อ่าน 12 นาที
โครงการไมโครไบโอมของมนุษย์
โครงการ ไมโครไบโอมของมนุษย์ ( HMP ) เป็นโครงการวิจัยริเริ่ม ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ สหรัฐอเมริกา(NIH) เพื่อปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับ จุลินทรีย์...
โครงการไมโครไบโอมของมนุษย์
| โครงการไมโครไบโอมของมนุษย์ (HMP) | |
|---|---|
![]() | |
| เจ้าของ | สถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา |
| ที่จัดตั้งขึ้น | 2007 |
| ยุบเลิกแล้ว | 2016 |
| เว็บไซต์ | hmpdacc |
โครงการไมโครไบโอมของมนุษย์ ( HMP ) เป็นโครงการวิจัยริเริ่ม ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติสหรัฐอเมริกา(NIH) เพื่อปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพและโรคของมนุษย์ เปิดตัวในปี 2550 [ 1 ]ระยะแรก (HMP1) มุ่งเน้นไปที่การระบุและลักษณะเฉพาะของจุลินทรีย์ในร่างกายมนุษย์ ระยะที่สอง ซึ่งรู้จักกันในชื่อโครงการไมโครไบโอมของมนุษย์แบบบูรณาการ (iHMP) เปิดตัวในปี 2557 โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างทรัพยากรเพื่อกำหนดลักษณะของไมโครไบโอมและอธิบายบทบาทของจุลินทรีย์ในสภาวะสุขภาพและโรค โครงการนี้ได้รับเงินทุน 170 ล้านดอลลาร์สหรัฐจากกองทุนร่วมของ NIHตั้งแต่ปี 2550 ถึง 2559 [ 2 ]
องค์ประกอบสำคัญของ HMP คือวิธี การจำแนกลักษณะ ชุมชน จุลินทรีย์ที่ไม่ขึ้นกับวัฒนธรรม เช่นเมตาจีโนมิกส์ (ซึ่งให้มุมมองทางพันธุกรรมที่กว้างขวางเกี่ยวกับชุมชนจุลินทรีย์เดียว) รวมถึงการจัดลำดับจีโนมทั้งหมดอย่างละเอียด(ซึ่งให้มุมมองทางพันธุกรรมที่ "ลึกซึ้ง" เกี่ยวกับบางแง่มุมของชุมชนจุลินทรีย์ที่กำหนดเช่น สายพันธุ์แบคทีเรียแต่ละชนิด) ลำดับหลังนี้ทำหน้าที่เป็นลำดับจีโนม อ้างอิง — ปัจจุบันมีการวางแผนลำดับดังกล่าว 3,000 ลำดับของแบคทีเรีย ที่แยกได้แต่ละชนิด— เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบระหว่างการวิเคราะห์เมตาจีโนมิกส์ในภายหลัง โครงการนี้ยังให้ทุนสนับสนุนการจัดลำดับเชิงลึกของ ลำดับ ยีน 16S rRNA ของแบคทีเรีย ที่ขยายโดยปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสจากมนุษย์[ 3 ]
การแนะนำ

ก่อนการเปิดตัว HMP สื่อยอดนิยมและวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์มักรายงานว่ามีเซลล์จุลินทรีย์ประมาณ 10 เท่าและยีนจุลินทรีย์ประมาณ 100 เท่าในร่างกายมนุษย์เมื่อเทียบกับเซลล์มนุษย์ ตัวเลขนี้อิงตามการประมาณการว่าไมโครไบโอมของมนุษย์ประกอบด้วยเซลล์แบคทีเรียประมาณ 100 ล้านล้านเซลล์ และมนุษย์ผู้ใหญ่โดยทั่วไปมีเซลล์มนุษย์ประมาณ 10 ล้านล้านเซลล์[ 4 ] ในปี 2014 สถาบันจุลชีววิทยาแห่งอเมริกาได้เผยแพร่คำถามที่พบบ่อยซึ่งเน้นย้ำว่าจำนวนเซลล์จุลินทรีย์และจำนวนเซลล์มนุษย์เป็นการประมาณการทั้งคู่ และระบุว่าการวิจัยล่าสุดได้มาถึงการประมาณการใหม่ของจำนวนเซลล์มนุษย์ที่ประมาณ 37 ล้านล้านเซลล์ ซึ่งหมายความว่าอัตราส่วนของเซลล์จุลินทรีย์ต่อเซลล์มนุษย์น่าจะอยู่ที่ประมาณ 3:1 [ 4 ] [ 5 ] ในปี 2016 กลุ่มอื่นได้เผยแพร่การประมาณค่าอัตราส่วนใหม่โดยประมาณที่ 1:1 (1.3:1 โดยมี "ความไม่แน่นอน 25% และความแปรปรวน 53% ในประชากรชายมาตรฐาน 70 กก.") [ 6 ] [ 7 ]
