人體內生活著比人體自身細胞數目還多10倍的微生物，其中能夠在實驗室純培養的僅占30％左右。而正是在這個龐大的微生物群體中蘊藏著關乎我們健康、疾病以及藥物的眾多秘密。為此，包括我國在內的多個國家正在醞釀著繼人類基因組計劃后的“人類元基因組計劃”。

　　●及時抓住微生物學發展機遇

　　趙國屏為公眾所熟知是他從事人類基因組研究之后所獲得的累累成果。從乳光牙疾病相關基因的克隆，到鉤端螺旋體基因組的測序和功能注釋，從SARS分子流行病學和SARS冠狀病毒的分子進化到家蠶微衛星整合分子遺傳圖譜的繪制，在國際上都是值得一提的基因組研究成果，刊載其論文的《自然》、《科學》等權威雜志對此也曾不吝于贊譽之詞。其實，他起先是一位專攻分子生理生化的微生物學家，與人類基因組和人類遺傳的研究扯不上多少關系。

　　“1998年轉向做人類基因組研究時我已經50歲了。古人云，‘人過三十不學藝�！�孔子曰，‘四十而不惑，五十而知天命�！�當時，我真不明白該不該轉這個行，我的‘天命’究竟是干什么？但是我知道，這是國家的需要，是時代的需要。所以，自己只能勇敢地去面對這樣一個幾乎完全陌生的領域，只能邊干邊學。”他告訴記者，在過去的一百多年間，從對病原微生物的認識、鑒定，到開發疫苗預防傳染病，以及抗生素的應用，微生物學經歷了從未有過的輝煌。然而，以純培養為代表的傳統微生物學研究手段此時也遭遇到了瓶頸，“已經知道的都知道了，不知道的則太難知道”，微生物學面臨向何處去的抉擇，微生物學家出身的趙國屏也一直在思考著這個問題。

　　“人體內生活著比人體自身的細胞數目還要多10倍的微生物，對人的消化、免疫、抗病和藥物代謝等過程都有重要的影響；各種藥物特別是中草藥的代謝與體內菌群關系也十分密切；體內共生菌群的結構不同可能是影響其藥理作用和毒性的重要因素。但目前能夠在實驗室純培養的微生物還僅占世界上微生物總數的1％～10％，對腸道細菌而言，也僅占30％左右。絕大多數尚未能培養的微生物的代謝功能還未被認識；而就在這里面，蘊藏著微生物領域中醉多的未知。”已在基因組領域奮斗了八年多的趙國屏院士，此時重新審視微生物學發展方向的時候，意識到基因組研究技術將成為幫助微生物學家破解眾多未知領域的有力武器；其效率要比其他方法高得多。

　　八年輪回之后，趙國屏帶著新近的基因組技術一起回到了老本行；但這次他是站在更高的起點上，這個起點就是“元基因組”，其目的是解析微生物群落中所有基因組信息的總和。由于微生物基因組DNA序列具有種屬特征，用基因組DNA序列的種類及其被檢出的頻度就可以代表群落微生物種群的種類和數量。因此，采用高通量、大規模和系統化的基于DNA序列的方法就能夠分析、監測和認識微生物群落及其生命過程，從而破解這本微生物群落的大部“天書”。

　　●憧憬人類元基因組計劃

　　“人類元基因組”是指人體內共生的菌群基因組的總和，包括腸道、口腔、呼吸道、生殖道等處菌群。趙國屏院士指出，目前由于對微生物群落結構決定其功能的規律缺乏認識，沒有分析和控制復雜微生物群落的先進、可靠的技術方法，因此在實踐中就體現出四個“不清除”，即群落的菌種組成結構不清除，關鍵的功能菌類型不清除，群落的功能基因組成不清除，群落結構與生態功能在不同環境下的動力學變化規律不清除。這些問題直接導致目前基本上是憑經驗在進行“黑箱操作”，甚至完全忽視微生物群落作用的狀況。譬如，目前的藥物代謝研究基本不考慮實驗動物腸道菌群對藥理和毒理的影響；目前使用的各種微生物群落多為自發建立，控制水平低，運行效果不穩定，缺乏干預、調控手段，不能實現對群落結構和功能的優化。