第二届树兰医学青年奖获奖者:秦楠教授
发布时间:2016年04月08日




[教育和科研经历]


       秦楠博士(1980.09.28 — ),主要从事微生物基因组学及宏基因组学研究。生于山东省潍坊市。2002年山东大学本科毕业,2008年,博士毕业于美国弗吉尼亚理工大学微生物专业,后加入华大基因研究院,担任微生物基因组部门负责人。2011年,加入浙江大学医学院组建了二代测序及生物信息平台并担任负责人,现任传染病诊治国家重点实验室、感染性疾病诊治协同创新中心研究员。主持和参加多项国家及省级科研项目,参与我国微生态领域唯一的973计划《肠道细菌微生态与感染和代谢的研究》,首次开展肝硬化肠道菌群微生物的关联分析研究,构建了世界上第一个肝硬化参照基因集。目前已发表SCI论文20余篇,曾获深圳市“国家级”领军人才、盖茨基金会-大挑战2015•青年科学家称号。




[主要学术贡献]


       秦楠研究员是我国人体微生物组和宏基因组研究领域的知名专家,研究各种感染性疾病不同时期肠道微生态菌群动力学变化及于宿主的相互关系,其中对肝硬化等疾病与人体微生态相关性的研究为今后医疗发展提供了方向。研究领域还包括肿瘤,代谢类疾病,自身性免疫疾病与肠道菌群的关系,这些研究的长期目标是开发人类健康相关的肠道微生态诊断预防及治疗的新技术。多项研究成果发表在Nature、Science、Nature Genetics、PNAS、Plos Biology等国际顶尖学术期刊上。
       目前担任国际人体微生物组协会秘书长,中国预防医学会微生态分会常务委员,青年委员会副主任委员,消化与营养组副组长。主要学术成就和贡献如下:
       一、最先阐明肝硬化与肠道菌群的关联机制
       首次建立了世界上第一个肝硬化肠道菌群基因集;阐明了肝硬化肠道菌群的结构变化;发现了28种细菌与肝硬化密切相关;首次发现肝硬化患者口腔菌侵入到肠道;发现了15个高特异性和灵敏性的微生物基因,建立预测疾病的模型,今后不仅有助于肝硬化诊断,还能用于肝硬化疗效的评估。
       二、揭示H7N9病毒感染肠道菌群宏基因组变化
       通过对H7N9患者与健康人及不同肠道菌群基因基的比较,发现患者富集的菌群及特有的基因,可用于指导感染病治疗。



[心路历程]


       我的研究方向是微生物基因组学及宏基因组学,近几年在浙江大学感染性协同创新中心李兰娟主任的领导下,主要从事肝硬化肠道菌群宏基因组研究,2014年作为第一作者在国际顶级期刊《Nature》上发表研究成果:构建了第一个肝硬化参照基因集,首次发现口腔菌群入侵肝硬化患者肠道以及肝硬化肠道菌群失衡指标。


       世界上首个肝病肠道菌群基因集
       之前有研究表明:肠道微生态失衡(尤其是菌群移位及代谢产物通过肠粘膜屏障)与肝硬化进展有关联。但是肝硬化进展过程的肠道微生物的具体菌群结构变化及功能成分变化还不清楚。尽管有些研究表明肠道微生物的改变在终末期肝硬化并发症中起重要作用(如自发细菌腹膜炎及肝性脑病),以及可以诱导早期肝脏疾病、促进肝损伤(如酒精性肝病及非酒精性脂肪肝病),然而,肠道菌群与人肝脏病理之间的具体作用机制仍未知。李兰娟院士领导下的我们这项研究构建了肝硬化肠道菌群基因集,相当于建立了肝硬化这种疾病的肠道细菌基因字典,通过对大量病人及健康对照的关联分析,可以找出有诊断意义的基因标记物。另外,我们首次发现肝硬化患者口腔菌侵入到肠道,而健康人中没有此现象,这种侵入可能对肝硬化发生发展产生重要影响。
       

       高精确度的肝硬化肠道菌群诊断模型。
       从生物标记物来说,我们这项研究也发现了多个可以作为肝硬化生物标记物的基因簇,以及15个高特异性和灵敏性的微生物基因。同时,我们利用这15个基因建立了预测疾病的模型,今后不仅有助于肝硬化诊断,还能用于肝硬化疗效的评估。我们非常希望肠道菌群的分析能为未来肝病的早期诊断提供更多帮助,但这仍需要对更多不同时期样本进行分析,来揭示出肝硬化病人肠道菌群随肝病发展的时间序列变化,这样才能得出更确定性的结论。目前我们只是率先开展了这方面的研究,给大家提供一个新的角度来认识肝病,今后还有大量工作要做。