แม้ว่าจะมีจุลินทรีย์จำนวนมหาศาลทั้งในและบนร่างกายมนุษย์ แต่ก็ยังมีความรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับบทบาทของพวกมันต่อสุขภาพและโรคภัยไข้เจ็บของมนุษย์ จุลินทรีย์หลายชนิดที่ประกอบขึ้นเป็นไมโครไบโอมยังไม่สามารถเพาะเลี้ยงระบุ หรือศึกษาลักษณะเฉพาะได้อย่างประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม จุลินทรีย์ที่เชื่อว่าพบในไมโครไบโอมของมนุษย์โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นแบคทีเรีย สมาชิกในอาณาจักร Archaea ยีสต์ และยูคาริโอตเซลล์เดียวรวมถึงพยาธิและไวรัส ชนิดต่างๆ ซึ่งรวมถึงไวรัสที่ติดเชื้อไวรัสในเซลล์ของจุลินทรีย์ในไมโครไบโอม (เช่นแบคทีริโอเฟจ ) โครงการ HMP จึงตั้งเป้าหมายที่จะค้นพบและศึกษาลักษณะเฉพาะของไมโครไบโอมของมนุษย์ โดยเน้นที่บริเวณช่องปาก ผิวหนัง ช่องคลอด ทางเดินอาหาร และทางเดินหายใจ
HMP จะจัดการกับคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่สร้างแรงบันดาลใจ น่าปวดหัว และพื้นฐานที่สุดในปัจจุบัน ที่สำคัญคือ มีศักยภาพที่จะทำลายกำแพงเทียมระหว่างจุลชีววิทยาทางการแพทย์และจุลชีววิทยาทางสิ่งแวดล้อม หวังว่า HMP จะไม่เพียงแต่ระบุวิธีการใหม่ ๆ ในการกำหนดสุขภาพและแนวโน้มที่จะเกิดโรค แต่ยังกำหนดพารามิเตอร์ที่จำเป็นในการออกแบบ ดำเนินการ และตรวจสอบกลยุทธ์ในการจัดการจุลินทรีย์ในร่างกายมนุษย์โดยเจตนา เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในบริบทของสรีรวิทยาของแต่ละบุคคล[ 8 ]
HMP ได้รับการอธิบายว่าเป็น "ส่วนขยายเชิงแนวคิดและเชิงทดลองที่สมเหตุสมผลของโครงการจีโนมมนุษย์ " [ 8 ]ในปี 2550 HMP ได้รับการระบุไว้ในแผนงานวิจัยทางการแพทย์ของ NIH [ 9 ]ในฐานะหนึ่งในเส้นทางใหม่สู่การค้นพบการจำแนกลักษณะของไมโครไบโอมของมนุษย์อย่างเป็นระบบยังดำเนินการในระดับนานาชาติภายใต้การดูแลของสมาคมไมโครไบโอมของมนุษย์ระหว่างประเทศ[ 10 ] สถาบันวิจัยสุขภาพแห่งแคนาดาผ่านทางสถาบันการติดเชื้อและภูมิคุ้มกันของ CIHR กำลังเป็นผู้นำโครงการริเริ่มไมโครไบโอมของแคนาดาเพื่อพัฒนาความพยายามในการวิจัยที่ประสานงานและมุ่งเน้นเพื่อวิเคราะห์และจำแนกลักษณะของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในร่างกายมนุษย์และการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างภาวะโรคเรื้อรัง[ 11 ]
สถาบันที่ร่วมสนับสนุน
