自然界中，人类肉眼不可见的东西有很多，但若要论和人体关系最为密切的，有着“被遗忘功能器官”之称的共生微生物算一种。
“人体是一个非常复杂的生态系统。在人的身体内外生活的微生物细胞数量有百万亿之多。特别是超过90%的共生微生物生活在人的消化道里，这些‘肠道微生物’对人体健康起着不可或缺的作用，其结构的失调与多种慢性疾病的发生发展关系密切。”比起肠道菌群研究刚冒头的那会儿，现代微生物研究重要价值的明确，让像张晨虹一样的青年学者有了更多的机遇，同样也面临更严峻的挑战。
张晨虹不以“热”喜不以“冷”悲
菌群微生物研究经过百年蹉跎，近年来，伴随着菌群与疾病关系的高频、深入研究，它在生物医学研究领域一跃成为一大热门。
年，诺贝尔奖获得者梅契尼科夫曾提出假说，肠道菌群产生的*素是令人体衰老、患病的重要原因，可以通过调控优化肠道菌群达到防治疾病、延缓衰老的目的。这是第一次有科学家认为，人体内的细菌不是单纯的“搭车者”，它们有的对健康有益，有的对健康有害。此后浮沉多年，有关人体共生微生物的研究并没有过多吸引到主流医学的注意力。 直到21世纪初期，随着戈登实验室一篇里程碑式的论文——《肠道菌群是调节脂肪存储的环境因子》问世，欧盟启动著名的MetaHIT计划，美国国立卫生院宣布开启“人类微生物组计划”……菌群微生物的研究才从筚路蓝缕阶段渐入新格局。
然而，不管是从各项检索文献数据还是研究模型来看，张晨虹所在团队认为，菌群研究皆存在过度“虚热”的现象。通过检索关键词的方式，他们发现在上千篇研究论文中，以人群为对象的仅占15%，且大部分文献为综述类，并没有使菌群与疾病关系的“终极科学问题”也就是两者的因果关系问题，获得显著进展。
“菌群实际上与人类共同进化了数百万年。它始终没有被人体舍弃，肯定是给予了人类健康所必要的支持。”在张晨虹看来，搞清楚菌群与人体疾病间的因果关系是最重要的科学问题，也是她选择科学研究道路的初心。“从一个研究人员的角度来讲，既然选择做这件事情，绝大多数不是为了功利和名誉，而是出于对未知的好奇心，希望更多的问题能够得到解决。”
所以因着对未解之谜的猎奇心理，张晨虹在恩师赵立平教授的影响下，对肠道微生物组与肥胖及相关代谢疾病的研究始终如一。她说，赵老师作为国内甚至国际上最早投入到肠道微生物组肠道菌群领域的科研专家，在研究方向偏于冷门的时候能够耐得住寂寞，在研究发展日趋火热之际也能够保持冷静，这给她研究工作的开展上了极为深刻的一堂课。“认准一个有意义的方向研究，不是说追求一时的热门，哪里容易发好文章就往哪边去。科学家，还是应该持续地做更为深入的工作。 ”
人体功能的“外包制”
与生命科学结缘，张晨虹的研究方向在那一刻笃定。 从本科到博士毕业，她近10年的时间都在与肠道菌群打交道，执着地寻找着它们与人体健康千丝万缕的关联。
在她眼中，生命是复杂、神秘的，而研究生命本身就是一件有意思的事情。研究肠道微生物多年，张晨虹表示，与人体共生的微生物细胞数量其实比人自身的细胞数量还要多，它们提供了人体自身基因组没有的编码基因。 “比如说肠道内必需的维生素，人自身是不能够合成的，由肠道菌群来提供合成。 ”这就相当于说，人体把一部分自身所需的重要功能外包给共生微生物。
