Ще започна с една кратка история. Израстнах в този квартал. Когато бях на 15 години, се промених - от мускулест млад атлет, за четири месеца, бавно отслабвах докато не станах жертва на глада с неутолима жажда. Всъщност, аз бях смлял собственото си тяло. И всичко това се изостри когато бях на поход , всъщност беше първия ми поход, до планина Олд Раг в Западна Вирджиния, и си пъхах лицето в локви вода и лочех като куче.
I'm going to start with a little story. So, I grew up in this neighborhood. When I was 15 years old, I went from being what I think was a strapping young athlete, over four months, slowly wasting away until I was basically a famine victim with an unquenchable thirst. I had basically digested away my body. And this all came to a head when I was on a backpacking trip, my first one ever actually, on Old Rag Mountain in West Virginia, and was putting my face into puddles of water and drinking like a dog.
Онази нощ бях откаран в спешното отделение и ми беше поставена диагноза: диабет тип 1 с остра кетоацидоза. Възстанових се, благодарение на чудесата на модерната медицина, инсулина и други неща, и си върнах всичките килограми и още.
That night, I was taken into the emergency room and diagnosed as a type 1 diabetic in full-blown ketoacidosis. And I recovered, thanks to the miracles of modern medicine, insulin and other things, and gained all my weight back and more.
Нещо ме измъчваше отвътре след като това се случи. Това, за което си мислех беше - какво причини диабета? Виждате ли, диабетът е автоимунно заболяване, при което тялото се бори само със себе си и по онова време хората си мислеха, че по някакъв начин може би излагането на патоген е накарало имунната ми система да се бори с патогена и след това да убие клетките, които произвеждат инсулин. И това е което си мислех дълго време, и всъщност медицината и хората са се съсредоточили доста точно върху това, че микробите правят лоши неща. Точно сега ми трябва моята асистентка. Може би я разпознавате.
And something festered inside me after this happened. What I thought about was, what caused the diabetes? You see, diabetes is an autoimmune disease where your body fights itself, and at the time people thought that somehow maybe exposure to a pathogen had triggered my immune system to fight the pathogen and then kill the cells that make insulin. And this is what I thought for a long period of time, and that's in fact what medicine and people have focused on quite a bit, the microbes that do bad things. And that's where I need my assistant here now. You may recognize her.
И така, вчера отидох, извинявам се, пропуснах няколко от лекциите и отидох в сградата на Националната академия на науките където продават играчки - гигантски микроби. И почваме! Така вие сте хванали проказа ако сте хванали това. Сега трябва да си възвърна уменията по бейзбол.
So, I went yesterday, I apologize, I skipped a few of the talks, and I went over to the National Academy of Sciences building, and they sell toys, giant microbes. And here we go! So you have caught flesh-eating disease if you caught that one. I gotta get back out my baseball ability here.
(Смях)
(Laughter)
Така, за съжаление или неизненадващо, повечето от микробите, които са продавани в сградата на Националната академия са патогени. Всеки се фокусира върху нещата, които ни убиват, и върху това се съсредоточих и аз. Оказва се, че сме обгърнати от облак от микроби, и че за по-голямата част от времето тези микроби всъщност ни правят добро, а не ни убиват. И така, ние знаем за това от известно време. Хората са използвали микроскопи, за да наблюдават микробите, които ни покриват, знам, че не ми обръщате внимание, но...
So, unfortunately or not surprisingly, most of the microbes they sell at the National Academy building are pathogens. Everybody focuses on the things that kill us, and that's what I was focusing on. And it turns out that we are covered in a cloud of microbes, and those microbes actually do us good much of the time, rather than killing us. And so, we've known about this for some period of time. People have used microscopes to look at the microbes that cover us, I know you're not paying attention to me, but ...
(Смях)
(Laughter)
Микробите, които ни покриват. Ако ги гледате с микроскоп, можете да видите, че всъщност върху нас има 10 пъти повече микробни клетки отколкото човешки клетки. Масата на микробите е по-голяма от масата на мозъка.
The microbes that cover us. And if you look at them in the microscope, you can see that we actually have 10 times as many cells of microbes on us as we have human cells. There's more mass in the microbes than the mass of our brain.
