摆脱混乱重建秩序

彻底改变我们对您体内数万亿细菌的理解

来自妙佑医疗国际员工

在捐助者的帮助下,Chia 医生为了解微生物群所开展的工作开辟了新的研究领域。

我们很难对妙佑医疗国际的研究员、哲学博士 Nicholas Chia 归类。他是物理学专家吗?他有博士学位,但不从事物理学工作。他是微生物学专家吗?他每天都在这一领域工作,但高中毕业后从未正式学过生物学。那他是外科医生吗?他接受实验外科预约,但从未拿起过手术刀。

那么,这位物理学家出身的微生物学家在妙佑医疗国际做什么?他将自己与众不同的观点运用到微生物身上,或者更恰当地说,是研究微生物彼此之间以及微生物与您身体之间的关系。是的,这些微小的家伙现在就生活在您的体表和体内。需要研究的微生物有很多。

妙佑医疗国际个体化医学中心微生物组项目副主任 Chia 医生说:“您的身上有数万亿的这种病菌,它们可能以任意数量的组合存在,但其中一些不同的组合具有导致疾病发展的共同特征。这正是我们需要了解的内容。”

Chia 医生拥有在大型系统中发现模式的独特能力,这使他从理论物理学发展到微生物学领域。这是他的导师伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校教授 Nigel Goldenfeld(哲学博士)大力推动的结果,后者招募了 Chia 医生,让他将自己的统计分析能力应用到微生物领域。

Chia 医生说:“他跟我说,去‘改变生物学的运作方式吧’。我把他的话当真了。”

找到一种形态

皮肤、眼睛、胃肠道和其他地方内部和表面的微生物相互作用,形成联系和形态。但是,要找到这些形态并不是一件容易的事,因为其复杂性的增大速度几乎与微生物本身的增殖速度一样快。

人类胃肠道有 100 多种不同的微生物以及 5000 多种微生物之间的相互作用关系,这些都需要研究。

为了在这个复杂的系统中找到答案,Chia 医生不太关注各种微生物本身,而是更关注它们如何结合起来与其他微生物和患者自身细胞一起工作。他的物理学背景就这样派上了用场,使他能够创建新的数据模型来解释这些相互作用。

妙佑医疗国际的个体化医学中心主任,医学博士 Gianrico Farrugia 表示:“Nick Chia 等传统医学领域以外的科学家为如何处理微生物组这样的复杂系统带来了专业技能。他的工作使得发现的数据能够为医疗保健人员所用,对妙佑医疗国际继续提供高价值护理至关重要。”

控制节奏

接受个性化医学中心资助的 Chia 医生处于研究的最前沿,这些研究表明,无需研究每个相互作用即可准确预测微生物行为。

为了帮助解释这个概念,Chia 医生说,想象一场摇滚音乐会。舞台上的表演者指挥人群要移动的节奏。在某个时候,领队用高昂的颂歌鼓动人群,或者采取措施用舒缓的歌曲缓和情感气氛。带领人群的人,这里即指表演者,协调一切互动。所以摇滚音乐会上的人群互动节奏相同,这不足为奇。

但是要是发生争吵会怎样呢?人群中的个人反应不再受音乐指挥。不经意一看,这些反应似乎随机、不可预测,但是充分研究此类情况和模式就会发现:发生争吵周围的大多数人将散开,一些人靠近,少数人加入。当微生物失衡,可能导致类似的混乱。找出动荡之中的模式对于解决问题至关重要。

在捐助者的帮助下,Chia 医生的工作开辟了新的研究领域。例如,当他与专攻子宫内膜癌的同事检查子宫微生物时,他们取得了突破性的发现。

Chia 医生说:“我们发现癌症病例中有某些微生物几乎与子宫内膜癌完全相关,而在良性子宫切除术病例中不存在,”他希望利用这项研究进行筛查检查,更准确地预测子宫内膜癌的早期阶段,从而为医师提供定制治疗方案的关键信息。“没有慈善捐款将永远无法探索这个领域。”

Chia 医生与同为妙佑医疗国际医生的医学博士 John K.DiBaise 一起运用他的想法来了解质子泵抑制剂如何降低肠道细菌多样性。这种失衡使患者更容易受感染,例如艰难梭状芽孢杆菌感染和肺炎,以及患维生素缺乏症和骨折。

DiBaise 医生说道,“多年来,越来越多的证据表明,长期使用质子泵抑制剂增加各种继发性医疗状况风险,但我们从未真正理解为什么。”“这项研究首次给出了这些副作用的可能解释。”

正是 Chia 医生的这类理解让我们涉足我们曾经认为是随机且不可知的领域。

Chia 医生说,“这就是目标。”“利用我所学到的知识,并将知识应用于科学。这是看待事物的不同方式。”

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