為什么腸道微生物研究最近在醫療科技界火的一塌糊涂？
你知道嗎，看上去獨立自主的我們，實際上是微生物的“殖民地”。大量的研究表明，我們體內寄居著數萬億計的微生物，數量比構成人體的細胞數還多，把它們放在一起大概有3斤重，跟我們的大腦相當。實際上，這些微生物不光是體量跟大腦相當，它們的重要性也不可小覷。一直以來，它們都是被我們忽視的一個重要“器官”。直到今天，我們才發現生活在我們體內的微生物對我們的健康有重要作用。例如腸道菌群失衡會導致身體和精神上的一些列疾病。
那么寄居在我們腸道的微生物是打哪兒來的呢?話得從娘胎里說起。
長期以來，研究員一直認為孕育在子宮里的胎兒腸道是無菌的。但是近期的研究表明，胎盤、羊水和臍帶里都有微生物存在，孕育中的嬰兒腸道中也有微生物定居，但是科學家并不清楚它們是如何進去的。研究人員猜想：小朋友在娘胎里可能會喝羊水。
在小朋友出生的時候，進入腸道的微生物就大不相同了。更有意思的是，居然還跟嬰兒的出生方式有關，如果是順產，嬰兒出生后腸道定居的主要是母親陰道菌群，如果是剖腹產，嬰兒出生后腸道定居的主要是母親皮膚菌群。可別小看這種差異，這種不同可能會對小朋友的健康產生不同的影響。
至于出生之后，腸道菌群的來源就多了去了，母乳及其他食物和一切能啃的東西。但是到3歲左右，小孩子的腸道菌群就已經接近成人了。
盡管腸道菌群的研究時間并不是很長，但得益于近幾年來基因測序技術、計算機技術和系統生物學技術的發展，腸道微生物的研究已經小有成就。目前至少發現十余類疾病與腸道微生物有關。田埂老師在《腸道微生物-你的健康我做主》一文中，全面的盤點了腸道微生物與各種疾病之間的關系，大家可以搜搜看，我這里就不贅述了。
普林斯頓大學Rob Knight教授2014年初在TED的演講，通俗易懂地介紹了微生物與人體健康之間的關系。這個短片會告訴你為什么有些人更招蚊子，為什么不能濫用抗生素，你服用的藥物對你有害還是有益，順產和剖宮產對小孩子的影響，甚至你更愿意和誰上床。
你可別以為對人體微生物的研究僅僅停留在實驗室階段，實際上有的產品已經上臨床了，有的產品已經獲FDA批準了，有的公司甚至已經IPO了。你看，他們來了!
微生物組診療領域的豪華IPO已然開啟了
成立于2010年的Seres Therapeutics，主要治療微生物生態失衡引起的疾病。2012年Seres從Flagship VentureLabs畢業，先后獲得4輪融資，累計超過1.3億美元。
Seres目前處于臨床II期的微生物混合藥物SER-109，主要用于治療艱難梭菌感染(Clostridium Difficile Infection，CDI)引起的腸道疾病。CDI被美國疾控中心列在最具威脅的耐藥菌前三，美國每年有8.5~11萬人受該病的困擾，其中有2.9萬人因患CDI喪命，在所有醫院引起的感染中，CDI導致的死亡人數最多。
今年6月12日，SER-109獲得FDA“突破性治療”稱號。Seres迅速于同月25日宣布IPO，共籌得1.34億美元。8月21日，SER-109又被FDA評定為治療成人CDI的“孤兒藥”。
Seres認為CDI的發生主要是因為腸道菌群失衡，如果腸道菌群保持平衡，我們的身體完全有能力抵抗Clostridium Difficile的侵染。因此，SER-109要做的就是幫助人體重新建立平衡的微生物生態。
在SER-109出現之前，FDA批準用于治療CDI的藥物只有抗生素。然而，抗生素的使用是有一定風險的，它不僅會進一步導致腸道微生物的失衡，還有可能加重CDI的抗藥性。SER-109是目前第一種被FDA肯定的微生物藥物。SER-109的臨床I期數據顯示，臨床治愈率高達97%，臨床II期數據將于2016年出爐。
實際上人體的微生物生態跟大自然的生態是類似的。在自然界，任何一個物種的消長都會打破原始生態的平衡，甚至對原來的生態帶來滅頂之災。自然界的生物之間都是環環相扣，互相制約，共同締造了生態的平衡。在人體內，各種微生物之間的關系也一樣，環環相扣，互相制約，任何一種微生物的消長都可能會引起人體的疾病。SER-109正是利用這一原理，將外源微生物引入人體，重建人體微生物生態的平衡。
當然，除了SER-109之外，Seres還有另外幾款藥物在研發中。其中有一款藥物用于治療2型糖尿病等代謝類疾病。
微生物也要插足癌癥治療了
相較于Seres主攻微生物生態失衡導致的感染和代謝類疾病，今年11月畢業于Flagship VentureLabs的Evelo Therapeutics則顯得更有野心，因為他們要用微生物治療癌癥。
說起微生物治療，你也許并不陌生，前不久FDA不就批準了首個溶瘤病毒藥物么。還有1976年美國首次報道的，用卡介苗(活的無毒牛型結核桿菌，最開始用于預防肺結核)經膀胱灌注，對膀胱癌有良好療效，目前這一方法也用了幾十年了。更早的還有十九世紀末期，William Coley醫生用化膿性鏈球菌輔助治療癌癥，盡管效果不穩定，但還是讓人們看到了微生物的治療潛力。但是隨著后來放化療的興起，這種方法也就被擱置了。
今天，Evelo使用的方法既不是溶瘤病毒，也不是改造后的單一細菌，而是用跟它“師兄”Seres類似的未經改造的混合微生物。
