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人类微生物组计划

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人类微生物组计划（HMP）
所有人美国国立卫生研究院
启动日期2007年 (2007)
关闭日期2016年 (2016)
网站hmpdacc.org

人类微生物组计划（英语：Human Microbiome Project，缩写：HMP）是美国国立卫生研究院(NIH)于2008年发起的一项旨在鉴定与阐明和人类健康与疾病相关的微生物（人类微生物组）功能的计划。于2007年启动[1]，第一阶段 (HMP1) 专注于识别和表征人类微生物群。 第二阶段被称为“综合人类微生物组计划 ”(iHMP)，于 2014 年启动，旨在产生资源来表征微生物组并阐明微生物在健康和疾病状态中的作用。 从 2007 年到 2016 年，该计划从NIH基金获得了$1.7亿美元的资金[2]。

人类微生物组计划的重要组成部分是微生物群落表征的独立于培养的方法，例如宏基因组学（它为单个微生物群落提供了广泛的遗传视角），以及广泛的全基因组测序（它为某些微生物群落提供了“深入”的遗传视角） 给定微生物群落的各个方面，即单个细菌种类）。 后者作为参考基因组序列——目前计划使用 3000 个这样的单个细菌分离物序列——用于在随后的宏基因组分析中进行比较。 该项目还资助了对人类受试者通过聚合酶链反应扩增的细菌16S 核糖体RNA序列进行深度测序[3] 。

贡献机构

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人类微生物组计划(HMP)涉及许多研究机构的参与，包括斯坦福大学、布罗德研究所(Broad Institute)、弗吉尼亚联邦大学、华盛顿大学、东北大学、麻省理工学院、贝勒医学院等。 贡献包括数据评估、参考序列数据集的构建、伦理和法律研究、技术开发等。

第一阶段（2007-2014年）

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第一阶段(HMP1)包括来自许多机构的研究工作[4]。 HMP1 设定了以下目标[5]：

  • 开发一组参考微生物基因组序列并对人类微生物组进行初步表征
  • 探索疾病与人类微生物组变化之间的关系
  • 开发用于计算分析的新技术和工具
  • 建立资源库
  • 研究人类微生物组研究的伦理、法律和社会影响

第二阶段（2014-2016年）

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2014年，美国国立卫生研究院(NIH)启动了该项目的第二阶段，即综合人类微生物组项目 (Integrative Human Microbiome Project, 缩写：iHMP)。 iHMP 的目标是提供资源以创建人类微生物组的完整特征，重点是了解微生物群在健康和疾病状态中的存在[6]。正如美国国立卫生研究院(NIH)所述，项目任务如下：

综合人类微生物组项目(iHMP)将使用多种“组学”技术从三个不同的微生物组相关条件队列研究中创建来自微生物组和宿主的生物学特性的综合纵向数据集[6]。

该项目包括在多个机构开展的三个子项目。 研究方法包括16S 核糖体RNA基因分析、全基因组霰弹枪定序法、全基因组测序、元转录组学、代谢组学/脂质组学和免疫蛋白质组学。 iHMP 的主要发现于2019年被发布[7]。

成就

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HMP 迄今为止的影响可以通过对 HMP 赞助的研究的审查来部分评估。 2009年6月至2017年底，HMP网站上列出了650馀篇同行评审出版物，被引用次数超过70000次[8]。 此时，该网站已存档且不再更新，但数据集仍然可用[9]。

里程碑

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参考数据库被建立

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2012年6月13日，美国国立卫生研究院院长法兰西斯·柯林斯（Francis S. Collins）宣布了人类微生物组计划项目的一个重要里程碑[10]。 该公告还附有一系列协调文章于同一天在《自然》[11][12]和包括公共科学图书馆 (PLoS) 在内的多个期刊上发表[13][14][15][16][17][18]。 通过使用基因组测序技术绘制健康人类的正常微生物组成，HMP 的研究人员创建了一个参考数据库和人类正常微生物变化的边界[19]。

临床应用

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正如几篇PLoS 论文所报导的那样，在利用HMP 数据的首批临床应用中，研究人员发现，准备分娩的孕妇的阴道微生物组的物种多样性发生了减少，而患有不明原因的儿童的鼻微生物组中的病毒DNA 载量较高发烧。 使用 HMP 数据和技术的其他研究包括微生物组在消化道、皮肤、生殖器官和儿童疾病等各种疾病中的作用[10]。

医药应用

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药物微生物学家已经考虑了 HMP 数据对于非无菌药品中是否存在“不良”微生物以及产品制造受控环境中微生物监测的影响。 后者也对介质选择和消毒剂功效研究具有影响[20]。

