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.
Egy rövid mesével kezdem. A szomszédságban nőttem fel. Amikor 15 éves voltam, azt gondoltam magamról, hogy kemény legény vagyok, de négy hónap alatt lassan lefogytam, és gyakorlatilag az éhség áldozatává lettem, akinek szomjúsága olthatatlan volt. Tulajdonképpen feléltem önmagam. Erre akkor jöttem rá, amikor hátizsákos túrára mentem, először életemben, az Old Rag-hegyre Nyugat-Virginiában, és amikor a pocsolyába nyomtam arcom, és úgy ittam, mint egy kutya.
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.
Akkor este a sürgősségi osztályra vittek, és az 1-es típusú cukorbetegséget állapították meg, teljes ketoacidózissal. Felépültem, a modern orvostudomány csodáinak köszönhetően, az inzulin és más dolgok segítségével, testsúlyom is visszanyertem, még többet is, mint volt.
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.
Ezután valami forrt bennem. Arról gondolkodtam, hogy mi okozta a cukorbetegséget? A cukorbetegség autoimmun betegség, amikor a test önmagával harcol, és az emberek akkoriban azt gondolták, hogy kórokozónak voltam kitéve, amely beindította az immunrendszeremet, hogy harcoljon a kórokozó ellen, és hogy megsemmisítse az inzulint készítő sejteket. Én is sokáig ezt gondoltam, és tény az, hogy az orvostudomány és az emberek is nagyjában azt gondolták, hogy a mikrobák csak rosszat tehetnek. Most a segítőmre van szükségem. Talán önök fel is ismerik.
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.
Tehát tegnap, bocsánatot kérek, átugrottam egy pár beszédet, átmentem a Nemzeti Tudományos Akadémiára, ahol játékokat árultak, óriási mikrobákat. Gyerünk! No, most elkapták a húsevő betegséget, ha fogtak el belőlük. Hol van most a baseball ügyességem!
(Laughter)
(Nevetés)
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 ...
Sajnos, de nem meglepetésünkre, az Akadémia előtt többnyire kórokozó mikrobákat árulnak. Mindenki azokra a dolgokra koncentrál, amelyek megölnek bennünket, én is így tettem. De kiderült, hogy mikrobák tömegével vagyunk körülvéve, amelyek valójában többnyire jót tesznek nekünk, nem pedig megölnek. Már jó ideje tudatában vagyunk ennek. Az emberek mikroszkópokkal figyelték a rajtunk lakozó mikrobákat. No, látom hogy nem figyelnek ide, de...
(Laughter)
(Nevetés)
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.
A mikrobákat, amelyek beborítanak bennünket. És ha mikroszkóppal figyelik őket, láthatják, hogy tízszer több mikrobasejt van rajtunk, mint amennyi emberi sejtünk van. A mikrobák tömege nagyobb az agyunk tömegénél.
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.
Szó szerint a mikroorganizmusok hemzsegő ökoszisztémája vagyunk. Sajnos, ha többet akarnak megtudni a mikroorganizmusokról, nem elegendő csak a mikroszkóppal nézni őket. Tudunk a DNS-szekvenálásról. Kiderült, hogy a mikrobákat úgy ismerhetjük és érthetjük meg legjobban, ha szemléljük a DNS-üket. Ezt csinálom már 20 éve, használom a DNS-szekvenálást, különböző helyekről gyűjtöm a mintákat, az emberi testből is, leolvasom a DNS-sorrendjüket, és aztán felhasználom ezt a DNS-szekvenálást, hogy bizonyos helyeken lévő mikrobákról adjanak információt.
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.
Ezt a technológiát használván elképesztő az, hogy például az embereket nézve, nemcsak tengernyi mikrobával vagyunk befedve. Ezer és ezer különféle fajta mikroba van rajtunk. Mikrobagének milliói vannak a bennünket beborító emberi mikrobiomban. Ez a mikrobiális változatosság különböző az embereknél, és amiről már az utóbbi 10-15 évben gondolkodnak, az, hogy talán ezek a mikrobák, a bennünk és rajtunk lévő mikrobák tömege, és a közöttünk lévő változatai felelősek lehetnek az egészségi állapot vagy betegség különbözőségéért az emberek között.
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.
És most visszatérek a cukorbetegségről szóló mesére, amelyet elkezdtem. Az derül ki, hogy most úgy gondoljuk, hogy az 1-es típusú cukorbetegség egyik kiváltója nem a kórokozó elleni harc, hanem az, hogy nem értjük meg egymást a bennünk és rajtunk élő mikrobákkal. Talán a bennem és rajtam élő mikrobák közössége valahogy elvált egymástól, és aztán ez kiváltott valamiféle immunválaszt és oda vezetett, hogy megöljem az inzulint gyártó sejteket a testemben.