Ние буквално сме изобилна екосистема от микроорганизми. И за нещастие, ако искате да научите за микроорганизмите, само да ги наблюдавате с микроскоп не е достатъчно. Тъкмо слушахме за секвенирането на ДНК. Оказва се, че един от най-добрите начини да наблюдаваме микроби и да ги разберем, е да наблюдаваме тяхната ДНК. Аз правех това от 20 години: използвам ДНК секвениране, събирам образци от различни места, включително човешкото тяло, разчитам ДНК веригата и после използвам това ДНК секвениране за да разкаже за микробите, които са на определено място.
We are literally a teeming ecosystem of microorganisms. And unfortunately, if you want to learn about the microorganisms, just looking at them in a microscope is not sufficient. And so we just heard about the DNA sequencing. It turns out that one of the best ways to look at microbes and to understand them is to look at their DNA. And that's what I've been doing for 20 years, using DNA sequencing, collecting samples from various places, including the human body, reading the DNA sequence and then using that DNA sequencing to tell us about the microbes that are in a particular place.
И това, което е удивително, когато ползвате тази технология, примерно, гледайки хората, е че ние не сме просто обгърнати от море от микроби. Има хиляди различни видове микроби по нас. Ние имаме милиони гени на микроби в нашия човешки микробиом, който ни покрива. Това микробно разнообразие е различно при различните хора и това, което хората са мислели през последните 10, може би 15 години е, че може би тези микроби, този микробен облак в и върху нас, и различията между нас, може би са отговорни за някои от здравните и болестните разлики между нас.
And what's amazing, when you use this technology, for example, looking at humans, we're not just covered in a sea of microbes. There are thousands upon thousands of different kinds of microbes on us. We have millions of genes of microbes in our human microbiome covering us. And so this microbial diversity differs between people, and what people have been thinking about in the last 10, maybe 15 years is, maybe these microbes, this microbial cloud in and on us, and the variation between us, may be responsible for some of the health and illness differences between us.
И това ме връща към историята за диабета, която ви разказвах. Оказва се, че хората сега си мислят, че едно от нещата, които отключват диабет тип 1 не е борбата с патоген, а всъщност е опитът да -- недоразумение с микробите, които живеят в и върху вас. И по някакъв начин вероятно популацията от микроби, която е била в и върху мен е изчезнала, и това е предизвикало някакъв вид имунна реакция, която е накарала организма ми да убие клетките, които произвеждат инсулин в тялото ми.
And that comes back to the diabetes story I was telling you. It turns out that people now think that one of the triggers for type 1 diabetes is not fighting a pathogen, but is in fact trying to -- miscommunicating with the microbes that live in and on you. And somehow maybe the microbial community that's in and on me got off, and then this triggered some sort of immune response and led to me killing the cells that make insulin in my body.
Това, което искам да ви разкажа за няколко минути е, какво хората са научили използвайки техники от ДНК секвенирането, по-специално, за да изучават микробния облак, който живее в и върху нас. Искам да ви разкажа история за личен проект. Моят първи личен опит с изучаване на микробите по човешкото тяло всъщност произлезе от лекция, която проведох на една пресечка от тук в университета Джорджтаун.
And so what I want to tell you about for a few minutes is, what people have learned using DNA sequencing techniques in particular, to study the microbial cloud that lives in and on us. And I want to tell you a story about a personal project. My first personal experience with studying the microbes on the human body actually came from a talk that I gave, right around the corner from here at Georgetown.
Проведох лекция, а семеен приятел, който по някаква случайност беше декана на медицинското училище на Джорджтаун беше на лекцията и дойде при мен след това, казвайки, че те правят проучване на илеални транспланти при хората. И те искаха да наблюдават микробите след трансплантациите.
I gave a talk, and a family friend who happened to be the Dean of Georgetown Medical School was at the talk, and came up to me afterwards saying, they were doing a study of ileal transplants in people. And they wanted to look at the microbes after the transplants.
И така аз започнах съвместна работа с тези хора, Майкъл Заслоф и Томас Фишбайн, за да наблюдаваме микробите, които колонизират тези илеуми след като са трансплантирани в получателя. Мога да ви кажа за всички детайли на проучването за микробите, което направихме там, но причината, поради която искам да ви разкажа тази история е нещо наистина удивително, което те направиха в началото на този проект. Те взимат илеума на донора, който е пълен с микроби от донора и имат получател, който може да има проблем с микробната си популация, например болест на Крон, и те стерилизират илеума на донора. Премахнаха всички микроби и го сложиха в получателя. Те направиха това, защото беше обичайна практика в медицината, въпреки че беше очевидно, че това не беше добра идея.
