為我們的腸道菌群建一艘諾亞方舟
在我們人體的腸道中有數十億的病毒、細菌和其他微生物，它們的存在對我們的健康起著不可或缺的作用，醫學人員更是看重它們的重要性。現在科研領域正在開展一個計畫，旨在建立一個全球性的微生物庫。而這個存放各類微生物的保險庫將設在瑞士。
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巴塞爾大學醫院實驗室的測序機器人分外忙碌，它正在同時對幾十個糞便樣本中細菌的遺傳資訊進行分析。這些被裝在小管子裡送到實驗室的樣本來自從印度回來的遊客。
“我們得到來自世界各地的樣本，”Adrian Egli說。這位醫學博士是臨床細菌學和真菌學部門的負責人，目前正在為國際計畫“微生物庫”(The Microbiota Vault，英)外部链接開展第一階段的工作。
用最簡單的話總結這一計畫，就是將全球微生物群，即將所有的微生物編成某種形式的檔案，然後為後人妥善保存，目前階段以人類的微生物群為主。
人類的腸道菌群對我們的健康和心理有著很大影響。但由於城市化發展和嚴重的環境變化，微生物的多樣性在全世界範圍內都受到了威脅。
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為健康做一個備份
Egli博士希望能藉由這些印度樣本中的微生物，更好地了解腸道中的細菌結構變化，以及這種變化與抗生素耐藥性的擴散之間的關聯。從亞洲歸來的旅行者的這些樣本中，還可能含有對抗生素有多重抗藥性的細菌，這些細菌或許會對我們構成威脅。
腸道菌群影響著我們的健康，並能顯示出一個人的健康狀況。一個成年人身上有數百種細菌，重量可達2公斤，在很大程度上影響我們的新陳代謝。 “微生物庫”計畫的目的在於讓我們更好地了解這些錯綜複雜的關聯。
(瑞士德语)
一個糞便樣本中就有上億的微生物，但很少的幾克就足以用來進行測序。 “我們將這些糞便樣本分成小份，並在不同的溫度下將其冷凍，”Egli說。這樣就可以進行比較，找到最適合某種樣本的種儲存條件。
維護多樣性
自從2014年科普書籍《魅力大腸》(Darm mit Charme)走紅之後，微生物對人體健康的重要性開始引起人們的注意。
我們的腸道裡生存著數十億微生物，它們不僅幫助我們消化食物，還在我們體內起著各種令人難以置信的作用，例如，幫助我們吸收維他命或刺激免疫系統。
我們的身體藉由化學反應吸收營養，根據專家的介紹，只有一部分化學反應是直接在我們體內發生的，許多是藉由微生物引起的化學反應。
此外，只有腸道中存在足夠的微生物群，我們的免疫系統才能正常運轉。腸道中的微生物群越多樣，我們也就越健康。擁有多樣化微生物群的人是一個健康的人。
類似於針對植物建立的高山植被種子庫“Svalbard Global Seed Vault”計畫外部链接，非營利計畫“微生物庫”的目標是盡可能收集到存在於人類和動物體內的所有微生物，然後進行歸類整理。
此外，還有來自發酵食品的微生物，醫學工作者希望從這些微生物中也能獲得某些認知，尤其是乳酸菌，據說對健康非常有利。
負責計畫初期工作的微生物庫倡議發起人Dominik Steiger說：“微生物群的多樣性正在面臨威脅。”
在這個跨學科的計畫指導小組中，除了Dominik Steiger和Adrian Egli，還有另外兩位專家：洛桑大學的Pascale Vonaesch和蘇黎世聯邦理工學院的Nicholas Bokulich。
作為威脅到微生物多樣化的原因，他列舉了人們生活方式的變化，比如城市化、全球化、社會生活條件的快速改變以及生態系統的變化，氣候變遷或被破壞的自然環境也包括在內。
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美丽的瑞士阿尔卑斯山脉，生物多样性呢？
