Китайские учёные обобщили более чем 70-летний опыт страны в области микроэкологии и пришли к выводу, что накопленные знания могут стать основой для глобальной концепции «Единого здоровья». Эта концепция рассматривает здоровье людей, животных и окружающей среды как неразрывное целое. Обзор исследований опубликован в журнале Microbiome and One Health.
Авторы статьи проследили, как с 1950-х годов в Китае развивалось научное направление, основанное на идее, опередившей своё время. Уже тогда местные исследователи предположили, что к болезням может приводить не отдельный патоген, а нарушение баланса микроорганизмов в теле человека. Эта гипотеза со временем превратилась в масштабную исследовательскую программу, охватывающую медицину, сельское хозяйство и экологию.
Технологический прорыв в этой сфере обеспечило секвенирование ДНК. Доступность этой технологии позволила учёным анализировать все микробные сообщества в образце, а не только ту малую часть, которую удавалось вырастить в лаборатории. В результате исследователи перешли от простого перечисления видов микробов к изучению их функций и взаимодействия с организмом-хозяином и средой.
Сегодня в Китае микроэкологические исследования применяют в нескольких областях. В медицине изучают, как микробиомы кишечника и других органов влияют на обмен веществ и иммунитет, что помогает развивать персонализированные методы лечения. В сельском хозяйстве ищут способы повысить урожайность и сократить использование химических удобрений и пестицидов с помощью почвенных микроорганизмов. В экологии микробы помогают очищать окружающую среду от загрязнителей и восстанавливать нарушенные экосистемы. Отдельное направление – интеграция этих знаний с традиционной китайской медициной для научного объяснения её терапевтических эффектов.
По мнению авторов обзора, сейчас наступает новый этап, когда накопленные данные можно будет использовать для прогнозирования и практических действий. Искусственный интеллект и машинное обучение помогают анализировать огромные массивы данных и выявлять закономерности в поведении микробных сообществ. «Мультиомиксные» подходы, объединяющие геномику с анализом белков и метаболитов, показывают, чем именно занимаются микробы. А синтетическая биология открывает возможность целенаправленно изменять микробные сообщества для медицинских, сельскохозяйственных или экологических нужд.
Однако на пути применения этих знаний на практике стоят серьёзные препятствия. Многие исследования по-прежнему лишь показывают связь между составом микробиома и определённым заболеванием, но не доказывают, что именно микробы его вызывают. Чтобы установить причинно-следственную связь, нужны более сложные и дорогие эксперименты, которых пока не хватает.
К научным трудностям добавляются организационные. Отсутствие единых стандартов данных мешает сравнивать и объединять результаты разных исследований. Недостаток клинических доказательств тормозит внедрение лабораторных открытий в медицинскую практику. Кроме того, неясный правовой статус продуктов на основе живых микроорганизмов – лекарство, БАД или экологический агент – замедляет их выход на рынок.
Чтобы решить эти проблемы, авторы призывают к междисциплинарному сотрудничеству и созданию международных платформ для обмена данными. Микроэкология находится на стыке множества наук – от микробиологии и иммунологии до агрономии и информатики. Ни одна страна или научный институт не могут в одиночку справиться с задачами такого масштаба. Открытые данные и совместные проекты позволят эффективно использовать весь накопленный в мире опыт, включая значительный вклад Китая.