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.
Mindjárt elmondom, mit tudtak meg, különösen a DNS-szekvenálás segítségével, tanulmányozván a mikrobák tömegét, melyek bennünk és rajtunk lakoznak. Saját projektemről beszélnék most. Az első tapasztalatom az emberi testen élő mikrobákról valójában egy beszámolóból ered, amit itt a közelben tartottam, Georgetown-ban.
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.
A beszámolón jelen volt egy közeli barátom, a Georgetown Medical School dékánja, és a beszédem után hozzám fordult, mondván, hogy tanulmányozzák a csípőbél átültetését az embereknél. Meg akarták figyelni a mikrobákat az átültetés után.
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.
Megkezdtem a közreműködést ezekkel az emberekkel, Michael Zasloff-fal és Thomas Fishbein-nel, hogy megfigyeljük azokat a mikrobákat, amelyek a csípőbelet telepítik be, miután azt átültették a befogadó páciensre. Minden részletet elmondhatok erről a kutatásról, és azért akarom elmondani, mert van valami igazán meglepő dolog, amit a projekt kezdetén tettek. Kivették a donor csípőbelét, a mikrobákkal együtt, és a befogadó páciensnek problémát okozhatott volna a donor mikrobiális közössége, például Crohn-betegséget, így hát sterilizálták a donor csípőbelét. Megtisztították a mikrobáktól, és átültették a befogadóba. Azért tettek így, mert így volt szokás az orvostudományban, habár nyilvánvaló volt, hogy ez nem jó ötlet.
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.
A projekt folyamán, szerencsére, az átültetést végző sebészek és mások is eldöntötték, hogy eltérnek a szokástól. Változtatnunk kell. Hagytak bizonyos mennyiségű mikrobiális közösséget a csípőbélben. A mikrobákat a donorban hagyták, és elméletileg ez segíthetne azokon, akik ezt befogadják.
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.
Hát, emberek, ezt a tanulmányt csináltam most. Az utóbbi néhány évben nagyon elterjedt a DNS-technológia az emberekben és az embereken lévő mikrobák tanulmányozásában. Létezik a Humán Mikrobiom Projekt, amely az Egyesült Államokban zajlik, Európában a MetaHIT és még más projektek.
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.
A különböző vizsgálatok következtében az emberek rájöttek arra, hogy amikor a kisbaba születik, hüvelyen keresztül, az anyáról áttelepítődnek a mikrobák a kicsire. Némileg kockázatos a császármetszés, kockázati faktor lehet az, hogy nem történik meg a mikrobák áttelepítése, amikor a babát kiveszik az anyából, és nem a szülőcsatornán keresztül születik. A tanulmányok sokasága azt mutatja, hogy a bennünk és rajtunk lakozó mikrobiális közösség elősegíti az immunrendszer fejlődését, a kórokozók elleni harcot, segíti az anyagcserét, és meghatározza az anyagcsere mértékét, talán még a szagunkat is, és még a viselkedésünket is sokféleképpen formálhatja.
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.
Ezek a tanulmányok dokumentálták a mikrobiális közösség sokféle, jelentős szerepét, a bennünk és rajtunk élő nem kórokozók szerepét. Egy terület különösen érdekes, amely a többségnek ismeretes, ez a baktériumoktól való fóbia. Mindenki odavan a tisztaságért, ugye? A konyhaszekrényekben antibiotikumok vannak, mindig tisztálkodunk, antibiotikum van az ennivalóban, közösségünkben, túlzottan használjuk őket.
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.
A betegségben meg kell ölni a kórokozókat, de értsük meg, amikor vegyszerekkel és antibiotikumokkal tömjük a világunkat, akkor megöljük a bennünk és rajtunk lakozó mikrobák tömegét. Az antibiotikum túlzásba vitt használata, különösen a gyerekeknél társul azokhoz a kockázati tényezőkhöz, melyek előidézik az elhízást, az autoimmun betegségeket, és még sok problémát, amely a a mikrobiális közösség felbomlásának köszönhető.
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.
A mikrobiális közösség elromolhat akaratunk ellenére is, vagy megölhetjük antibiotikumokkal, de hogyan állíthatjuk vissza? Biztos sokan hallottak a probiotikumokról. Probiotikumokkal visszaállítható a mikrobiális közösség. Bizonyos esetekben határozottan hatékonynak bizonyultak. Egy projekt folyamán az UC Davis-en a probiotikumokat használják, hogy gyógyítsák, megelőzzék a nekrotizáló enterokolitiszt a koraszülötteknél. A koraszülötteknek igazán bajuk van a mikrobiális közösséggel. Meglehet, hogy a probiotikumok segítik megelőzni ezt a borzasztó nekrotizáló enterokolitiszt a koraszülötteknél.
