人类微生物组科学对未来的展望

在马里兰州贝塞斯达举办了题为“人类微生物组科学：未来愿景”的会议。该活动汇集了人类微生物组研究领域的专家，旨在全面概述微生物组研究，但更重要的是确定和讨论这个新兴领域的差距，挑战和机遇。本报告总结了这些报告，但也描述了人类微生物组研究向前发展和提供医学翻译应用所需的内容。

我们每个人都有大约40万亿个人类细胞[ 1 ]和大约22,000个人类基因[ 2 ]，但多达100万亿个微生物细胞[ 3 ](微生物群)和200万个微生物基因[ 4 ](宏基因组)。因此认识自己的微生物侧可以是用于理解人类生物学，包括药物反应[至关重要5，6，7，8 ]，易患传染性[ 9 ]和慢性[ 10 ]疾病，甚至行为[ 11 ]。自2007年人类微生物组计划(HMP)成立以来[ 4，[12 ]，对人类微生物组的基本认识正在以不断加快的速度增长[ 13 ]。总之，在HMP健康队列研究[ 14， 15 ]，而许多相关的研究，其提供有关方法的详细信息，生物信息学分析，以及额外的同伙，已经导致超过350出版物( http://www.ploscollections.org/ hmp)。这项工作为快速发展奠定了基础，一些具有较高的转化研究潜力，了解控制我们所共有的微生物的相似性和差异的机制，它们与疾病的关联，但更重要的是，微生物群在健康和疾病。

实现目标

为了了解人类微生物组研究的现状，并确定未来取得进展的关键领域，我们于2013年7月24日至26日在马里兰州贝塞斯达举行了一次名为“人类微生物组学：未来愿景”的会议。本次会议得到了美国国立卫生研究院向马里兰大学医学院提供的资助，以及罗氏，Qiagen，Illumina，Life Technologies，MoBio，Metabolon和BioMed Central期刊Microbiome等企业赞助商的支持。，旨在概述NIH支持的微生物组研究中的前沿工作，并确定在这一具有挑战性的研究领域取得进展的障碍和机遇。会议由一个跨NIH工作组组织，其中包括来自14个(27个)NIH研究所，中心和办事处的28名参与者(项目人员)，以及由人类微生物组项目资助的四名科学顾问。来自学术界，国家实验室，一系列政府机构(包括NIH，环境保护局(EPA)，美国农业部(USDA)，食品和药物管理局(FDA)的269名参与者(以及另外250名网络广播员)参加了会议。 )，美国国际开发署(USAID)，科技政策办公室(OSTP)，美国陆军，国家科学基金会(NSF)，和美国国家航空航天局(NASA)，包括微生物学，免疫学，医学，传染病，生态学和计算机科学等广泛学科的37位发言人。组委会和参与者的广泛专业知识强调了微生物在人体和环境中的渗透方式，微生物组研究可能很快就会渗透到生物医学研究企业中。

在为期3天的会议期间，有一些演讲和讨论旨在：

认识到人类微生物组在疾病和健康方面的研究与所有NIH研究所和中心的任务相关;

提高所有NIH研究所和中心对广泛的微生物组研究界所面临的差距，需求和挑战的认识，以推动未来的研究和投资;

促进NIH研究所和中心之间的协调，以促进对最大限度地有益于微生物组相关生物医学研究的政策和方法的一致监督;

确定共同资源或伙伴关系将有利于微生物组相关生物医学研究的领域;

探索NIH和其他政府资助机构如何合作将微生物组纳入人类健康研究，更广泛地研究人类与其物理和微生物环境相互作用的研究;

促进对微生物组研究现状的理解，并在未来10年内形成对该领域未来发展方向的总体愿景。

概述：人类微生物组计划

在第一届会议欧文白(医药，巴尔的摩，MD，美国马里兰大学)博士(图 1 A)设置为会议的阶段，并指出，这次会议是对微生物的研究人员一个独特的机会，既要反思过去成功并确定该领域可以采取的方向。随后他介绍了Francis Collins博士(美国贝塞斯达医学院国家卫生研究院院长)的演讲(图 1)B)，以人类微生物组计划(HMP)的历史视角开放。他概述了微生物组如何独特地定位以增强NIH的使命，因为微生物组状态与胃肠道疾病和病症，癌症甚至精神疾病等多种疾病之间存在许多联系。Eric Green博士(国家人类基因组研究所所长，NHGRI)(图 1C)随后报告了HMP的状态和许多成就。HMP旨在通过分类学和宏基因组学分析来调查人类的微生物组。他强调了中心健康的志愿者队列，他们进行了大量抽样，还有一些示范项目专注于胃肠道，皮肤或泌尿生殖道等疾病。这些项目产生了超过3.5 Tbp的数据和800万个独特的微生物基因。这些数据集(序列数据，菌株，临床表型，核酸提取物，甚至细胞系)可通过存储库公开获得，并通过马里兰大学基因组科学研究所托管的数据分析和协调中心(DACC)进行协调。医学[ 13]。总体而言，HMP已经发布了350多篇同行评审的科学出版物。HMP支持开发新的生物信息学和技术工具，这些工具共同促进了科学界对人类微生物组的研究。还评估了人类微生物组研究的伦理，法律和社会影响(ELSI)，反映了人类基因组计划。