編者按
“以合成生物學(xué)、基因編輯、腦科學(xué)、再生醫學(xué)等為代表的生命科學(xué)領(lǐng)域孕育新的變革，...科學(xué)技術(shù)從來(lái)沒(méi)有像今天這樣深刻影響著(zhù)國家前途命運，從來(lái)沒(méi)有像今天這樣深刻影響著(zhù)人民生活福祉?！绷暯娇倳?shū)記在《求是》雜志指出。
合成生物學(xué)作為近些年新興的研究方向，已經(jīng)吸引了一批不同學(xué)科背景如生物、物理、化學(xué)等的科學(xué)家們加入，他們匯聚在一起做研究，雖然有著(zhù)自己不同的原由和目標，但都毅然走在這條充滿(mǎn)未知和荊棘的科研之路上。為此我們特意邀請了身邊的合成生物學(xué)科學(xué)家們，希望可以通過(guò)這些科學(xué)家們的人生經(jīng)歷，能窺探出一點(diǎn)屬于我們自己的人生哲學(xué)。
本期嘉賓--翟冰老師
“我是在美國機場(chǎng)看的北京奧運會(huì )開(kāi)幕式”，2008 年出國，海外學(xué)習、工作了 13 年的翟冰博士在 2021 年回到了祖國。
翟冰本科畢業(yè)于中國農業(yè)大學(xué)生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)，博士就讀于美國 Texas A&M University 生物系，師從真菌遺傳學(xué)家林曉蓉教授，之后在紐約 Memorial Sloan Kettering Cancer Center 的感染科主任、真菌免疫學(xué)家Tobias Hohl教授指導下從事博士后研究，現在是中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員。
目前，翟冰的研究方向是利用系統生物學(xué)與合成生物學(xué)方法，研究腸道中定植的病原真菌的耐藥和致病機制，同時(shí)關(guān)注腸道微生物群落中真菌與細菌、宿主的互作關(guān)系，及三方互作對不同疾病發(fā)生、進(jìn)展的影響。
本期「人物說(shuō)」系列專(zhuān)訪(fǎng)嘉賓，是來(lái)自中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所的翟冰博士。
期待腸道真菌快速檢測平臺落地
博士期間，翟冰是現為美國微生物科學(xué)院院士的林曉蓉教授的第一個(gè)學(xué)生，主要關(guān)注病原真菌毒力機制及新型抗真菌藥物的開(kāi)發(fā)。她發(fā)現了抗抑郁藥物舍曲林對隱球菌感染的抑制作用，以該成果為基礎，明尼蘇達大學(xué)的臨床團隊啟動(dòng)了一項由美國國立健康研究院支持的臨床三期實(shí)驗。
“選擇博士后方向時(shí)，我發(fā)現關(guān)于腸道菌群中真菌部分的研究非常有限，有很大的挖掘潛力?！毕胍绯霾┦垦芯款I(lǐng)域的翟冰在與Tobias Hohl教授交流后，對Memorial Sloan Kettering Cancer Center在腸道菌群方面的臨床資源產(chǎn)生了濃厚興趣。就這樣，翟冰成為了當時(shí)實(shí)驗室，乃至整個(gè)研究所中關(guān)注腸道中真菌的第一人，并單打獨斗了4年。
跟很多人一樣，翟冰的博士后研究進(jìn)展并非一帆風(fēng)順。
由于對腸道菌群研究方法和相關(guān)動(dòng)物模型不熟悉，翟冰的第一個(gè)項目很不順利，但并未萌生放棄的想法，她堅信真菌在腸道菌群中的重要組分，并與一些疾病的發(fā)生、進(jìn)展確有關(guān)聯(lián)，現有實(shí)驗結果不理想的原因可能是研究工具不夠優(yōu)化，同時(shí)真菌在不同宿主個(gè)體的菌群中差異性很大。
事實(shí)證明，她的堅持是對的。若干次失敗的經(jīng)驗后，翟冰終于搭建好了實(shí)驗平臺，研究有了很大的進(jìn)展，也吸引到了更多同事，共同從事腸道真菌方面的研究。
在此期間，翟冰主要關(guān)注在惡性血液?。ㄈ绨籽『土馨土觯┗颊咴谠煅杉毎浦策^(guò)程中腸道真菌菌群的動(dòng)態(tài)變化，及其對患者臨床結果的影響。由于造血干細胞移植這一過(guò)程會(huì )造成嚴重的免疫缺陷，病人往往容易發(fā)生包括真菌血流感染在內的多種系統性感染，這些感染治療難度大、死亡率高，是很多患者移植過(guò)后需要經(jīng)歷的 “鬼門(mén)關(guān)”。
翟冰發(fā)現，在臨床診斷發(fā)現真菌血流感染前一周左右，病人的腸道就已被相應的致病真菌占據，這表明腸道中病原真菌的定植擴增是發(fā)生血流感染的源頭。
（來(lái)源：genebiohealth）