除此之外，肠道菌群作为多样性最高、数量最多的共生微生物群落之一，与代谢疾病之间有着重要的关系。 张晨虹解释道，早期人们虽已知肠道内存在菌群，但由于研究方法的限制对其在健康疾病中发挥的作用不甚了解。 而后随着技术水平的提升，特别是高通量测序技术发展，通过宏基因组、宏转录组等多组学手段，研究人员有能力去尝试了解在疾病和健康的状态下，肠道菌群的结构和功能差别是什么，哪些菌群存在或者含量变化能够导致疾病，哪些又对于疾病的改善或者说维持健康是重要的。
“从菌群与人体健康的角度出发，我们通过研究可以寻找对疾病早期诊断、预警的分子靶标，为临床治疗找到相应的治疗靶点。 传统医学所有的检测、诊断均是针对人，我们可以试着将菌群作为一个新靶点，这有可能对疾病的预防、治疗发挥重要作用。”张晨虹说。
通过对肠道菌群的深入研究，她还指出，菌群可以被视作一个人体健康状态的指征。早期已有多项实验证明，健康与患病个体的肠道菌群存在明显差别，并且这种菌群变化可能在患病初期就出现了，因此张晨虹表示，完全有理由将肠道菌群作为早期疾病诊断的分子标识物，利用人体粪便细菌DNA提取等非介入手段分析疾病的发生、发展。“菌群的结构变化依赖于培养基，这让调控人体肠道菌群相对容易一些。我们可以用吃进去的食物供给有益菌营养，尽可能帮助它们的丰度比例提高，同时也就使有害菌群和代谢产物减少。”
延年益寿有望成为可能
年，张晨虹博士毕业。因为参与原“”计划、国家自然科学基金重点等项目积累到的丰富经验，她的学位论文获评年上海市研究生优秀成果。同年6月，她做出了一项重要的决定——出国深造，前往法国国家农业科学院肠道生态系统功能研究实验室继续攻坚。那里是国际上最早开展微生物组研究的地方，正好符合张晨虹所向往的“不断去好的地方学习”的想法。
将理论基础夯实后学成归来，她正式入职上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室。基于对肠道菌群与衰老过程的前期认识，在上海市科委青年科技英才扬帆计划、国家自然科学基金青年项目的资金支持下，她迅速投入到节食调节肠道菌群及抗衰老机制等研究当中。
“慢性代谢疾病有一个非常重要的病理条件就是慢性炎症，而在衰老过程中，很大一部分观点认为它和慢性炎症有关。”从张晨虹的讲述中不难发现，一直以来，经过单细胞生物、大鼠动物模型等实验研究，绝大多数观点证明了衰老与慢性炎症之间存在重要的关系。
节食是科学界唯一公认的能够延长寿命的实验手段。而早在博士阶段，张晨虹通过小鼠全生命周期的节食实验就发现了节食能够显著改变小鼠肠道菌群，在后续研究中，她和同事将与寿命正相关且在节食小鼠肠道中丰度占绝对优势的Lactobacillus（乳杆菌）菌株分离出来，证实了其延长寿命、减轻系统性炎症的作用。这系列研究成果在NatureCommunications、microbiome等杂志上发表。此后，她也开展一系列关于节食、肠道菌群及衰老的多项课题工作，本着深入早期认识的原则，解答“为什么菌株会有抗炎的功能”“这些具备特殊功能的菌株基因表达如何”“在人体肠道内，能否找到类似功能的菌”等问题，旨在为抗炎、抗衰老新药研发、临床医疗的发展进一步创造空间。
疾病预警、干预的潜在助力
得益于多项研究成果的创新价值，年，张晨虹顺利入选青年拔尖人才支持计划。在这项人才计划的申报书中，她写到一项具有普遍社会意义的工作成绩：发现肠道微生物组是推动人的遗传性肥胖发生发展的重要因素。
因遗传、生活环境、饮食等造成的肥胖作为人类代谢性疾病，随着全球肥胖率的上升，逐渐引起