小科普人体大数据之微生物篇:人体内有多少微生物

人体内约有50万亿细胞, 如果这个数字让你吃惊的话, 那么寄生在人体的微生物总量会让你下巴大跌: 据不完全估计, 这个数量应该是人体细胞数量的10倍以上,至少有500万亿以上。这些微生物的基因总和约是人体基因量的200倍之多 - 而人体基因组的基因数量约2万多。微生物细胞(不包括病毒)通常较小, 仅是人体细胞大小的十分之一到百分之一,但由于数量巨大, 其总重量可占成年体重的5磅之多。

这些微生物不仅数量巨大,而且种类巨多,从病毒、细菌,一直到真菌和真核生物(如导致疟疾的疟原虫)。所有这些微生物组合在一起,构成人体微生物群系(Human Microbiome),是现代生物医学研究的一个重要领域。

很多人谈菌色变,总认为细菌总给人体带来灾难,是不好的东西。其实99%的微生物是无害甚至有益的,只有不到1%是有害的,而有害的细菌中能够真正致病的又是极少数。多数寄生在我们身体表面和体内的微生物是人体赖以生存的必需品,和人体是共生的关系。这些细菌可以帮助我们消化食物,产生某些人体必需的维生素,帮助调节我们的免疫系统,使我们保持健康免受致病细菌的侵害。

尽管只有极少数病原微生物对人体有害,但在抗生素诞生以前,人类的发展史却是一部跟病原菌对抗的血泪史:天花,鼠疫,疟疾,这些对现代人来说略感遥远的名字,却无不在人类的发展史上留下悲惨的一页。

  • 历史上鼠疫有三次大流行,首次大流行发生于6世纪,起源于埃及的西奈半岛,波及到欧洲所有国家,死亡近2500万人;第二次发生于14世纪,起源于美索不达米亚,仅欧洲就死亡2500万人,即历史上著名的黑死病;第三次发生于19世纪末至20世纪初,死亡1200万人。

  • 一个小小的天花病毒,虽然只携带200个基因,在二十世纪的100年内,却总共杀死约3至5亿人。到了1967年,据国际卫生组织的数字,当年仍然有1500万人感染天花,当中200万人死亡。

  • 由疟原虫传播的疟疾,直到今天还是热带地区主要传染病之一,每年估计有3亿至5亿人遭受疟疾侵害,大约有100万人因此死亡,其中大部分是儿童。85%的疟疾案例发生在最贫穷的非洲撒哈拉沙漠以南地区。联合国秘书长潘基文在2008年4月25日首个世界疟疾日,订立了非洲要在2010年12月31日前普及疟疾防治的目标。据说Bill Gates及夫人正是因为看到疟疾对非洲儿童的祸害,才下定决心创建了Bill & Melinda 盖茨基金会,该基金会已经积累了数百亿美元,用于改善贫困地区公共卫生,赞助病原菌的研究及药物疫苗的开发。

抗生素的发现,应该是人类抗击传染病的首次胜利,是人类医疗史上的第一次革命,使人体平均寿命大幅提高 - 人类的平均寿命一下子提高了三分之一。有趣的是,发现青霉素的弗莱明爵士,曾作为战地医生服务于第一次世界大战,正是受到大量受伤感染而死亡的士兵的激励,才在战后继续专心关注抗生素的研究。这也算是战争推动人类文明的一个例证吧。

说到人类病毒,就不能不提一下艾滋病毒(HIV)。这个至今令世人闻之色变的小小病毒, 只有10个基因,却威力无比,专门攻击人类免疫系统,最终导致病人免疫力彻底丧失,感染各种疾病而死。虽然每年全球各地无数的科学家投入大量人力物力在研究该病毒,开发药物及疫苗,但由于该病毒变异很快,隐藏很深,至今很难治疗。由台裔美籍科学家何大一发明的鸡尾酒疗法,是目前公认的疗效最佳的艾滋病治疗方法。但该方法成本太高,推广起来有一定难度。


