追问“饥饿”得到的科学成果

浙江在线12月29日讯（记者 朱平 通讯员 张弛 沈是）生命早期饥荒暴露可能影响成年后肠道菌群的组成，增加2型糖尿病风险。近日，西湖大学郑钜圣团队与合作者在国际期刊BMC&nbsspan;Medicine（《BMC医学》）上发表了相关研究论文。郑钜圣实验室以肠道群菌为研究对象，过去几年来已发表多篇论文。此次与“饥饿”相关的研究课题，发起者是一名年轻的90后，为什么从未挨过饿的他会关注饥饿？这一结果有什么意义？　　前不久，记者采访了这名90后、西湖大学博士后苟望龙，试图从他的科研经历中寻找答案。　　故乡回忆　　苟望龙出生于1991年，去年从西湖大学博士毕业，成为郑钜圣实验室的一名博士后。　　江南求学的5年，没能改变他对家乡特产土豆的钟爱，在西湖大学的食堂，苟望龙能同时点上两种口味的土豆。　　这份情有独钟源于苟望龙对爷爷和故乡苟家岔的记忆。苟家岔在哪儿？那是甘肃定西市通渭县鸡川镇的一个村。定西有三大宝，土豆便是其中之一。　　在苟望龙的印象中，爷爷爱吃杂粮散饭，把杂粮磨成粉，再煮成糊糊，配点咸菜，爷爷总是吃得很香，还经常喊他尝一口，但幼年的苟望龙通常吃了一口，就不愿意再试第二口。　　上高中后，苟望龙经常会听爷爷说起挨饿的日子，老人的这段记忆如同一颗种子，在絮絮叨叨中也埋进了苟望龙的心里。　　读博士阶段，苟望龙探索的对象有点特殊。它们微不足道，却又浩浩荡荡，在我们身体的躯壳里生存演化。　　它们便是肠道菌群。　　有研究认为，人体肠道内寄生着约数万亿个细菌，在漫长的生命演化历程中，它们和人类形成了共生的关系，帮助人体消化食物，合成必需的短链脂肪酸，还能帮助清除毒素，支持肠道功能。　　苟望龙参与的第一个博士课题便是研究肠道菌群和2型糖尿病的关系。当时，从事营养学和流行病学研究的郑钜圣教授还在国外，糖尿病一直在他的研究视野之中。　　苟望龙回忆，在博士阶段将告尾声时，一次日常浏览文献，他被一个单词吸引住了：Famine（饥荒），于是找来更多文献，发现它们都指向一个结果——生命早期经历过饥荒，成年后发生糖尿病等代谢类疾病的几率会增加。　　最早，这些研究发源于一个理论猜想。20世纪90年代，英国的David&nbsspan;Barker教授提出了多哈（DOHaD）学说，认为除了遗传因素，许多疾病可能是由于在子宫内或儿童时期的不良暴露，如营养不良、致癌物等所造成。　　那么，饥荒是不是也能改变肠道菌群？苟望龙提出了自己的问题。心中儿时那段听祖辈讲述饥饿的回忆，仿佛正在唤起另一段记忆，关于生命早期饥荒暴露留给肠道菌群的印记。　　菌群数据　　实际上，人群水平上关于肠道菌群与疾病的研究很不容易，涉及多个学科的整合，包括传统统计分析、人工智能、小鼠实验、生化分析等等。　　“为采集数据，我们去实验现场招募志愿者，给受试者测量身高体重等基础信息，收集受试者的各种样本，能参与的尽量都自己上。”参与全流程的苟望龙讲起这些很兴奋，还时不时在桌上徒手写起公式，来解释这些数据应用到的算法模型。他说，对科研来说，真实数据有着无可替代的意义。　　从本科的自动化专业，到硕士主攻计算生物学，开发计算算法解析生命数据，再到博士整合人群队列与多组学探究2型糖尿病的肠道微生物菌谱，一路“跨界”，苟望龙始终对数据保持热情，甚至在申请博士时，最打动他的并不是研究方向的契合，而是郑钜圣教授反复强调的那句“我们有数据”。　　系统梳理了已有的文献资料及思路后，苟望龙给正在青岛出差的郑钜圣教授打了电话，简单说了下自己的猜想。郑钜圣当即决定尝试，因为没有人从肠道菌群角度来解析生命早期饥荒暴露对2型糖尿病的发病风险的影响。　　随后，苟望龙选择了来自三个不同地域人群的样本——广州市、广东省（和第一个样本集不重合）以及全国（除广东省之外的15个省份的样本），样本量分别是1920人，6560人，3033人。汇总在一起，是11513人的肠道菌群数据。　　数据分析的背后是合作团队的心血，需要工作人员上门进行粪便取样，并观测记录受访者的饮食习惯。随后，通过测序技术，科学家就能为几百种肠道菌种“描摹”出大致分布样貌。统计分析需要小心翼翼，研究团队需要对数据进行矫正，包括测序深度（检测技术本身带来的误差）、饮食和生活方式、疾病、年龄因素等等。　　结果清晰浮现，生命早期经历过严重饥饿的群体，肠道菌群多样性显著降低，而肠道菌群多样性的降低伴随着2型糖尿病风险的增加。　　震惊结果　　郑钜圣实验室的追问并没有到此结束。　　饥饿改变了肠道菌群的多样性，还改变了什么？　　每一个人的肠道菌群，是一个复杂的生态系统，其测序数据多达数百个维度。团队用数据降维的方法，通过计算，把数百个维度降低到两个主要的特征维度，以此来指代不同的样本结构。　　结果给了他们第二次震惊：持续的饥饿不但改变了肠道菌群的多样性，也重塑了它们的结构。　　研究团队还进行了菌群网络分析，筛选出这些样本中的核心肠道菌群，同样发现经历过持续饥饿的个体中，对2型糖尿病起保护作用的核心菌群的丰度减少。这些研究还发现，经历严重饥饿的时间越久，对肠道菌群的影响也越明显。　　多哈理论关注的是生命早期不利的环境暴露对生命健康长期的影响，这次的研究，给多哈理论提供了全新的理解维度——生命最初也许不会留下记忆，但在你的肠道留下的印记可能增加未来罹患2型糖尿病的风险。　　证明过去对当下又有何意义？　　苟望龙说，结合课题组之前的工作，这些研究将帮助人类更好地理解肠道微生物和2型糖尿病的关系，帮助我们提前判断疾病的发生和发展，并且有可能通过改善肠道群菌来干预疾病。　　“我们常说生命早期的饮食等环境因素会对人类健康有长远影响，这次的研究发现，也从另一个角度确认了这个说法。”苟望龙还很严谨地给这个生命早期加了个期限，“1000天，从胎儿待在母亲肚子里的第一天算起。”　　链接　　科学词条：多哈学说　　英国David&nbsspan;Barker教授提出的多哈（DOHaD）学说，基于他真实调查了24114位女性。这些女性曾是1944年到1945年荷兰饥荒时的孕妇，David&nbsspan;Barker发现她们的孩子长大后，心血管疾病、糖代谢异常、肥胖等一系列代谢性疾病高发。　　荷兰饥荒，又被称为“饥饿的冬天”，1944年9月，荷兰所有的火车都停止运行，荷兰铁路工人希望通过罢工阻止纳粹军队的行动，从而帮助推进盟军的军事行动。但盟军的行动失败了，纳粹通过停止粮食供应来惩罚荷兰人民，使荷兰大部分地区陷入了饥荒。到了1945年5月荷兰解放的时候，有超过2万荷兰人死于饥荒。