精准医疗的下一个海潮——人体微生物组学

另有我想再先容一下我介入运营的锐翌基因，总部位在上海，今朝已经于深圳、济南、杭州建立分部，专一在高通量测序、计较机科学、生物信息学于人体康健及生物范畴的运用研究。营业包孕人体微生物组，宏转录组，农业相干微生物组。此后会做一个全新的康健财产成长模式，从康健体检最先，做菌群检测，差异菌群阐发，末了对于客户有一个个别化的医治方案

作者： 年夜康健派编纂来历： 中国IDC圈2016-07-19 11:25:17

人体微生物组 人体的 第二套基因组

2015年1月20日，美国总统奥巴马于国情咨文演讲中启动精准医疗规划。同年2月，习总书记指挥科技部以及国度卫生计生委，要求国度建立中国精准医疗战略专家组，开启了中国的精准医疗规划。

最最先的精准医疗是针对于人体基因举行相干检测阐发，重要针对于人自己基因组上的疾病易感基因检测。跟着精准医疗的成长，更多与人当前康健状况相干的基因检测获得年夜量存眷，如液体活检等。而最近几年来，人体微生物组被发明能从人体内情况层面反应人体康健状态，出格是一些慢性疾病的状态，而且照旧一种完全的无创检测手腕、经由过程粪便来检测，最近几年来变患上异样火热。是以，人体微生物组学，颇有可能成为精准医疗行将到来的下一个热潮。

人体微生物组的组成

咱们从出生、年少、少年到成年，无时无刻都以及微生物紧密亲密相干。从出生最先，微生物最先于咱们人体肠道里定植，到咱们一样平常接触的食品、空气都存于年夜量微生物，咱们的皮肤、口腔、肠道诸多部位都存于年夜量的微生物，可以说，人体就是一个含有微生物的超等生命体。

这一页PPT重要展示的是人体差别部位微生物的漫衍环境。左图展示的是人体差别部位微生物资量漫衍环境。整体来讲，人身上的微生物约莫有1.5千克，此中鼻腔内微生物有10克，口腔内有20克，肺部有20克，胃肠道有1000克，皮肤有200克，生殖道内有20克，绝年夜部门人体微生物漫衍于胃肠道，约占人体微生物总重量的80%以上。

右图先容的是于人体肠道（消化道）中，差别部位漫衍微生物品种、密度也有差异，行使差别功效。食管内的微生物重要来自食品以及口腔，胃部重要微生物是白色念珠菌、幽门螺旋杆菌等，十二指肠微生物重要是拟杆菌、白色念珠菌、乳酸杆菌等，另有咱们的空肠、结肠，每一个部位都有一些他们怪异的细菌，结肠也是胃肠道微生物密度最年夜的部位。

关在人体微生物组的重要研究结果

最近几年来，跟着人体微生物研究的不停深切，人们发明，肠道微生物与人体多种疾病互相关注，不只包孕消化道类疾病如结肠炎、结肠癌（这些消化道疾病，菌群以及消化道是间接接触的），还包孕代谢类疾病如肥胖以及II型糖尿病，免疫性疾病如类风湿枢纽关头炎，精力疾病如抑郁症、焦急症等，都是以及肠道菌群瓜葛紧密亲密。

这张图还先容了幽门螺杆菌是最多见的无害微生物，惹起溃疡；乳酸菌可以减轻压力以及焦急；甲烷短杆菌，人体内年夜部门的甲烷都是它孕育发生的；双歧杆菌可以医治多种肠道疾病；瑞士乳杆菌与降低焦急以及郁闷有关；长双歧杆菌与降低焦急以及郁闷有关。

如本年这篇于Gut杂志上文章报导，基在人体微生物组的临床诊断，颇有可能于不远的未来成为实际。

于这篇文章中，第一次明确指出检测肠道菌群可用在陪同诊断：

①夸大肠道菌群于疾病诊断、医治及预后方面的研究另有待深切，远远没有竣事；

②从已经有常识出发，以肠道菌群为根蒂根基的陪同诊断模子也许可行；

③起首因此菌群为根蒂根基的诊断，以后按照菌群的选择个性化医治方案，并哄骗益生菌、益生元及药物等举行针对于靶向菌群的调治。

综述文章是基在很是多的研究所患上出的结论，接下来我给各人先容一下咱们做肠道菌群疾病诊断标记物的一些经典研究。

第一篇文章是，2012年，华年夜基因以及欧洲MetaHIT结合揭晓了II型糖尿病以及肠道菌群的Nature文章。发明了浩繁II型糖尿病基在肠道菌群的疾病诊断猜测marker，哄骗这些marker可以很好地于验证集里对于患者以及康健人举行分类。

这篇文章是，2014年咱们于浙年夜试验室时，于《Nature》期刊上揭晓了经由过程宏基因组技能研究肝软化与肠道菌群瓜葛的文章，咱们成立了肝软化菌群掉衡诊断的新尺度：

