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.
Ik begin met een verhaaltje. Ik groeide op in deze buurt. Ik was 15 toen ik van een stevige jonge atleet in vier maanden tijd langzaam wegteerde tot een soort slachtoffer van hongersnood met een onuitblusbare dorst. Eigenlijk was ik bezig mijn lichaam te verteren. Het toppunt kwam tijdens mijn eerste rugzaktrip op Old Rag Mountain in de Amerikaanse staat West Virginia, waar ik aan elke poel ging drinken als een hond.
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.
Die nacht kwam ik op de spoeddienst terecht. De diagnose was type 1 diabetes met volwaardige ketoacidose. Ik herstelde dankzij de wonderen van de moderne geneeskunde, insuline en andere dingen en herwon meer dan mijn normale gewicht.
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.
Maar iets bleef aan me knagen. Wat veroorzaakte die diabetes? Diabetes is een auto-immuunziekte. Je lichaam vecht tegen zichzelf. Toentertijd dacht dat men dat het misschien veroorzaakt werd door een pathogeen waardoor mijn immuunsysteem werd geactiveerd, waarna het de insulineproducerende cellen doodde. Dat heb ik ook lang geloofd. De geneeskunde en de mensen zijn daar nogal op toegespitst, op de microben die slechte dingen doen. Daar heb ik nu mijn assistente voor nodig. Misschien herken je haar.
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.
Mijn excuses dat ik gisteren een paar talks heb overgeslagen. Ik ging naar het gebouw van de National Academy of Sciences waar ze speelgoed verkopen, reuzenmicroben. Hier gaan we! Van deze kan je een vleesetende ziekte krijgen. Ik moet mijn honkbalcapaciteiten even aanspreken.
(Laughter)
(Gelach)
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 ...
Spijtig en niet verrassend zijn de meeste microben die ze daar verkopen, ziekteverwekkers. Iedereen is gefocust op de dingen die ons doden. Voor mij was dat niet anders. Maar het blijkt dat we in een wolk microben gehuld zijn en dat deze microben ons de meeste tijd veel goed doen, eerder dan ons te doden. We weten dat eigenlijk al een hele tijd. We bekijken ze met microscopen. Ik weet dat jullie nu even niet opletten, maar...
(Laughter)
(Gelach)
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.
als je die microben, op en in ons, met microscopen bekijkt, dan kom je erachter dat er in ons 10 keer meer microbencellen zitten dan menselijke cellen. De massa aan microben is zo groot als de massa van onze hersenen.
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.
We zijn letterlijk een krioelend ecosysteem van micro-organismen. Maar als je er iets over te weten wil komen, is kijken door een microscoop niet voldoende. We hebben net gehoord over DNA sequenceren. Dat blijkt een van de beste manieren te zijn om microben te begrijpen. We moeten kijken naar hun DNA. Dat is wat ik al 20 jaar doe. DNA sequenceren, monsters uit verschillende plaatsen verzamelen, ook uit menselijk lichaam, de DNA-volgorde lezen en dan die DNA-volgorde ons iets laten vertellen over de microben op die bepaalde plaats.
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.
Het meest verbazingwekkende aan deze technologie is dat we vinden dat mensen niet alleen maar vol zitten met een massa microben. Er zitten duizenden verschillende soorten microben op ons. Miljoenen microben-genen zijn in ons menselijk microbioom terug te vinden. De microbiële diversiteit verschilt van mens tot mens. De laatste 10, 15 jaar denken we dat deze microben, deze microbiële wolk in en op ons, en de variatie tussen ons, misschien verantwoordelijk kan zijn voor een aantal van onze gezondheids- en ziekteverschillen.
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.
Terug naar dat diabetesverhaal. Men denkt nu dat een van de uitlokkers voor type 1 diabetes niet het vechten tegen een ziekteverwekker is, maar wel een fout in de communicatie met de microben die in en op je leven. Mijn microbiële gemeenschap ging misschien in de fout. Dat activeerde vervolgens een soort immuunrespons, wat ertoe geleid heeft dat ik de cellen die insuline aanmaken in mijn lichaam, ging doden.
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.
Ik wil het ook even hebben over wat we geleerd hebben uit die DNA-technieken voor het bestuderen van die microbiële wolk die in en op ons leeft. Eerst een verhaal over een persoonlijk project. Mijn eerste persoonlijke ervaring met de studie van de microben op het menselijk lichaam kwam van een voordracht die ik hier vlakbij in Georgetown gaf.