โครงการ HMP ได้รับการสนับสนุนจากสถาบันวิจัยหลายแห่ง รวมถึงมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดสถาบันบรอดมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียคอมมอนเวลธ์มหาวิทยาลัยวอชิงตันมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์น MIT วิทยาลัยแพทยศาสตร์เบย์เลอร์และอื่นๆ อีกมากมายการมีส่วนร่วมครอบคลุมถึงการประเมินข้อมูล การสร้างชุดข้อมูลลำดับอ้างอิง การศึกษาด้านจริยธรรมและกฎหมาย การพัฒนาเทคโนโลยี และอื่นๆ
ระยะที่หนึ่ง (2007-2014)
HMP1 ประกอบด้วยความพยายามในการวิจัยจากหลายสถาบัน[ 12 ] HMP1 กำหนดเป้าหมายดังต่อไปนี้: [ 13 ]
- พัฒนาชุดข้อมูลอ้างอิงลำดับจีโนมของจุลินทรีย์ และดำเนินการศึกษาลักษณะเบื้องต้นของไมโครไบโอมในมนุษย์
- สำรวจความสัมพันธ์ระหว่างโรคและการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในร่างกายมนุษย์
- พัฒนาเทคโนโลยีและเครื่องมือใหม่สำหรับการวิเคราะห์เชิงคำนวณ
- จัดตั้งคลังทรัพยากร
- ศึกษาผลกระทบทางด้านจริยธรรม กฎหมาย และสังคมของการวิจัยจุลินทรีย์ในร่างกายมนุษย์
ระยะที่สอง (2014-2016)
ในปี 2557 NIH ได้เริ่มโครงการระยะที่สอง ซึ่งรู้จักกันในชื่อโครงการบูรณาการไมโครไบโอมของมนุษย์ (iHMP) เป้าหมายของ iHMP คือการสร้างทรัพยากรเพื่อสร้างลักษณะเฉพาะของไมโครไบโอมของมนุษย์อย่างสมบูรณ์ โดยมุ่งเน้นที่การทำความเข้าใจการมีอยู่ของจุลินทรีย์ในสภาวะสุขภาพและโรค[ 14 ]ภารกิจของโครงการ ตามที่ NIH ระบุไว้ มีดังนี้:
iHMP จะสร้างชุดข้อมูลระยะยาวแบบบูรณาการของคุณสมบัติทางชีวภาพจากทั้งไมโครไบโอมและโฮสต์จากการศึกษากลุ่มตัวอย่างที่แตกต่างกัน 3 กลุ่มของสภาวะที่เกี่ยวข้องกับไมโครไบโอมโดยใช้เทคโนโลยี "omics" หลายประเภท[ 14 ]
โครงการนี้ประกอบด้วยโครงการย่อย 3 โครงการที่ดำเนินการในหลายสถาบัน วิธีการศึกษาประกอบด้วยการวิเคราะห์โปรไฟล์ยีน16S rRNAการจัดลำดับจีโนมแบบช็อตกัน ทั้งหมด การจัด ลำดับจีโนมทั้งหมด เมตาทรานสคริปโตมิกส์เมตาโบโลมิกส์/ลิพิโดมิกส์และอิมมูโนโปรตีโอมิกส์ ผล การค้นพบที่สำคัญของ iHMP ได้รับการตีพิมพ์ในปี 2019 [ 15 ]
การตั้งครรภ์และการคลอดก่อนกำหนด
ทีม Vaginal Microbiome Consortium ที่ Virginia Commonwealth University เป็นผู้นำการวิจัยในโครงการ Pregnancy & Preterm Birth โดยมีเป้าหมายเพื่อทำความเข้าใจว่าไมโครไบโอมเปลี่ยนแปลงอย่างไรในช่วงตั้งครรภ์และมีอิทธิพลต่อไมโครไบโอมในทารกแรกเกิด โครงการนี้ยังเกี่ยวข้องกับบทบาทของไมโครไบโอมในการเกิดการคลอดก่อนกำหนด ซึ่งตาม ข้อมูลของ CDCคิดเป็นเกือบ 10% ของการคลอดทั้งหมด[ 16 ]และเป็นสาเหตุการเสียชีวิตของทารกแรกเกิดอันดับสอง[ 17 ]โครงการนี้ได้รับเงินทุนจาก NIH จำนวน 7.44 ล้านดอลลาร์สหรัฐ[ 18 ]
การเริ่มต้นของโรคลำไส้อักเสบ (IBD)
