3月13日，意大利特伦托大学（University of Trento）综合生物学中心（Centre for Integrative Biology）的Nicola Segata教授在Pharmabiotics 2019中获得了梅里埃研究所（Institut Mérieux）颁发的“青年研究员奖”（ Young Investigator Award），以表彰和支持他对微生物组和健康的研究。
“青年研究员奖”由梅里埃研究所通过梅里埃营养科学集团（Mérieux NutriSciences）颁发。
Nicola Segata教授接受了我们的专访，介绍他在微生物组研究方向的最新进展，谈论该领域未来的挑战，并就微生物医药产品开发的前景发表意见。

1. 您是如何对微生物组产生兴趣的？

我接受的是计算机科学的训练，在2010年加入哈佛大学Curtis Huttenhower教授的实验室后开始研究人类微生物组，该实验室参与了NIH人类微生物组计划（HMP）。我立即迷上了这个研究领域，因为越来越多的证据表明人类微生物组在人类健康中发挥着关键作用。但我们对“第二基因组”的组成和多样性知之甚少。人类微生物组计划和其他国际项目回答了很多问题，但其他方面仍然存在很多疑问亟待解答。我在特伦托大学的实验室正在继续尝试解答这些疑问。我们很高兴能够研究人类微生物组，因为这个领域真的可以解答有关人类与其微生物补体之间共生的基本问题，同时提供新的生物医学假设，这些假设能增强我们对胃肠综合征甚至癌症等疾病的理解，对未来可能的治疗方案产生影响。

2. 您能否介绍一下您关于微生物组的研究，并分享其中一些最新进展？

我们的团队专注于人类微生物组的研究，以揭示其一般特征并理解与人类健康的联系。我们主要使用鸟枪宏基因组测序，我们认为这是研究人类微生物组极其强大的工具，因为它让微生物组样品中存在的单个微生物的基因组特征得以描述。然而，从计算的角度来看，对这类数据的分析是非常具有挑战性的，这就是为什么我们用过去5年的时间开发了若干软件工具，通过分析宏基因组数据集来深入了解人类微生物组。在我不同的研究中，我想先提一下最近的一项荟萃分析研究。我们不仅鉴定出了几种以前未知的流行的肠道细菌，还鉴定出了一组在不同人群中都与结直肠癌密切相关的细菌。这些发现为将来开发高效的诊断工具提供坚实的基础。此外，我们去年进行的母亲及其新生儿的研究也非常有趣：我们绘制了微生物菌株从母亲多个身体部位转移到婴儿的“迁徙地图”，展示母亲的微生物组如何深刻影响婴儿微生物组的形成。

3. 在您看来，哪些主要方法或哪些重要关注点是发现生物标记物的决定因素？

在研究人类微生物组与从饮食、疾病等之间的关联时，我认为考虑特定社区内和不同人群间的微生物组差异性至关重要。前者要求非常大的样本量，几乎与人类GWAS（genome-wide association studies）相当，而后者使得对世界范围更多人群进行调查以获得可重复的结果至关重要。因此，我们需要更好地设计研究方法，对多个队列研究进行适当的荟萃分析，并找到可靠的生物标记物。最近我们对来自三大洲的队列研究进行结直肠癌微生物组的荟萃分析就是一个例子，但对于其他疾病，目前还缺乏具有足够效力的队列研究。

4. 您的研究强调了确定菌株水平的生物标记物的重要性，并证明了人类微生物组在研究疾病时非常个性化。您能与我们分享您对此的看法吗？在进行研究时，您将如何应对这种高度个性化？

人类微生物组的“个性化”水平非常高，每个人的微生物组都是独一无二的。这引发了关于微生物组是如何获得、传递以及菌株如何在独立个体和整个人群中适应、进化等一系列非常有趣的问题。从理论上讲，可以像通常研究人类病原体那样，通过菌株水平的群体生物学方法，分别考虑每个人类微生物组种类来研究这一系列问题。在研究特定疾病时，人类微生物组高度的个性化从根本层面带来更多困难，因为难以将基线的变化与疾病特异性特征分开。我们的实验室正在从事这一挑战性的研究，我们正试图通过开发新的统计方法和扩大荟萃分析中的样本数量来解决这个问题。

5.  您未来的研究目标是什么？梅里埃研究所颁发的“青年研究员奖”将如何帮助您的研究？

我们实验室最有潜力的研究方向之一是描述在非西方生活化人群中普遍存在的微生物种类和菌株的特征。由于生活方式的剧烈变化（饮食、卫生、抗生素等），某些在西方生活化人群中存在的微生物可能正在消失（或已经消失），这些消失的微生物可能与自身免疫疾病的增加有关。目前，学术界已经对西方生活化人群已经进行了相当多的宏基因组研究，但对非西方生活化人群的宏基因组分析却相对较少。我非常感谢梅里埃研究所颁发的奖项，我将用它来扩展非西方生活化人群中微生物组的分析，尝试发现与西化过程相关的高效且具有可重复性的生物标记物，理想情况下，探索未来在生物医学中利用此类生物标记物的途径。