翟冰表示，“理想狀態(tài)下，如果能夠密切監測病人腸道真菌動(dòng)態(tài)變化，就可以精準預判病人發(fā)生真菌血流感染的風(fēng)險，但若應用于臨床，對于樣本和數據的采集則將給醫護和檢驗工作人員增加巨大的工作量，因此建立快速高效的檢測平臺，降低相應的檢測門(mén)檻，并建立標準化的病人感染風(fēng)險評估體系，是精準醫療理念在應對真菌感染時(shí)的具象化體現?！?/p>
從基礎研發(fā)到技術(shù)應用，“期待大量生物醫學(xué)研究人員參與進(jìn)來(lái)，使得相關(guān)研究成果能夠造福更多病患?！?br/>
腸道真菌或成移植療法預后的生物標記物
造血干細胞移植過(guò)程中，對細菌群落的動(dòng)態(tài)變化與移植后存活率等臨床結果的關(guān)系已有比較深入全面的研究，但非真菌血流感染患者的整體腸道真菌動(dòng)態(tài)變化狀況尚不明確，真菌菌群是否會(huì )影響非感染相關(guān)的臨床結果也是未知。
翟冰近期和美國 Memorial Sloan Kettering Cancer Center 的訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者 Thierry Rolling 博士共同在 Nature Microbiology 上發(fā)表了一篇題為 “Haematopoietic cell transplantation outcomes are linked to intestinal mycobiota dynamics and an expansion of Candida parapsilosis complex species” 的文章。
文章揭示了造血干細胞移植過(guò)程中腸道真菌菌群對移植后總存活率的重要潛在影響，并展示了未來(lái)腸道菌群研究中綜合分析細菌和真菌菌群的必要性。
（來(lái)源：nature microbiology ）
翟冰與同事時(shí)序性分析了 156 例異基因造血干細胞移植患者移植初期（移植前 10 天到移植后 30 天）腸道真菌群落組成和動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現造血干細胞移植期間，該隊列中有 12%（19/156）的病人在免疫缺陷期會(huì )發(fā)生以腸道近平滑念珠菌定植為特征的真菌菌群失調情況。近平滑念珠菌在我國也是最常見(jiàn)的引起真菌血流感染的病原之一，其在腸道中大量定植，除顯著(zhù)增加真菌系統性感染發(fā)生的風(fēng)險之外，還可能影響腸道粘膜免疫系統和屏障功能。
圖丨腸道真菌群落變化與移植后總存活率相關(guān)（來(lái)源：研究論文）
通過(guò)進(jìn)一步分析發(fā)生近平滑念珠菌腸道定植的患者的臨床結果，發(fā)現即使在綜合考慮多重相關(guān)因素之后，這些患者的移植后總存活率仍然顯著(zhù)低于未發(fā)生近平滑念珠菌腸道定植的患者，這些結果表明腸道真菌的動(dòng)態(tài)變化可作為造血干細胞移植療法預后的生物標記物，為改善患者預后提供了新的干預思路。
對腸道微生態(tài)中真菌部分的研究仍然非常欠缺
腸道菌群在機體的免疫調節、代謝調節等生理過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，近年來(lái)大量研究顯示，菌群紊亂在消化、內分泌、風(fēng)濕及神經(jīng)等系統性疾病的發(fā)生發(fā)展中有重要作用。需要注意的是，腸道菌群是由細菌、病毒和真菌等微生物組成的復雜群落。
然而在人們探索腸道菌群對生理過(guò)程和疾病發(fā)生的影響時(shí)，絕大部分情況是關(guān)注腸道菌群中的細菌，往往忽視了其中真菌、病毒等非細菌組分。由于原核細胞（細菌）與真核細胞（真菌）在細胞結構上的巨大差異，人們針對細菌菌群開(kāi)發(fā)的研究工具和方法不完全適用于真菌菌群，加之相關(guān)研究的數量很少，因此人們對于腸道真菌的組分、動(dòng)態(tài)變化、功能的了解非常不充分。
可以說(shuō)，在腸道菌群研究已經(jīng)十分火熱的今天，腸道真菌依然是這個(gè)領(lǐng)域中的一片 “藍?！?，有太多未知的內容等待研究者去探索。歡迎感興趣的同學(xué)加入翟冰課題組！
參考文獻：
http://med.china.com.cn/content/pid/243952/tid/1026
https://www.mr-gut.cn/talks/s/46e846998241416a8618a1983eaec199
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7342449/