And so I started a collaboration with this person, Michael Zasloff and Thomas Fishbein, to look at the microbes that colonized these ilea after they were transplanted into a recipient. And I can tell you all the details about the microbial study that we did there, but the reason I want to tell you this story is something really striking that they did at the beginning of this project. They take the donor ileum, which is filled with microbes from a donor and they have a recipient who might have a problem with their microbial community, say Crohn's disease, and they sterilized the donor ileum. Cleaned out all the microbes, and then put it in the recipient. They did this because this was common practice in medicine, even though it was obvious that this was not a good idea.
За щастие, при протичането на този проект, хирурзите и другите хора решиха да забравим за обичайната практика. Трябваше промяна. Така те всъщност направиха промяна, като оставиха част от микробната популация в илеума. Те оставят микробите с донора и теоритично това може да помогне на хората, които получават този илеален трансплант.
And fortunately, in the course of this project, the transplant surgeons and the other people decided, forget common practice. We have to switch. So they actually switched to leaving some of the microbial community in the ileum. They leave the microbes with the donor, and theoretically that might help the people who are receiving this ileal transplant.
И така, хора -- това е проучване, което правих сега. В последните няколко години има голямо разрастване в използването на ДНК технологии за изучаването на микробите в и върху хората. Съществува нещо наречено Човешки микробиомен проект, който се извършва в Съединените щати и MetaHIT - в Европа, както и много други проекти.
And so, people -- this is a study that I did now. In the last few years there's been a great expansion in using DNA technology to study the microbes in and on people. There's something called the Human Microbiome Project that's going on in the United States, and MetaHIT going on in Europe, and a lot of other projects.
И когато хората са направили редица различни проучвания, те са научили неща като например - когато се ражда бебе, по време на естествено раждане сте колонизирани от микроби от майката. Има рискови фактори свързани с цезаровите сечения, някои от тези рискови фактори може да е поради грешно колонизиране когато бебето се изрязва от майката, а не се ражда през родовия канал. Редица други изследвания показват, че микробната популация, която живее в и върху нас помага при развитието на имунната система, помага при борбата с патогени, помага с нашия метаболизъм и определя нашето метаболитно ниво, вероятно определя нашата естествена миризма и дори може да оформи нашето поведение по много начини.
And when people have done a variety of studies, they have learned things such as, when a baby is born, during vaginal delivery you get colonized by the microbes from your mother. There are risk factors associated with cesarean sections, some of those risk factors may be due to mis-colonization when you carve a baby out of its mother rather than being delivered through the birth canal. And a variety of other studies have shown that the microbial community that lives in and on us helps in development of the immune system, helps in fighting off pathogens, helps in our metabolism, and determining our metabolic rate, probably determines our odor, and may even shape our behavior in a variety of ways.
И така, тези изследвания са доказали или предложили редица важни функции на микробната популация, този облак, непатогените, които живеят в и върху нас. Една област, която аз смятам за много интересна, която много от вас имат сега след като хвърлихме микробите на тълпата, е нещо, което аз бих нарекъл "микробиофобия." Хората наистина харесват чистотата, нали? Имаме антибиотици в кухненските шкафчета, хората мият всяка част от тялото си през цялото време, ние пълним антибиотици в храната си, в общностите си, приемаме антибиотици прекалено често.
And so, these studies have documented or suggested out of a variety of important functions for the microbial community, this cloud, the non-pathogens that live in and on us. And one area that I think is very interesting, which many of you may have now that we've thrown microbes into the crowd, is something that I would call "germophobia." So people are really into cleanliness, right? We have antibiotics in our kitchen counters, people are washing every part of them all of the time, we pump antibiotics into our food, into our communities, we take antibiotics excessively.
Убиването на патогени е добро нещо ако сте болни, но трябва да разберем, че когато препълваме света ни с химикали и антибиотици, ние също така убиваме облака от микроби, който живее в и върху нас. Прекалената употреба на антибиотици, особено при деца, отново е свързана с рискови фактори за затлъстяване, за автоимунни заболявания, за множество проблеми, които вероятно се случват заради разпадане на микробната популация.
