疾或许是霍乱弧菌的区域,咱们只需堵截它最首要的传达途径——饮水,经过净化饮水,阻隔不同的人,就可以有用地阻挠、阻断这些高毒株的传达。由于它敏捷杀死人类这个宿主之后,没有办法持续去传到下一个,它的有用传达途径就被堵截了。

这个时分,一些低毒力的毒株反而是可以传达得更好或许是替代本来高毒力的菌株。为什么?假如它的毒力不是那么强,它不表现出什么特别显着的症状,它可以跟着它的宿主进一步地经过触摸章鱼彩票网官方端口-王军:咱们究竟为什么还患病?去传达,从一个人到另一个人,由于它不约束宿主的活动才能,人还可以经过正常的触摸去传达。

所以,咱们假如阻断一些病毒或许是有害菌的传达途径,咱们可以进行低毒力的菌株的挑选,完成感染的按章鱼彩票网官方端口-王军:咱们究竟为什么还患病?捺或许这种盛行性的按捺。

好,十分感谢咱们听我讲了关于进化生物学的工作,我期望咱们可以感觉进化是一门特别风趣一起又有用的一个学科。

即使咱们或许对它的了解还不算太深,可是咱们用进化生物学可以了解许多基因的一些问题和缺点。为什么它们还存在,咱们的免疫系统为什么还有这样一些缺点,咱们的菌群为什么会对抗生素以及环境的改动等等有这么多的反响?一起也能更好的去了解咱们现在高发的一些慢病。

终究,我想跟在座的青年科研作业者说一下,假如你们感兴趣,欢迎去学习进化生物学,欢迎去使用进化生物学,为咱们整个人类的健康,为咱们医治、防备疾病进行服务,终究完成咱们全国无病这样一个愿望。

好的,十分感谢咱们。

(全文完毕)

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