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?
De ez csak egy nagyon egyszerű megoldás. A tabletták vagy a joghurt csak egy-két fajta probiotikumot tartalmaznak, esetleg ötöt, az emberben pedig több ezer fajta van. Akkor hát mit tehetünk, hogy visszaállítsuk a mikrobiális közösséget, amikor fajok ezrei vannak?
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.
Úgy látszik, az állatok kakát esznek, ez a coprophagia. Kiderült, hogy sok állatorvos, különösen az idős, tapasztalt állatorvosok készítenek "kakateát", hogy gyógyítsa a hasfájást és más betegséget a lovaknál és teheneknél. Az egészséges állat székletéből készül, és a beteg állatnak adják. Habár, hacsak nem fisztulás tehénről van szó, melynek az oldalán van egy nagy lyuk, és be lehet nyúlni a bendőjébe, nehéz elképzelni, hogy a mikrobák betáplálása a szájon keresztül, végig az emésztőrendszer felső szakaszán a legjobb szállítórendszer, ezért lehet, hogy már hallották, hogy az embereknél fekális átültetést csinálnak, ahol ahelyett, hogy néhány probiotikumot adnának be a szájon keresztül, probiotikumok közösségét, mikrobák közösségét viszik át az egészséges donortól a másik végen át.
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.
Ez nagyon hatásos volt bizonyos makacs fertőző betegségeknél, mint a Clostridium difficile fertőzés, amely a testben tartózkodhat hosszú évekig. A széklet átültetése, a széklet mikrobáinak átültetése az egészséges donorból gyógyíthatja a szisztémás C. diff. fertőzéseket bizonyos emberekben.
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.
Ezek az átültetések, ezek a székletátültetések, a "kakatea" azt sugallják nekem, meg másoknak is ez az ötletük, hogy a mikrobiális közösség, amely bennünk és rajtunk él, az egy szerv. Úgy tekintsünk rá, mint egy működésben levő szervre, amely a részünk. Óvatosak legyünk vele, becsüljük, ne játsszunk vele, mondjuk császármetszéssel, antibiotikumokkal, ne vigyük túlzásba a tisztaságot, hacsak nincs rá jó okunk.
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.
A DNS-szekvenáló technológia lehetővé teszi, hogy részletesen tanulmányozzunk mondjuk száz olyan embert, aki a Chron-betegségben szenved, és száz olyat, akinek nincs Chron-betegsége. Vagy száz olyan ember tanulmányozását, akik kiskorukban antibiotikumokat szedtek, és százét, akik nem szedtek antibiotikumokat. Elkezdhetjük a mikrobaközösségek összehasonlítását, a génjeikét, és megláthatjuk, vannak-e különbségek. És végül megérthetjük, hogy a különbségek csak viszonylagosak-e vagy kiváltóak. Egerek vagy más modellállatok tanulmányozása is elősegítheti ezt. Manapság azért használják ezt a technológiát, mert most már olcsó a mikrobák tanulmányozása különböző emberekben és embereken.
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.
Hogy lezárjam, azt akarom mondani, hogy még egy részletet nem mondtam el arról, hogy döntött ágynak a cukorbetegség. Apám az orvostudomány doktora, a hormonokat tanulmányozta. Sokszor mondtam neki, hogy fáradt vagyok, szomjas, nem jól érzem magam. Csak vállat vont, biztos azt gondolta, hogy sokat panaszkodom, vagy olyan tipikus orvosi véleménye volt: "Az én gyerekemnek semmi baja sem lehet." Családosan mentünk Quebec-be a Nemzetközi Endokrinológiai Találkozóra. Öt percenként fel kellett állnom pisilni, és mindenki vizét megittam az asztalról, biztos azt gondolták, hogy kábítószer-élvező vagyok.
(Laughter)
(Nevetés)
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.
Ezt azért mesélem önöknek, mert az orvosok körében, és apám példa erre, néha nem látják azt, ami a szemük előtt van. A mikrobák tömegét, amely előttünk van. Nem láthatjuk őket. Láthatatlanok. Mikrobák. Picinyek. De láthatjuk a DNS-ükön keresztül, az emberekre tett hatásukon keresztül.
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.
És most el kell kezdenünk gondolkodni a mikrobiális közösségről a teljes orvostudomány keretében. Ez nem azt jelenti, hogy mindenünkre kihatással van, de meglehet. Terjedelmes útmutató kell, hogy megismerjük a bennünk és rajtunk élő mikrobákat, hogy megértsük, mit tesznek az életünkkel. Mi és ők egyek vagyunk.
Thank you.
(Köszönöm)
(Applause)
(Taps)