瑞士巴塞爾醫學大學的微生物學家阿德里安・埃力(Adrian Egli)博士最近忙於用排序機械人分析一批印度旅客的糞便樣本,試圖探討到外地旅行對人體的腸道微生物菌群生態會造成甚麼影響。他和一班微生學專家刻下的任務,是收集世界各地的人類和動物糞便樣本,藉以建立全球最大的腸道微生物菌群儲存庫(The Microbiota Vault)。
人體的腸道裡有數以億計的微生物,包括病毒、益生菌、中性的菌和致病的菌。一個成年人全身的微生物菌群可達2公斤重。愈來愈多研究報告指出,腸道微生物生態維持多樣化是維持身心健康的關鍵。德國醫生Giulia Enders在2014年出版的暢銷書《腸道:我們身體裡最受忽視的器官的故事》就提出,腸道不只是消化食物的器官,還與人體多項重要功能息息相關,例如陳新代謝、吸收維他命和維持免疫系統運作等。
建立腸道微生物菌群儲存庫的概念,就像建造挪亞方舟一樣,期望保留不同品種,以避過災劫。該項計劃源於2018年在《科學》期刊發表的一篇論文,撰文的多位微生學專家提出保存人類微生物菌群的建議。他們在發表文章後坐言起行,展開了可行性研究,結果確定瑞士是建立腸道微生物菌種儲存庫的最佳地點,建立儲存庫的先導計劃由此展開。
參與計劃的埃力博士指出:「腸道菌生態與我們的身心健康息息相關。不良的生活模式、進食加工食品、使用抗生素和環境轉變等因素,都在危害人體微生物菌群的多樣性,菌群生態失衡引致身體出現疾病和不正常狀況,這問題在西方國家尤為嚴重。拯救腸道菌的生物多樣性,是刻不容緩的工作。」
腸道微生物菌群儲存庫目前藏有3,000多個糞便樣本,主要來自瑞士、波多黎各和埃塞俄比亞的偏遠遊牧部落。除了人類和動物的微生物樣本,科學家還收集發酵食物裡的菌。
埃力博士解釋,糞便冷藏庫與挪威的地下種子冷藏庫(The Seed Vault)異曲同工,把糞便冷藏,以保存其中的菌,一個糞便樣本就有數十億微生物,科學家用幾克就可以進行基因排序。即使一些在人體發現的益生菌因某些理由而絕跡,科學家也可以用冷藏庫的「種」培植相關的益生菌,令它「復活」和用作對治疾病。他和團隊分析印度旅客的糞便,希望了解腸道菌會否因水土不同而轉變,以及具抗生素耐藥性的壞菌會否增加。
統籌該項計劃的多明尼‧史汀格(Dominik Steiger)指出,富裕國家和貧窮國家之間需要設立以公平和互惠為原則的交流機制,保證儲存在瑞士的樣本是作科研用途。
這項先導計劃將於明年作結,科學家希望藉此找出儲存、解凍和活化菌種的最佳方法,因為不是單純低溫就能夠妥善保存微生物,相反溫度過低,冰的結晶會破壞細菌的結構。
研究人員計劃將瑞士雪山上的一個舊軍營改建為長遠的腸道菌儲存庫。埃力博士直言,相關工作任重道遠,單是籌集資金也要用上幾年時間,研究團隊的長遠目標是收集世界各地的糞便和腸道菌,訂立儲存樣本的標準和守則,並建立全球共享的菌群教育、研究和發展網絡。