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.
Ik gaf een toespraak en een vriend van de familie, toevallig de decaan van de Geneeskundefaculteit, was aanwezig. Achteraf vertelde hij me dat ze bezig waren met een studie van dunnedarmtransplantaties bij mensen. Ze wilden naar de microben kijken na de transplantatie.
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.
Ik begon een samenwerking met Michael Zasloff en Thomas Fishbein om te kijken naar de microben die deze dunnedarm koloniseerden na de transplantatie. In plaats van in detail te gaan over de microbiële studie, wil ik jullie dit verhaal vertellen omdat ze aan het begin van dit project iets heel raars deden. Zij nemen de donordarm die vol zit met microben van de donor, terwijl de ontvanger een probleem zou kunnen hebben met die microbiële gemeenschap, zoals de ziekte van Crohn. Daarom wordt de donordarm gesteriliseerd. Alle microben worden eruit gekuist en dan pas gaat het naar de ontvanger. Zij deden dit omdat dat gebruikelijk was in de geneeskunde, ook al was het duidelijk geen goed idee.
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.
Gelukkig besloten de transplantatiechirurgen en de andere mensen in de loop van dit project van koers te veranderen. Ze besloten wat van de microbiële gemeenschap van de donor in de darm te laten. Theoretisch kan dat de ontvanger van een dunnedarmtransplantatie helpen.
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.
Over naar een studie die ik zelf deed. In de afgelopen jaren is er een grote expansie geweest in het gebruik van DNA-technologie om de microben in en op mensen te bestuderen. We hebben nu iets als het Menselijke Microbioom Project hier in de Verenigde Staten, MetaHIT in Europa en een heleboel andere projecten.
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.
We hebben onder andere geleerd dat wanneer een baby wordt geboren hij tijdens de passage door de vagina gekoloniseerd wordt door de microben van zijn moeder. Er zijn risicofactoren verbonden aan keizersneden. De kolonisatie door microben kan foutlopen wanneer je een baby uit de moeder wegsnijdt in plaats van dat hij geboren wordt via het geboortekanaal. Vele andere studies hebben aangetoond dat onze microbiële gemeenschap helpt bij de ontwikkeling van het immuunsysteem, bij het afweren van pathogenen, bij ons metabolisme en bij het bepalen van onze stofwisselingssnelheid. Ze bepaalt waarschijnlijk onze geur en kan ons gedrag op allerlei manieren beïnvloeden.
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.
Uit de vele belangrijke functies voor de microbiële gemeenschap, documenteerden of suggereerden ze deze wolk, de niet-pathogenen die in en op ons leven. Eén gebied is, denk ik, zeer interessant. Nu we microben naar jullie hebben gegooid, lijden jullie wellicht aan 'germofobie'. Mensen vallen echt voor reinheid, niet? We hebben antibiotica op onze aanrechten, mensen zijn zich de hele tijd aan het wassen, we spuiten antibiotica in ons voedsel, in onze gemeenschappen. Wij overdrijven met antibiotica.
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.
Ziekteverwekkers doden is een goede zaak als je ziek bent, maar als we chemische stoffen en antibiotica in ons milieu pompen, doden we ook de wolk van microben die in en op ons leeft. Van overmatig gebruik van antibiotica, in het bijzonder bij kinderen, is aangetoond dat het gepaard gaat met risico op obesitas, auto-immuunziekten, een verscheidenheid aan problemen die wellicht te wijten zijn aan een verstoring van de microbiële gemeenschap.
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.
Het kan fout gaan met onze microbiële gemeenschap, of we dat nu willen of niet, of we kunnen ze doden met antibiotica, maar wat kunnen we doen om ze te herstellen? Jullie hebben allicht al gehoord over probiotica. Met probiotica kan je proberen je microbiële gemeenschap te herstellen. In sommige gevallen werd aangetoond dat het werkte. Op UC Davis loopt er een project, waar ze probiotica gebruiken om necrotiserende enterocolitis te behandelen en te voorkomen bij premature baby's. Premature baby's hebben echt last met hun microbiële gemeenschap. Het is mogelijk dat probiotica kunnen helpen bij het voorkomen van deze verschrikkelijke necrotiserende enterocolitis bij deze prematuurtjes.
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?