所有這些因素令我們腸道中的微生物組變得越來越單一，Steiger說：“當我們剛剛開始知道微生物群的重要性時，卻面臨失去其多樣性的風險。這就是為什麼現在必須採取行動的原因。”
微生物保險櫃
伯恩大學的Andrew Macpherson也強調了時間的緊迫性。他正在從事微生物與人類之間相互作用的研究。雖然Macpherson並未直接參與這個計畫，但他認識所有參與這個計畫的人。
“如果我們想做點什麼，那必須是現在。所以我完全支持這個計畫，我已經與創始團隊和一些現任工作人員討論過這個計畫，”他說。
“當我們剛剛開始知道微生物組的重要性時，卻面臨失去其多樣性的風險。” Dominik Steiger，“微生物庫” 計畫負責人
該計畫目的是維護和收錄世界微生物群的多樣性，以便更好地進行研究。 Steiger認為，重要的是窮國和富國聯合建立一個“公平和互利”的系統。
這意味著，不僅是瑞士的研究人員在收集、測序和收錄樣本，還與國際專家合作，納入已存在的資料庫，並繼續延展。
Steiger說：“我們計畫的特別之處在於，所有將樣本存放在我們這裡的人對他們的樣本依然擁有主權，我們的形式類似於託管服務。”
瑞士被選中
這個計畫的想法來自一個國際微生物群研究小組，他們在《科學》雜誌上發表了一篇相關文章。他們首先進行了可行性調查，將各種可能的存放地點做了對比，最後決定選擇瑞士作為“微生物庫”的存放地。
但Steiger強調，地點的選擇並不是最重要的，該計畫是由美國新澤西州羅格斯大學、瑞士聯邦理工學院以及巴塞爾大學、洛桑大學的研究人員共同合作，於2021年底在瑞士啟動。
“該計畫對瑞士來說也是一次難能可貴的機會。” Adrian Egli，醫學工作者
來自世界各地的發起人-包括兩位諾貝爾獎得主-籌集了一百萬瑞郎。最大的捐款來自四個基金會(格貝特-魯夫基金會、塞拉弗基金會、洛克菲勒基金會、橡樹基金會)。
巴塞爾大學醫院的Egli說，這樣一個跨幾十年時間的計畫，選址在在一個穩定和中立的國家尤為重要。另一方面，還必須擁有描述這些樣本的技術方法和其他可能性。同時，“該計畫對瑞士來說也是一次難能可貴的機會”。
實驗室內
而且我們還能追踪那些已經儲存起來的樣本的情況。一名工作人員打開了一個巨大的冰櫃，裡面保持著-80°C的恆溫，在這樣的低溫下工作，必須高速和安全，否則皮膚會受到損害。
“就算是細菌也不能直接冷凍，否則它們會死掉，”Egli表示。結晶會破壞細菌細胞，在“微生物庫”計畫中，要在細菌中加入特殊的防腐劑，以便它們能夠在深層冷凍過程中存活。
那麼這樣的樣本儲存，其安全和質量如何保障？在漫長的儲存期中，難道不存在污染或演化的風險嗎？按照Egli的說法，這就需要用國際公認的標準化方法，盡可能精確地對樣本進行描述，以便明確一個樣品是否可能含有抗生素對抗性或毒素；危險的病原體必須單獨冷凍。
微生物庫計畫的質量保證還包括檢查儲存樣本的成分是否會發生變化，因為樣品在冷凍過程中仍可能產生變化。因此，應事先精確記錄樣本中細菌的多樣性，並在解凍時用同樣的方法來確定是否出現任何變化。
因此樣本的清晰描述是該計畫的一個核心要素。 “全世界內使用統一的詞彙可謂至關重要，”Egli說，“就像做筆記，我不能一下用法語，一下又用德語寫。”
從長遠來看，預計超過10萬個樣本有可能被儲存在瑞士阿爾卑斯山的一個舊軍事防空洞中。 “然而，這還需要大量的投資，至少需要幾年時間才能實現，”Egli說。
來自伯恩大學和伯恩大學醫院的三名研究人員被授予輝瑞獎，他們的科研計畫展示了我們的腸道細菌如何促成抗體的形成。
輝瑞獎是瑞士最重要的醫學研究獎之一。每年在五個領域接受獨立科學委員會的委託頒發該獎項。
(來源：伯恩大學)
(譯自德文：楊煦冬)
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