参阅

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参考文献

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  1. ^ Human Microbiome Project: Diversity of Human Microbes Greater Than Previously Predicted. ScienceDaily. [8 March 2012]. （原始内容存档于2019-11-13）. 
  2. ^ Human Microbiome Project - Home | NIH Common Fund. commonfund.nih.gov. 28 June 2013 [2018-04-15]. （原始内容存档于2020-05-01） （英语）. 
  3. ^ Human Microbiome Project. The NIH Common Fund. [8 March 2012]. （原始内容存档于2017-05-17）. 
  4. ^ Human Microbiome Project / Funded Research. The NIH Common Fund. [8 March 2012]. （原始内容存档于2019-11-13）. 
  5. ^ Human Microbiome Project / Program Initiatives. The NIH Common Fund. [8 March 2012]. （原始内容存档于2013-11-16）. 
  6. ^ 6.0 6.1 NIH Human Microbiome Project - About the Human Microbiome. hmpdacc.org. [2018-03-30]. （原始内容存档于2019-07-30） （英语）. 
  7. ^ NIH Human Microbiome Portfolio Analysis Team. A review of 10 years of human microbiome research activities at the US National Institutes of Health, Fiscal Years 2007-2016. Microbiome. 2019, 7 (1): 31. ISSN 2049-2618. PMC 6391833 可免费查阅. PMID 30808411. doi:10.1186/s40168-019-0620-y （英语）. 
  8. ^ Human Microbiome Project - Home | NIH Common Fund. commonfund.nih.gov. 28 June 2013 [2019-04-18]. （原始内容存档于2019-11-21）. 
  9. ^ Human Microbiome Project Data Portal. portal.hmpdacc.org. [2019-04-18]. （原始内容存档于2023-11-18）. 
  10. ^ 10.0 10.1 NIH Human Microbiome Project defines normal bacterial makeup of the body. NIH News. 13 June 2012 [2023-08-08]. （原始内容存档于2012-06-17）. 
  11. ^ Human Microbiome Project Consortium. A framework for human microbiome research. Nature. June 2012, 486 (7402): 215–21. Bibcode:2012Natur.486..215T. PMC 3377744 可免费查阅. PMID 22699610. doi:10.1038/nature11209. 
  12. ^ Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. June 2012, 486 (7402): 207–14. Bibcode:2012Natur.486..207T. PMC 3564958 可免费查阅. PMID 22699609. doi:10.1038/nature11234. 
  13. ^ Faust K, Sathirapongsasuti JF, Izard J, Segata N, Gevers D, Raes J, Huttenhower C. Microbial co-occurrence relationships in the human microbiome. PLOS Computational Biology. 2012, 8 (7): e1002606. Bibcode:2012PLSCB...8E2606F. PMC 3395616 可免费查阅. PMID 22807668. doi:10.1371/journal.pcbi.1002606. 
  14. ^ Abubucker S, Segata N, Goll J, Schubert AM, Izard J, Cantarel BL, Rodriguez-Mueller B, Zucker J, Thiagarajan M, Henrissat B, White O, Kelley ST, Methé B, Schloss PD, Gevers D, Mitreva M, Huttenhower C. Metabolic reconstruction for metagenomic data and its application to the human microbiome. PLOS Computational Biology. 2012, 8 (6): e1002358. Bibcode:2012PLSCB...8E2358A. PMC 3374609 可免费查阅. PMID 22719234. doi:10.1371/journal.pcbi.1002358. 
  15. ^ Segata N, Haake SK, Mannon P, Lemon KP, Waldron L, Gevers D, Huttenhower C, Izard J. Composition of the adult digestive tract bacterial microbiome based on seven mouth surfaces, tonsils, throat and stool samples. Genome Biology. June 2012, 13 (6): R42. PMC 3446314 可免费查阅. PMID 22698087. doi:10.1186/gb-2012-13-6-r42. 
  16. ^ Cantarel BL, Lombard V, Henrissat B. Complex carbohydrate utilization by the healthy human microbiome. PLOS ONE. 2012, 7 (6): e28742. Bibcode:2012PLoSO...728742C. PMC 3374616 可免费查阅. PMID 22719820. doi:10.1371/journal.pone.0028742 可免费查阅. 
  17. ^ Wu YW, Rho M, Doak TG, Ye Y. Oral spirochetes implicated in dental diseases are widespread in normal human subjects and carry extremely diverse integron gene cassettes. Applied and Environmental Microbiology. August 2012, 78 (15): 5288–96. PMC 3416431 可免费查阅. PMID 22635997. doi:10.1128/AEM.00564-12. 
  18. ^ PLOS Collections: Article collections published by the Public Library of Science. collections.plos.org. [2018-04-15]. （原始内容存档于2020-10-20） （英语）. 
  19. ^ Manuscript Summaries (PDF). [2022-05-13]. （原始内容 (PDF)存档于2014-03-04）. 
  20. ^ Wilder, C, Sandle T, Sutton S. Implications of the Human Microbiome on Pharmaceutical Microbiology. American Pharmaceutical Review. June 2013 [2023-08-08]. （原始内容存档于2017-07-24）. 

外部链接

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