Maar probiotica zijn een wat te simpele oplossing. De meeste pillen die je kunt nemen of de yoghurt die je kunt eten, bevatten één of twee, tot vijf soorten. Maar op mensen leven duizenden soorten. Hoe kunnen we onze microbiële gemeenschap herstellen als er zoveel soorten op ons leven?
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.
Dieren eten wel eens uitwerpselen -- coprofagie. Het blijkt dat veel dierenartsen, vooral die van de oude school, ooit wel eens ‘poo tea’ (poep-thee) gebruikten, geen ‘booty’, maar ‘poo tea’, tegen kolieken en andere kwalen bij paarden, koeien en dergelijke. Je maakt thee van de uitwerpselen van een gezond dier en geeft dat aan een ziek dier. Hoewel, tenzij je een gefistelde koe met een groot gat in haar zijde hebt en je je hand in de pens kunt steken, is het moeilijk je voor te stellen dat de inname van microben via de mond en door het hele spijsverteringskanaal het beste systeem is voor medicatie. Misschien hoorde je al dat ze nu fecale transplantaties bij mensen doen. In plaats van een paar probiotische microben via de mond te geven, brengen ze een hele gemeenschap van probiotica, een gemeenschap van microben van een gezonde donor, in via de andere kant.
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.
Dit bleek zeer effectief te zijn in de strijd tegen bepaalde moeilijk te genezen infectieziekten zoals 'Clostridium difficile'-infecties waar mensen jarenlang last van kunnen hebben. Transplantaties van de microben van de ontlasting, van een gezonde donor, bleek systemische C. dif-infecties te genezen bij sommige mensen.
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.
Deze fecale transplantaties of de ‘poo tea’ suggereren mij en vele anderen dat onze microbiële gemeenschap eigenlijk als een orgaan moet worden beschouwd. Bekijk het als een functionerend orgaan, een deel van onszelf. Behandel het met het nodige respect en knoei er niet mee, zoals bij keizersneden, antibiotica of buitensporige netheid zonder een echt goede verrechtvaardiging.
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.
Met behulp DNA-sequencerende technologieën kunnen we nu gedetailleerde studies doen van 100 patiënten met de ziekte van Crohn en 100 mensen zonder die ziekte. Of 100 mensen die antibiotica namen toen ze klein waren en 100 mensen die dat niet deden. We kunnen nu de gemeenschap van microben en hun genen gaan vergelijken en zien of er verschillen zijn. Uiteindelijk kunnen we misschien begrijpen dat het niet alleen maar correlatieve, maar causatieve verschillen zijn. Studies in modelsystemen zoals muizen en andere dieren helpen hier ook, maar omdat deze technologieën nu zo goedkoop geworden zijn, kunnen we nu ook menselijke microbiomen gaan vergelijken.
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.
Om af te sluiten, wil ik dit nog even kwijt. Ik liet wat weg uit het verhaal over mijn diabetes. Mijn vader was arts, bestudeerde hormonen. Ik vertelde hem vele malen dat ik moe was, dorstig, me niet erg goed voelde. Hij sloeg er geen acht op. Ik denk dat hij ofwel dacht dat ik gewoon wat veel klaagde ofwel was het de typische doktershouding van ‘met mijn kinderen kan er niets mis gaan’. Onze hele familie ging zelfs naar een meeting van de Internationale Gemeenschap voor Endocrinologie in Quebec. Ik ging elke vijf minuten plassen, dronk ieders water aan tafel op. Ik denk dat ze dachten dat ik verslaafd was.
(Laughter)
(Gelach)
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.
Waarom ik dit vertel, is dat de medische gemeenschap met mijn vader als voorbeeld het voor de hand liggende soms niet opmerkt. De microbiële wolk zit op en in ons. Meestal kunnen we ze niet zien. Ze is onzichtbaar. Het zijn microben. Ze zijn klein. Maar we kunnen ze zien door hun DNA, we kunnen ze zien door de gevolgen die ze op mensen hebben.
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.
Nu moeten we nadenken over deze microbiële gemeenschap in het kader van de volledige menselijke geneeskunde. Het betekent niet dat het op alles van invloed is, maar het zou kunnen. Wat we nodig hebben, is een volledige ‘veldgids’ van de microben die in en op mensen leven, zodat we kunnen begrijpen wat ze doen in ons leven. Wij zijn hen. Zij zijn ons.
Thank you.
Bedankt.
(Applause)
(Applaus)