And killing pathogens is a good thing if you're sick, but we should understand that when we pump chemicals and antibiotics into our world, that we're also killing the cloud of microbes that live in and on us. And excessive use of antibiotics, in particular in children, has been shown to be associated with, again, risk factors for obesity, for autoimmune diseases, for a variety of problems that are probably due to disruption of the microbial community.
И така, популацията на микробите може да бъде разрушена независимо дали искаме или не или ние можем да я убием с антибиотици, но какво можем да направим за да я възвърнем? Сигурен съм, че много хора тук са чували за пробиотиците. Пробиотиците са нещо, което можете да пробвате, за да възстановите микробната популация, която е в и върху вас. Те определено са доказали, че са ефективни в някои случаи. Има проект в Калифорнийски университет - Дейвис, където хората използват пробиотици за да се опитат да лекуват, да предотвратят некротизиращия ентероколит в недоносените новородени. Недоносените бебета имат истински проблеми с тяхната микробна популация. И може да се окаже, че пробиотиците могат да помогнат за предотвратяването на развитието на този ужасен некротизиращ ентероколит при тези недоносени бебета.
So the microbial community can go wrong whether we want it to or not, or we can kill it with antibiotics, but what can we do to restore it? I'm sure many people here have heard about probiotics. Probiotics are one thing that you can try and do to restore the microbial community that is in and on you. And they definitely have been shown to be effective in some cases. There's a project going on at UC Davis where people are using probiotics to try and treat, prevent, necrotizing enterocolitis in premature infants. Premature infants have real problems with their microbial community. And it may be that probiotics can help prevent the development of this horrible necrotizing enterocolitis in these premature infants.
Но пробиотиците са много, много просто решение. Повечето от хапчетата, които приемате или киселите млека, които ядете имат един или два организмови вида в тях, може би пет вида в тях, а човешката общност има хиляди видове. И така, какво можем да направим за да възстановим нашата микробна популация когато имаме хиляди организмови видове върху нас?
But probiotics are sort of a very, very simple solution. Most of the pills that you can take or the yogurts that you can eat have one or two species in them, maybe five species in them, and the human community is thousands upon thousands of species. So what can we do to restore our microbial community when we have thousands and thousands of species on us?
Е, нещото, което животните изглежда, че правят е те ядат изпражнения -- копрофагия. И се оказва, че много ветеринарни лекари, по-специално старомодните ветеринари, правят нещо, наречено "чай от изпражнения" за да лекуват колики и други болести на конете и кравите и други подобни неща, при което правите чай от изпражненията на здрав животнински индивид и го давате на болно животно. Въпреки че, освен ако имате фистулирана крава с голям отвор от едната страна, и можете да поставите ръката си в нейния търбух, е трудно да си представим, че доставката на микроби директно в устата и през целия горен храносмилателен тракт, е най-добрата система за доставка, така че може да сте чували, че сега правят фекални транспланти на хората, при които вместо да доставят няколко пробиотични микроба през устата, те доставят пробиотична популация, микробна популация от здрав донор, през другия край.
Well, one thing that animals seem to do is, they eat poo -- coprophagia. And it turns out that many veterinarians, old school veterinarians in particular, have been doing something called "poo tea," not booty, but poo tea, to treat colic and other ailments in horses and cows and things like that, where you make tea from the poo from a healthy individual animal and you feed it to a sick animal. Although, unless you have a fistulated cow with a big hole in its side, and you can put your hand into its rumen, it's hard to imagine that the delivery of microbes directly into the mouth and through the entire top of the digestive tract is the best delivery system, so you may have heard in people they are now doing fecal transplants, where rather than delivering a couple of probiotic microbes through the mouth, they are delivering a community of probiotics, a community of microbes from a healthy donor, through the other end.
И това се оказа много ефективно в борбата с някои непримирими инфекциозни болести като инфекциите Clostridium difficile, които да могат да остават с хората за години и години и години. Транспланти на изпражнения, на микроби от изпражнения, от здрав донор действително са доказали, че могат да излекуват системни C. dif инфекции при някои хора.
And this has turned out to be very effective in fighting certain intransigent infectious diseases like Clostridium difficile infections that can stay with people for years and years and years. Transplants of the feces, of the microbes from the feces, from a healthy donor has actually been shown to cure systemic C. dif infections in some people.