       肠道菌群研究为诊治病毒(H7N9)感染及治疗提供新的思路
       H7N9亚型禽流感病毒是甲型流感中的一种,以前仅在禽间发现,在荷兰、日本及美国等地曾暴发过禽间疫情,但未发现过感染人的情况。早期研究发现H7N9病人有高热和肺部感染症状,且抗生素不起作用,一些危急病人伴随着急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、感染性休克和多器官衰竭等症状。目前H7N9病毒感染和抗生素、益生菌治疗对病人肠道菌群的影响未知。2013年在李兰娟院士领带领下,我们构建了禽流感病毒感染人群的肠道菌群基因集,通过与MetaHit计划的欧洲人、HMP计划的美国人及T2D的中国人三个基因集的比较,我们发现H7N9基因集中有528, 592个疾病特有基因,为今后诊断H7N9感染以及开发相应微生态制剂提供了数据支持。另外,我们还发现H7N9患者和健康人相比,肠道微生物物种多样性下降,受抗生素治疗的患者下降的更为严重。肠道菌群对宿主免疫系统的建立和发育起着重要的作用,与宿主的生理、病理等密切相关,对机体抗病毒作用具有一定的影响。而益生菌治疗可以提高H7N9患者肠道有益菌的微生物多样性及丰度,恢复肠道健康。病毒感染影响宿主肠道微生物群落,进而影响宿主机体营养物质的代谢及细胞免疫功能。我们的这项研究为病毒感染性疾病的诊断和治疗提供新的思路。文章于2015年发表于Nature集团的Scientific Reports杂志上。


       心得与感悟
       在2010年的深圳的一次微生态高峰论坛上,我第一次听到李兰娟院士的报告。后来经人介绍在杭州见到了李院士,得知了李院士有着十几年研究感染病微生态的研究历史,同时也承担着我们国家微生态领域唯一的973项目,而我一直对感染性疾病与肠道菌群的关系非常感兴趣,所以在2011年8月,我正式加入了浙江大学医学院传染病诊治国家重点实验室。
       李院士团队在2011年发表了肝硬化患者肠道微生态的16S的测序结果,该研究创新性地发现:肝硬化过程中伴随着显著的菌群失衡现象,从微生物的角度指出了肝脏与肠道的关系,具有十分重要的意义。但限于当时的技术水平,文章使用的微生物测序手段还停留在16S的454测序阶段。在我加入浙江大学之前,曾在华大基因工作了3年,专门负责微生物基因组部门的工作,完成了很多微生物基因组项目,也参与了欧盟的肠道菌群宏基因组计划(MetaHIT),所以我深知宏基因组测序技术将在以后的肠道微生态研究中扮演不可或缺的角色。于是我们决定采取最新的宏基因组的方法来对肝硬化的肠道微生物进行进一步的研究。李院士在2011年引进了最新的测序仪系统Illumina Hiseq2000及ABI公司的SOLID5500XL系统,测序仪一搭建完成,我们便立马开始了大规模的宏基因组测序。其实在测序之前,测序粪便样品的采集工作从2011年的9月份就开始了,在浙一的体检中心进行健康人的粪便取样,在感染科的病房进行病人的粪便取样,现在回想起来还是要感谢所有基因组平台人员及取样人员的辛勤工作。所有样本的测序在2012年年底完成,然后就开始了最艰苦的大数据生物信息分析工作,我们的合作伙伴Dusko教授及其团队在这个时候雪中送炭,给了我们很多的帮助,投入很多精力,最后文章投稿Nature后共有4位评审, 经过了三轮的修改,大概在2014年5月份的一天收到编辑的来信,说是可以接受了,四个评审最后的意见都是“同意发表,无任何其他问题了”。文章在7月23号正式在线发表了。
        从2011年8月我加入浙大,搭建基因测序平台,到启动本项目,到最终文章发表,历时三年时间。回想这一路上走来的点点滴滴,感觉非常的幸运,特别感谢传染病诊治国家重点实验主任李兰娟院士的悉心指导,感谢法国Dusko教授的指点迷津,感谢所有参与人员的热情奉献。我想一篇高水平文章不应该是做科研的最终目标,目前高通量测序技术在临床医学中的应用刚刚开始,通过我们改善微生态从而为广大人民群众的健康更好的服务,实现健康中国梦,才是我们的终极的目标。




[代表性著作]






[获奖者秦楠教授风采]





[提名人]




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