HIV病毒结构示意图

虽然与人体共生的微生物种类巨大,由于传统微生物学研究方法的局限,我们对生活在自己体内的95%以上的微生物没有任何研究数据。2007年底,美国国立卫生研究院(NIH)宣布投入1亿1500万美元正式启动了为期五年的“人类微生物组计划( Human Microbiome Project, 简称HMP )”。 该项目由美国主导,有欧盟及日本和中国等十几个国家参加,使用新一代DNA测序仪进行人类微生物组DNA的测序工作,是人类基因组计划完成之后的一项规模更大的DNA测序计划,目标是通过绘制人体不同器官中不同微生物的基因组图谱,解析微生物菌群结构变化对人类健康的影响。

截止2012年6月该项目结束,它从242个健康志愿者中共收集了5000多份样本,包括了大约30几个不同器官,如眼睛,鼻子,嘴,皮肤,消化道,阴道等。不同部位的微生物基因组被提取,测定,分类,比较,建立了一个相对完整的人类微生物基因组数据库,供全球各地的科学家研究参考,为进一步研究这些微生物与人类健康与疾病的关系,打下了坚定的基础。源源不断的新发现会从这座大数据金山中被挖掘出来。其中一个有趣的发现是,当女人怀孕时,其阴道内共生的细菌种类会大幅下降,这可能是为婴儿的出生做准备。相信更多的发现会帮助提高临床的诊断和治疗。

HMP计划所揭示的人体各部位的细菌的不同种类

有趣的是,这些微生物的种类和数量会随时间、地点、环境及人体生理的变化而相应改变,有些变化可以用于临床诊断

原文发布时间为:2015-03-19

时间: 2024-09-14 10:34:23

小科普人体大数据之微生物篇:人体内有多少微生物的相关文章

[原创]小科普人体大数据之细胞篇:人体内有多少细胞

众所周知,人体是由细胞组成的.单个细胞很小,肉眼不可见,要借助显微镜才能看到.很多人也许会问,人体总共有多少个细胞组成?这个看似简单的问题,在科学已经非常发达的今天,科学家们却无法给我们一个满意的答复. 根据某些早期的教科书,人体的细胞总量在5到50万亿(5-50trillion)之间. 世界各地的科学家进行了多种不同测算,在各种各样的测算中,下面这种算法看起来比较有道理些: 假设一个成人体重在60至90公斤之间,除去骨骼内约14%到20%的非细胞部分,再除去血液内大约5%的非细胞重量,一个典型

关于PostCSS的一点小科普

本文讲的是关于PostCSS的一点小科普, PostCSS起源于2013年9月,发展到现在,已经有很多开发者在工作中使用它.如果你尚未接触过PostCSS,这篇文章正适合你. PostCSS是一个使用JavaScript插件来转换CSS的工具. PostCSS本身很小,其只包含CSS解析器,操作CSS节点树的API,资源生成器(译者注1:原文是source map),以及一个节点树字符串化工具.所有的黑魔法都是通过利用插件实现的. 截止目前,PostCSS的生态圈内已经拥有超过100种插件.这些

阿里云首席科学家周靖人:数据智能引领产业变革

10月24日(1024),是开发者的节日. 也准备了一份特别的礼物:<2016杭州云栖大会回顾专题>,共计325+份PDF下载,100+场峰会与分论坛视频点播的专题送给大家!也欢迎朋友们将参会感受.学习笔记等共享给我们(yqeditor@list.alibaba-inc.com). 下文为<阿里云首席科学家周靖人:数据智能引领产业变革>,更多文章见这里. 10月13日,阿里云首席科学家周靖人在云栖大会主论坛上带来题为<数据智能引领产业变革>的主题演讲,他表示,随着计算能