ทีมข้อมูลมัลติโอมิกส์ของโรคอักเสบในลำไส้ (IBDMDB) เป็นกลุ่มนักวิจัยจากหลายสถาบันที่มุ่งเน้นการทำความเข้าใจว่าจุลินทรีย์ในลำไส้เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในระยะยาวในผู้ใหญ่และเด็กที่ป่วยเป็นโรคIBDโรค IBD เป็นโรคอักเสบที่เกิดจากระบบภูมิคุ้มกัน ผิดปกติ ซึ่งแสดงออกในรูปแบบของโรคโครห์นหรือลำไส้ใหญ่อักเสบและส่งผลกระทบต่อชาวอเมริกันประมาณหนึ่งล้านคน[ 19 ]ผู้เข้าร่วมการวิจัยประกอบด้วยกลุ่มตัวอย่างจาก โรงพยาบาลแมสซาชูเซตส์เจ เนอรัล โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยเอมอรี/ โรงพยาบาลเด็กซินซินเนติและศูนย์การแพทย์ซีดาร์ส-ไซนาย[ 20 ]
การเริ่มเป็นโรคเบาหวานชนิดที่ 2 (T2D)
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและห้องปฏิบัติการการแพทย์จีโนมิกส์แจ็กสันได้ร่วมมือกันทำการวิเคราะห์ตามยาวเกี่ยวกับกระบวนการทางชีวภาพที่เกิดขึ้นในไมโครไบโอมของผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงต่อโรคเบาหวานประเภทที่ 2 โรคเบาหวานประเภทที่ 2ส่งผลกระทบต่อชาวอเมริกันเกือบ 20 ล้านคน โดยมีผู้ป่วยก่อนเป็นเบาหวานอย่างน้อย 79 ล้านคน[ 21 ]และมีลักษณะเฉพาะบางส่วนคือการเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดในไมโครไบโอมเมื่อเทียบกับบุคคลที่มีสุขภาพดี โครงการนี้มีเป้าหมายเพื่อระบุโมเลกุลและเส้นทางการส่งสัญญาณที่มีบทบาทในสาเหตุของโรค[ 22 ]
ความสำเร็จ
ผลกระทบของ HMP จนถึงปัจจุบันอาจประเมินได้บางส่วนจากการตรวจสอบงานวิจัยที่ได้รับการสนับสนุนจาก HMP มีสิ่งพิมพ์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิมากกว่า 650 รายการที่ระบุไว้ในเว็บไซต์ HMP ตั้งแต่เดือนมิถุนายน พ.ศ. 2552 ถึงสิ้นปี พ.ศ. 2560 และได้รับการอ้างอิงมากกว่า 70,000 ครั้ง[ 23 ]ณ จุดนี้ เว็บไซต์ถูกเก็บถาวรและไม่ได้อัปเดตอีกต่อไป แม้ว่าชุดข้อมูลจะยังคงมีอยู่[ 24 ]
ประเภทงานหลักที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก HMP ได้แก่:
- การพัฒนาระบบฐานข้อมูลใหม่ที่ช่วยให้การจัดระเบียบ การจัดเก็บ การเข้าถึง การค้นหา และการระบุข้อมูลจำนวนมหาศาลมีประสิทธิภาพ ซึ่งรวมถึง IMG ซึ่งเป็น ฐานข้อมูล จีโนมจุลินทรีย์แบบบูรณาการและระบบวิเคราะห์เปรียบเทียบ[ 25 ] IMG/M ซึ่งเป็นระบบที่เกี่ยวข้องที่บูรณาการชุดข้อมูลเมตาจีโนมกับจีโนมจุลินทรีย์ที่แยกได้จากระบบ IMG [ 26 ] CharProtDBซึ่งเป็นฐานข้อมูลคำอธิบายประกอบโปรตีนที่ได้รับการระบุลักษณะจากการทดลอง[ 27 ]และฐานข้อมูลจีโนมออนไลน์ (GOLD) สำหรับการติดตามสถานะของโครงการจีโนมิกและเมตาจีโนมิกทั่วโลกและข้อมูลเมตาที่เกี่ยวข้อง[ 28 ]
- การพัฒนาเครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์เปรียบเทียบที่อำนวยความสะดวกในการรับรู้รูปแบบทั่วไป ธีมหลัก และแนวโน้มในชุดข้อมูลที่ซับซ้อน ซึ่งรวมถึง RAPSearch2 เครื่องมือค้นหาความคล้ายคลึงของโปรตีนที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพด้านหน่วยความจำสำหรับข้อมูลการจัดลำดับรุ่นต่อไป[ 29 ] Boulder ALignment Editor (ALE) เครื่องมือจัดตำแหน่ง RNA บนเว็บ[ 30 ] WebMGA เว็บเซิร์ฟเวอร์ที่ปรับแต่งได้สำหรับการวิเคราะห์ลำดับเมตาจีโนมิกส์อย่างรวดเร็ว[ 31 ]และ DNACLUST เครื่องมือสำหรับการจัดกลุ่มยีนเครื่องหมายทางวิวัฒนาการที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ[ 32 ]
- การพัฒนาวิธีการและระบบใหม่สำหรับการประกอบชุดข้อมูลลำดับขนาดใหญ่ ไม่มีอัลกอริทึมการประกอบใดที่สามารถแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่ทราบเกี่ยวกับการประกอบลำดับที่มีความยาวสั้นได้[ 33 ]ดังนั้นโปรแกรมการประกอบรุ่นต่อไป เช่น AMOS [ 34 ]จึงเป็นแบบโมดูลาร์ โดยมีเครื่องมือที่หลากหลายสำหรับการประกอบ อัลกอริทึมใหม่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อปรับปรุงคุณภาพและประโยชน์ของลำดับจีโนมฉบับร่าง[ 35 ]
- การรวบรวมแคตตาล็อกของจีโนมอ้างอิงลำดับของสายพันธุ์แบคทีเรียบริสุทธิ์จากหลายตำแหน่งในร่างกาย ซึ่งสามารถใช้เปรียบเทียบผลลัพธ์เมตาจีโนมิกส์ได้ เป้าหมายเดิมที่ 600 จีโนมนั้นได้บรรลุเกินเป้าหมายไปแล้ว ปัจจุบันเป้าหมายคือให้มีจีโนม 3,000 จีโนมในแคตตาล็อกอ้างอิงนี้ โดยมีการจัดลำดับอย่างน้อยในระดับร่างที่มีคุณภาพสูง ณ เดือนมีนาคม 2555 มีการจัดทำแคตตาล็อกจีโนมแล้ว 742 จีโนม[ 36 ]
- การจัดตั้งศูนย์วิเคราะห์และประสานงานข้อมูล (DACC) [ 37 ]ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บข้อมูลส่วนกลางสำหรับข้อมูล HMP ทั้งหมด
- การศึกษาวิจัยต่างๆ ที่สำรวจประเด็นทางกฎหมายและจริยธรรมที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยลำดับจีโนมทั้งหมด[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]
โครงการพัฒนาที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก HMP ได้แก่:
- วิธีการทำนายใหม่สำหรับการระบุตำแหน่งการจับของปัจจัยการถอดรหัสที่ใช้งานอยู่[ 42 ]
- การระบุตามหลักฐานทางชีวสารสนเทศของสารตั้งต้นตัวนำอิเล็กตรอนที่ผลิตโดยไรโบโซมซึ่งกระจายตัวอย่างกว้างขวาง[ 43 ]
- ภาพเคลื่อนไหวแบบไทม์แลปส์ของไมโครไบโอมของมนุษย์[ 44 ]
- การระบุการปรับตัวเฉพาะที่แบคทีเรียเส้นใยแบบแบ่งส่วน (SFB) นำมาใช้ในบทบาทของพวกมันในฐานะจุลินทรีย์ประจำถิ่นในลำไส้[ 45 ] SFB มีความสำคัญทางการแพทย์เนื่องจากพวกมันกระตุ้นเซลล์ T helper 17ซึ่งเชื่อว่ามีบทบาทสำคัญในโรคภูมิต้านตนเอง
- การระบุปัจจัยที่แยกแยะจุลินทรีย์ในลำไส้ที่แข็งแรงและลำไส้ที่เป็นโรค[ 46 ]
- การระบุบทบาทเด่นของVerrucomicrobiota ที่ไม่เคยได้รับการยอมรับมาก่อน ในชุมชนแบคทีเรียในดิน[ 47 ]
- การระบุปัจจัยที่กำหนดศักยภาพความรุนแรงของ สายพันธุ์ Gardnerella vaginalisในภาวะช่องคลอดอักเสบ[ 48 ]