隨著近幾年測序技術的高速發展，大部分公司在研發抗癌藥物時，都專注于單個基因的靶向藥物，越來越忽視系統的看待人體的生物學變化。(誒，越來越像老中醫了)
其實，現在我們都知道癌組織中的基因變異是非常多的。就在本月初，中科院北京基因組所在PNAS上發表的深度腫瘤基因組測序研究成果已經表明：在一個直徑約3.5厘米的腫瘤中就攜帶了上億個基因編碼區的突變，幾千倍于以往的估算值，海量的遺傳變異“淹沒了”腫瘤治療之效。
這就意味著你面對的是一個十分復雜的系統啊，針對某一個靶點設計的藥物，極有可能掛一漏萬。所以我們心中似乎就有一個大大的疑問了，“現在針對于單基因位點的靶向藥物真的精準嗎?”實際上，在面對特定的基因變異時，靶向藥物的作用也是有限的，并不能徹底根除癌癥。
Evelo要做的就是把一個微生物群體輸送到患者體內，這種做法會帶來許多變化，于是限制就少了很多。但是如此一來，Evelo就不得不面對一個現實，他們有可能一時半會兒搞不清楚這要為什么有效，或者為什么無效。此時此刻突然想起了之前看過KK寫的《失控》，那些試圖恢復生態的科學家都面臨一個艱難的問題：一種生物的進入時間，或者一系列生物的進入順序，都會對環境產生較大的影響。盡管過程很艱難，但是研究人員的堅持，還是在一定程度上使得已被破壞的生態系統得以恢復。
11月初，Evelo與芝加哥大學聯合在《Science》上撰文稱：某些腸道的微生物混合物會大大提高免疫檢查點治療的療效。在小鼠的實驗中，采用這種聯合治療的方法，小鼠的腫瘤幾乎被根除。我估計應該是這個好消息給了Flagship Venture勇氣，一咬牙出資3500萬美元，成立了Evelo Therapeutics。
Evelo的研究人員認為，微生物在腫瘤的治療中起作用有兩個原因，一是微生物可以直接殺死腫瘤細胞;二是特定的微生物可以擾亂腫瘤的微環境，給免疫細胞攻擊腫瘤細胞掃除了障礙。尤其是第二點，給了腫瘤免疫治療公司很大的想象空間。可以想象，在不久的將來，各大免疫治療的公司都會向Evelo伸出橄欖枝。
Evelo目前正在進行藥物的臨床前實驗，但是他們拒絕透露具體的臨床時間。
便便也可以放“銀行”存起來了
你有沒有想過，雖然這些微生物治療都有一定的研究基礎了，但是最多都是在臨床階段啊，我們什么時候才能受益呢?
其實有很多人已經受益了，因為FDA已經批準OpenBiome的Clostridium Difficile感染(CDI)FMT治療了。
你問我什么是FMT治療?說出來嚇死你。糞便移植治療(fecal microbiota transplantation，FMT)!如果惡心到你了，請你先別忙著吐，因為FMT(我就不再提那個詞了，你記住是FMT就行)已經救了幾百人的命了。據報道，去年在浙大醫學院附屬兒童醫院有個小朋友腸道出血，在各種手段都無效的情況下，FMT大顯神威，把他治好了。具體過程我就不描述了，但肯定沒你想的那么惡心啦!
據OpenBiome官網介紹，它是家非盈利的“糞便銀行”。這個“銀行”(本來打算叫“糞行”的，可感覺有點兒不尊重人家)主要做兩件事：FMT和人體微生物的研究。
FMT我就不過多的介紹了，原理上跟Seres差不多，都是利用混合微生物重建腸道菌群平衡(微生物之間是互相制衡的)，只不過一個是移植，一個是口服或者注射。OpenBiome和Seres一直以來都在說對方的風涼話，競爭都是這樣嗎?
我簡單介紹下糞便的捐獻。起初我以為捐獻糞便應該時間很簡單的事情，只要你健康就完了，比獻血應該簡單多了。可是OpenBiome告訴我們，捐獻糞便，肯真是件挺困難的事兒，按照OpenBiome的要求，我估計很多健康人都不達標。
圖中數十種微生物的檢測指標就不說了，有意思的是還要調查你之前什么時間都去過哪里。比如一九九幾年的時候，你是不是去過歐洲啊?因為歐洲那個時候爆發過瘋牛病，怕你的便便里還潛伏有病原物。其他疫情都是一樣的。
整個捐獻過程長達60天。要經過5輪的便便、臨床、血液檢查，最終才能確認捐獻者的便便是不是合格。
實際上，除了上述三家又代表性的機構和公司外，至少還有十余家機構在從事微生物治療的研究，它們基本都是剛剛起步。從上面的介紹也可以看出，目前研究和臨床主要集中在微生物失衡導致的感染類疾病(CDI)，對于微生物與復雜疾病(糖尿病、精神性疾病、癌癥)之間的關系，一時半會兒真的很難說清楚，而且也基本沒有確切的人體證據證明二者之間的關系確定(因果關系)。
今年哥德堡大學的Wu Hao等在Trends in Endocrinology & Metabolism全面的綜述了微生物與人類健康的關系。在文末，他們對微生物的研究提出了下面幾個問題。什么樣的菌群才是健康的菌群?微生物菌群在免疫和代謝平衡中的作用是什么?面對一個異常的微生物群，我們該如何糾正，以預防或者治療疾病?腸道微生物群與疾病之間如何聯系起來的?這些問題環環相扣，需要更加深入的研究。隨著計算機技術和測序技術的進步，我相信這些問題的答案會逐漸呈現在我們面前。
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