2008年，美国国家卫生研究院（NIH）资助了人类微生物组计划（Human Microbiome Project, HMP）---一个雄心勃勃的项目，类似于人类基因组计划，旨在描述生活在我们每个人身上的极其复杂的微生物。六年后，该计划扩展为综合性人类微生物组计划（integrative Human Microbiome Project, iHMP），目的是了解身体不同部位的微生物组如何随着时间的推移以及在各种健康状况（如妊娠或疾病）中发生的变化。

如今，三项新的研究---两项发表在Nature期刊上，还有一项发表在Nature Medicine期刊上---将微生物组组成与2型糖尿病、妊娠和炎症性肠病（IBD）关联在一起。每项研究包括来自数千份血液样本、活组织样本和微生物拭子样本的数据，这些样本都是长期反复从患者身上采集的。

美国哈佛大学计算生物学家、IBD研究通讯作者Curtis Huttenhower说道，这三项研究的主要发现是“一切都是相互联系的。一起都在变化，当微生物发生变化时，你能够观察到人类作出反应，反之亦然”。

前驱糖尿病（prediabetes）和感染

其中的一项研究击中了美国斯坦福大学遗传学家Michael Snyder的痛处。当他被诊断患有2型糖尿病时，他就将他的研究重点转向这种疾病。诸如Snyder之类的许多患者在遭受病毒感染后被诊断患有糖尿病，但是科学家们并不了解感染和胰岛素之间的关联性。他和他的团队想要知道相比于那些具有健康的胰岛素功能的人，患有糖尿病或者前驱糖尿病的患者是否对感染作出不同的反应。

他们在四年内跟踪了106名参与者（其中83人同意将他们的数据开放访问）。这些参与者中的一半患有前驱糖尿病，这是一种血糖水平升高的病症，但这种升高水平并不完全达到2型糖尿病的程度。当这些患者说他们身体健康（没有经历急性疾病）时，这些研究人员每三个月就会采集一次血液、粪便和鼻腔样本。他们使用这些样本来监测这些患者的血糖，并进行深度基因组测序，以表征肠道微生物组的构成，并观察随时间的变化。

Snyder告诉《科学家》杂志，“我们对来自宿主的基因组、转录组、蛋白和代谢组进行了测序。显然，对微生物组也是如此。”

如果这些患者报道他们已经生病，接种疫苗，体重增加或经历其他重大生活压力（比如结肠镜检查），那么这些研究人员要求这些患者更频繁地提供样本。在这项研究期间，32名患者有呼吸道感染。

他们发现患有前驱糖尿病或存在功能失调的胰岛素受体信号转导的患者对呼吸道病毒感染的反应受到破坏和发生延迟，他们认为这可能导致延长的低水平炎症，已知这会加重糖尿病等疾病。与具有健康的胰岛素受体信号转导的患者相比，来自胰岛素受体信号转导存在功能障碍的患者的鼻腔和肠道微生物组在对这种感染作出的反应中发生不同的变化。

更重要的是，微生物组成在人与人之间的差异大于一个人在生病或健康时的差异。Snyder说，这意味着“在一个人健康的时候记录他的个人资料是非常非常重要的，这样当他患病时你就能尽早地看到他的任何变化。”