- การระบุความเชื่อมโยงระหว่างจุลินทรีย์ในช่องปากและหลอดเลือดแดงแข็ง[ 49 ]
- การแสดงให้เห็นว่าเชื้อNeisseria ที่ก่อโรค ซึ่งเกี่ยวข้องกับโรคเยื่อหุ้มสมอง อักเสบ ภาวะติดเชื้อ ในกระแสเลือดและโรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์มีการแลกเปลี่ยนปัจจัยก่อโรคกับเชื้อที่อาศัยอยู่ร่วมกัน[ 50 ]
เหตุการณ์สำคัญ
ฐานข้อมูลอ้างอิงได้รับการจัดตั้งขึ้นแล้ว
เมื่อวันที่ 13 มิถุนายน 2555 ฟรานซิส คอลลินส์ผู้อำนวยการNIHได้ประกาศความสำเร็จครั้งสำคัญของ HMP [ 51 ]การประกาศดังกล่าวมาพร้อมกับบทความที่ประสานงานกันหลายฉบับที่ตีพิมพ์ในNature [ 52 ] [ 53 ]และวารสารหลายฉบับ รวมถึงPublic Library of Science (PLoS) ในวันเดียวกัน[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]ด้วยการทำแผนที่องค์ประกอบจุลินทรีย์ปกติของมนุษย์ที่มีสุขภาพดีโดยใช้เทคนิคการจัดลำดับจีโนม นักวิจัยของ HMP ได้สร้างฐานข้อมูลอ้างอิงและขอบเขตของความแปรผันของจุลินทรีย์ปกติในมนุษย์[ 57 ]
จากอาสาสมัครชาวอเมริกันที่มีสุขภาพดี 242 คน ได้มีการเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อมากกว่า 5,000 ตัวอย่างจาก 15 (ในผู้ชาย) ถึง 18 (ในผู้หญิง) บริเวณของร่างกาย เช่น ปาก จมูก ผิวหนัง ลำไส้ส่วนล่าง (อุจจาระ) และช่องคลอด ดีเอ็นเอทั้งหมด ทั้งของมนุษย์และจุลินทรีย์ ถูกวิเคราะห์ด้วยเครื่องจัดลำดับดีเอ็นเอ ข้อมูลจีโนมของจุลินทรีย์ถูกสกัดโดยการระบุ RNA ไรโบโซมเฉพาะของแบคทีเรีย16S rRNAนักวิจัยคำนวณว่ามีจุลินทรีย์มากกว่า 10,000 ชนิดอาศัยอยู่ในระบบนิเวศของมนุษย์ และพวกเขาระบุสกุลได้แล้ว 81 – 99% นอกจากการสร้างฐานข้อมูลอ้างอิงไมโครไบโอมของมนุษย์แล้ว โครงการ HMP ยังค้นพบ "เรื่องน่าประหลาดใจ" อีกหลายอย่าง ซึ่งรวมถึง:
- จุลินทรีย์มีส่วนร่วมในการสร้างยีนที่สำคัญต่อการอยู่รอดของมนุษย์มากกว่ายีนของมนุษย์เอง มีการประมาณการว่ายีนที่สร้างโปรตีนของแบคทีเรียมีจำนวนมากกว่ายีนของมนุษย์ถึง 360 เท่า
- กิจกรรมการเผาผลาญของจุลินทรีย์ เช่น การย่อยไขมัน ไม่ได้เกิดขึ้นจากแบคทีเรียสายพันธุ์เดียวกันเสมอไป สิ่งสำคัญดูเหมือนจะอยู่ที่การมีอยู่ของกิจกรรมเหล่านั้นมากกว่า
- องค์ประกอบของไมโครไบโอมในร่างกายมนุษย์เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา โดยได้รับผลกระทบจากสภาวะของโรคและยาที่ผู้ป่วยใช้ อย่างไรก็ตาม ในที่สุดไมโครไบโอมก็จะกลับคืนสู่สภาวะสมดุล แม้ว่าองค์ประกอบของชนิดแบคทีเรียจะเปลี่ยนแปลงไปก็ตาม
การประยุกต์ใช้ทางคลินิก
ในบรรดาการประยุกต์ใช้ทางคลินิกครั้งแรกที่ใช้ข้อมูล HMP ดังที่รายงานไว้ในเอกสาร PLoS หลายฉบับ นักวิจัยพบว่าความหลากหลายของสายพันธุ์ในไมโครไบโอมช่องคลอดของหญิงตั้งครรภ์ที่กำลังเตรียมตัวคลอดลดลง และปริมาณ DNA ของไวรัสในไมโครไบโอมจมูกของเด็กที่มีไข้โดยไม่ทราบสาเหตุมีปริมาณสูง การศึกษาอื่นๆ ที่ใช้ข้อมูลและเทคนิค HMP รวมถึงบทบาทของไมโครไบโอมในโรคต่างๆ ในระบบทางเดินอาหาร ผิวหนัง อวัยวะสืบพันธุ์ และความผิดปกติในวัยเด็ก[ 51 ]