Сега това, което тези транспланти, тези фекални транспланти, или чая от изпражнения ми подсказват, а и на много други хора им е хрумнала същата идея, е, че микробната популация в и върху нас, тя е орган. Ние трябва да я разглеждаме като функциониращ орган, част от самите нас. Ние трябва да се отнасяме към нея внимателно и с уважение и не искаме да я забъркваме, примерно чрез цезарови сечения, или с антибиотици, или прекалена чистоплътност, без някаква наистина добра причина.
Now what these transplants, these fecal transplants, or the poo tea suggest to me, and many other people have come up with this same idea, is that the microbial community in and on us, it's an organ. We should view it as a functioning organ, part of ourselves. We should treat it carefully and with respect, and we do not want to mess with it, say by C-sections or by antibiotics or excessive cleanliness, without some real good justification.
И това, което технологиите на ДНК секвенирането позволяват на хората да правят сега, е да правят детайлни проучвания върху, да речем, 100 пациенти с болестта на Крон и 100 човека, които нямат болестта на Крон. Или 100 човека, които са пили антибиотици, когато са били малки и 100 човека, които не са приемали антибиотици. И сега ние можем да почнем да сравняваме популацията от микроби и техните гени и да видим дали има различия. И рано или късно ние може би ще успеем да разберем дали те не са само относителни разлики, а са причинни. Изследвания в моделни системи като мишки и други животни също ни помагат да правим това, но хората сега използват тези технологии, защото са станали много евтини, за изучаването на микробите в и върху редица хора.
And what the DNA sequencing technologies are allowing people to do now is do detailed studies of, say, 100 patients who have Crohn's disease and 100 people who don't have Crohn's disease. Or 100 people who took antibiotics when they were little, and 100 people who did not take antibiotics. And we can now start to compare the community of microbes and their genes and see if there are differences. And eventually we may be able to understand if they're not just correlative differences, but causative. Studies in model systems like mouse and other animals are also helping do this, but people are now using these technologies because they've gotten very cheap, to study the microbes in and on a variety of people.
Така, за завършек, това, което искам да ви кажа е, че не ви разказах част от историята за откриването на моя диабет. Оказва се, че баща ми беше лекар, който всъщност изучаваше хормоните. Казах му много пъти, че съм изморен, жаден, че не се чувствах добре. Той не ми обърна внимание, сигурно или си е мислел, че просто се оплаквам много, или е било типичното лекарско мнение: "Всичко е наред с децата ми." Ние дори отидохме на срещата на Международното дружество по ендокринология като семейство в Квебек. И аз ставах през всеки пет минути да пикая, и изпивах водата на всички на масата и мисля, че те всички ме смятаха за наркоман.
So, in wrapping up, what I want to tell you about is, I didn't tell you a part of the story of coming down with diabetes. It turns out that my father was an M.D., actually studied hormones. I told him many times that I was tired, thirsty, not feeling very good. And he shrugged it off, I think he either thought I was just complaining a lot, or it was the typical M.D. "nothing can be wrong with my children." We even went to the International Society of Endocrinology meeting as family in Quebec. And I was getting up every five minutes to pee, and drinking everybody's water at the table, and I think they all thought I was a druggie.
(Смях)
(Laughter)
Но причината да ви кажа това е, че медицинската общност, моя баща като пример, понякога не вижда това, което е точно пред очите им. Този микробен облак - той е точно пред нас. Ние не можем да го видим през по-голямата част от времето. Той е невидим. Те са микроби. Те са мънички. Но ние можем да ги видим чрез тяхната ДНК, можем да ги видим чрез ефекта, който имат върху хората.
But the reason I'm telling you this is that the medical community, my father as an example, sometimes doesn't see what's right in front of their eyes. The microbial cloud, it is right in front of us. We can't see it most of the time. It's invisible. They're microbes. They're tiny. But we can see them through their DNA, we can see them through the effects that they have on people.
И това, от което се нуждаем сега, е да започнем да мислим за тази микробна популация в контекста на всичко в човешката медицина. Това не значи, че тя въздейства на всяка част от нас, но може да започне. Това, от което се нуждаем, е пълен справочник за микробите, които живеят в и върху хората, за да можем да разберем какво правят те в нашия живот. Ние сме тях. Те са нас.
And what we need now is to start thinking about this microbial community in the context of everything in human medicine. It doesn't mean that it affects every part of us, but it might. What we need is a full field guide to the microbes that live in and on people, so that we can understand what they're doing to our lives. We are them. They are us.
Благодаря ви.
Thank you.
(Аплодисменти)
(Applause)