MaxCompute(原ODPS)开发入门指南——数据开发工具篇

MaxCompute(原ODPS)开发入门指南--数据开发工具篇 写在最前面 >>>进入了解更多>>>阿里云数加·MaxCompute大数据计算服务. 大家在使用大数据计算服务MaxCompute时,最头疼就是我现在已有的数据如何快速上云?我的日志数据如何采集到MaxCompute上?等等...具体详见<MaxCompute(原ODPS)开发入门指南--数据上云篇>. 但是数据在MaxCompute上了之后,问题又来了,我怎么基于上面进行快速的数据开发,构建

小硅片与大数据的结合 ——协鑫光伏的新制造之路

免费开通大数据服务:https://www.aliyun.com/product/odps 生产品质提升的最后一公里 协鑫光伏坐落在环境优美的苏州工业园区,是全球领先的光伏材料制造商,硅片产品占国内流通硅片的70%,处于国内同行业龙头地位.在技术研发.品质控制.自动化升级等方面也都处于较高水平.然而,从与协鑫光伏负责人的交谈中,感受更多的是踏实,谦逊和危机感,丝毫感觉不到身为行业领导者的优越感,如何提高效率,提升产品品质始终是他们放在肩上的责任.通过多年对生产流程的优化,协鑫的生产效率和产品品质

小硅片与大数据的结合——协鑫光伏的新制造之路

本文作者为:阿里云研究中心刘云璐 对话苏州协鑫IT总经理周小栋 协鑫光伏坐落在环境优美的苏州工业园区,是全球领先的光伏材料制造商,硅片产品占国内流通硅片的70%,处于国内同行业龙头地位.在技术研发.品质控制.自动化升级等方面也都处于较高水平. 然而,阿里云研究院刘云璐从与协鑫光伏负责人的交谈中,感受更多的是踏实,谦逊和危机感,丝毫感觉不到身为行业领导者的优越感.如何提高效率,提升产品品质始终是他们放在肩上的责任,虽然通过多年对生产流程的优化,协鑫的生产效率和产品品质始终保持着行业领先,但他们渐渐

大数据时代,没人知道哪些数据会成为重点

相信很多智能手机用户不太明白,为什么我只是想下载个手电筒应用而已,这个应用为什么要看我装了其他什么应用,我现在位置是哪里,我通讯录里有什么人,相册里有什么照片?而且还要求打电话和发短信的权限,要知道这些权限我女朋友都没有好不好! 一个手电筒应用的要求比女朋友还多,是不是太过分了?我们都知道,在其位不谋其政的人基本上都不是好家伙,一个手电筒应用想看我的位置通讯录照片,目的肯定也不是识别谁是女朋友,然后将屏幕亮成爱你的形状然后彩信发给女朋友逗她开心. 新华网的记者做了一次小测试:他手上的一款 And

小商家的大数据时代 通过购买记录开展邮件营销

中介交易 SEO诊断 淘宝客 云主机 技术大厅 Windsor Circle使用顾客的购买记录帮助小企业成功开展电子邮件营销活动. 文 | Gwen Moran 当亚马逊这样的网络巨头不断地分析客户数据.推荐新产品.提供优惠.在购买记录的基础上产生新销售额时,这种复杂的客户关系管理却超出了大多数小型电商的预算范围. 然而,一个新的即插即用系统Windsor Circle改变了这一切.它将顾客购物车的数据与ExactTarget.Constant Contact和VerticalResponse等

数据中心运维人的中年危机

数据中心属于年轻人的行业,紧随科技前进的步伐,在数据中心里从事技术运维的人普遍年龄较轻,一般在30岁以下,尤其是一些技术操作人员都很年轻,这是由这个行业的发展特点所决定的.数据中心里技术更新换代很快,很多人跟随不上这样的节凑慢慢也就被淘汰了,还有一些就是仅掌握了初级操作水平的人员,这些工作替代性强,新手往往几个月就可以上手,这样的工作自然不需要经验丰富的老员工,与其为老员工支付高工资,不如用年轻员工,这样人力成本大为降低,工作基本也不会受到影响.在富士康的经营中,我们看到其永远都处于缺人,不断招