การประยุกต์ใช้ทางเภสัชกรรม
นักจุลชีววิทยาเภสัชกรรมได้พิจารณาถึงผลกระทบของข้อมูล HMP ที่เกี่ยวข้องกับการมีอยู่/ไม่มีอยู่ของจุลินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์ในผลิตภัณฑ์ยาที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อ และที่เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบจุลินทรีย์ภายในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมซึ่งใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ ผลกระทบต่อการเลือกสื่อเพาะเลี้ยงและการศึกษาประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อก็มีความสำคัญเช่นกัน[ 58 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- โครงการไมโครไบโอมของมนุษย์
- ศูนย์วิเคราะห์และประสานงานข้อมูลสำหรับโครงการจุลชีววิทยาในมนุษย์ (HMP)
- โครงการริเริ่มด้านจุลชีววิทยาของแคนาดาของ CIHR
- สมาคมจุลชีววิทยาของมนุษย์นานาชาติ
- ปี 2006 บทสรุปโดยย่อของการศึกษาจุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่ ( การศึกษาฉบับเต็ม: Gill et al., 2006 )
- โอลิเวีย จูดสัน จากMicrobes 'R' Us (เก็บถาวรเมื่อ 27 กันยายน 2009 ที่Wayback Machine) นิวยอร์กไทมส์ 22 กรกฎาคม 2009
- จิน่า โคลาตาสุขภาพดี? ขอบคุณแบคทีเรีย 100 ล้านล้านตัวของคุณนิวยอร์กไทมส์ 13 มิถุนายน 2012
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โครงการไมโครไบโอมของมนุษย์
โครงการ ไมโครไบโอมของมนุษย์ ( HMP ) เป็นโครงการวิจัยริเริ่ม ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ สหรัฐอเมริกา(NIH) เพื่อปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับ จุลินทรีย์...
การแนะนำ
ก่อนการเปิดตัว HMP สื่อยอดนิยมและวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์มักรายงานว่ามีเซลล์จุลินทรีย์ประมาณ 10 เท่าและยีนจุลินทรีย์ประมาณ 100 เท่าในร่างกายมนุษย์เมื่อเทียบกับเซลล์มนุษย์ ตัวเลขนี้อิงตามการประมาณการว่า ไมโครไบโอมของมนุษย์ ประกอบด้วยเซลล์แบคทีเรียประมาณ 100...
สถาบันที่ร่วมสนับสนุน
โครงการ HMP ได้รับการสนับสนุนจากสถาบันวิจัยหลายแห่ง รวมถึง มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ ด สถาบันบรอด มหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียคอมมอนเวลธ์ มหาวิทยาลัยวอชิงตัน มหาวิทยาลัย นอ ร์ทอีสเทิร์น MIT วิทยาลัย แพทยศาสตร์เบย์เลอร์ และอื่นๆ...
ระยะที่หนึ่ง (2007-2014)
HMP1 ประกอบด้วยความพยายามในการวิจัยจากหลายสถาบัน [ 12 ] HMP1 กำหนดเป้าหมายดังต่อไปนี้: [ 13 ]