①发明了按照15个基因标志物便可将康健人以及肝软化患者区别开；

②界说了肝软化 病人区分指数 ；

③PDI指数乐成于验证样本获得验证。

随后于2015年的时辰，咱们于Nature上发了一篇短的通信，针对于美国科学家对于咱们成果的疑难，咱们举行了响应答疑。

除了了糖尿病以及肝软化之外，咱们今朝于杂志上见到至多的是肠道疾病，重要是结直肠癌与肠道微生物之间的瓜葛，于此我跟列位先容三篇文章。

第一篇是2014年8月揭晓于国际学术期刊《Molecular Systems Biology》上揭晓的欧洲份子生物学试验室的Peer Bork 传授团队的研究结果，他们对于156份分泌物样本中的微生物组举行了测序事情，这些样品部门来自在结肠癌患者。研究发明针对于22类细菌的相对于浓度可以猜测患者是否患癌。此中AUC值到达0.87。

第二篇2015年华年夜基因与欧洲互助伙伴揭晓于国际期刊《Nature Co妹妹unications》上，切磋肠道微生物与结直肠腺瘤及结直肠癌的联系关系特性。

研究重要针对于的是欧洲人的肠道菌群，经由过程对于些微生物基因进一步聚簇获得了126个宏基因组连锁群，相称在菌株。

于这126个细菌（MLGs）中，他们找到了15个MLG构建康健人与结直肠癌的分类器，该分类器于练习集以及测试集的样品都到达了95%以上的分辩率。而于康健人与腺瘤的分组中，于练习集中也跨越了85%，并且思量了春秋，BMI要素后，分辩率能到达89.74%。以是说他们进一步验证了菌群标记物于结直肠癌病人以及一般人分辩中照旧具备很年夜的筛查意思。

第三篇结直肠癌以及肠道菌群的研究，是2015年10月喷鼻港中文年夜学在君传授揭晓于国际期刊《Gut》上的文章。

于中国人群体中找到了20个能区别年夜肠癌以及康健比照的微生物基因标志物，验证集显示此中4个基因标志物于丹麦人群中阐扬作用。于法国人群以及奥地利人群中，这4个基因标志别离于AUC =0.72及0.77下能区别年夜肠癌患者以及康健人。

于中国人群体中对于此中2个基因标志物举行qPCR检测，能正确区别年夜肠癌患者以及康健人（AUC=0.84)，这些基因标志物于年夜肠癌的初期阶段（I-II）富集，可以作为年夜肠癌初期诊断的生物标志物。

经由过程这一些列研究（包孕以上三篇文章）申明，经由过程肠道微生物举行一些疾病监测是可能的。固然从研究来临床运用另有很长的路要走，还需要越发深切的研究。

今朝列国的微生物相干研究规划

今朝国际上与微生物相干的庞大研究规划很是多。此中与人体相干的如欧盟倡议的MetaHIT和美国倡议的HMP规划，这是两个最年夜的规划，此刻这两个规划的第一阶段都竣事了，都举行到第二阶段，欧盟第二期规划叫MGP，美国的第二�����APP期规划叫iHMP。欧盟的第二期规划MGP，方针是经由过程成立肠道菌群以及康健的瓜葛，从而为养分以及保健提供新的思绪。美国的第二期规划iHMP，重要包罗有身与早产相干微生物组、炎症性肠病（IBD）、初期糖尿病的研究。

别的另有一些其他规划，包孕Hospital Microbiome规划（就是把病院相干情况微生物组举行调研）、Home Microbiome规划、SkinDeep Microbiome规划、加拿年夜人的Microbiome规划等。

本年5月份，美国奥巴马当局公布美国国度微生物组规划启动，也就是NMI（NationalMicrobiome Initiative）。该规划共出资5.21亿美元以实现三年夜方针：

起首，撑持跨学科研究，以回覆多样化生态体系中微生物组的基本问题，如甚么是康健的微生物组；

其次，开发检测、阐发微生物组的东西，照实时检测空气、泥土、水某人体微生物的手持传感器；

第三，培训更多的微生物组相干事情职员，今朝这个范畴还面对人手有余的环境。以是这个规划第三块就做培训。

美国微生物组规划将给五年夜行业带来新一轮厘革

咱们做了一个调研，咱们发明美国微生物组规划的启动极可能会给如下五年夜行业迎来新一轮厘革。

起首是医疗康健行业，由于原先不知道这些疾病与菌群是相干的，此刻年夜量研究发明炎症性肠病、年夜肠癌、II型糖尿病、肥胖、肝软化、冠芥蒂、动脉粥样软化、风湿性枢纽关头炎、体系性红斑狼疮、抑郁症、自闭症等浩繁慢性病与人体微生物组紧密亲密相干。

第二个范畴是体外诊断行业，按照人体微生物组设计的各类疾病高相干性份子标志物，可以用来举行慢性疾病的初期检测包孕初期发明、初期预防以及初期干涉干与。

第三个范畴是康健治理行业，人体微生物组菌群身分的变迁，可以于人体内情况层面反应人体康健特性，菌群就像人体康健的 晴雨表 。可以及时地对于人体的康健举行监控。

第四个行业可能就是保健操行业，由于以前咱们太多保健品的效果以及作用说不清道不明，咱们以为这个也以及第三个康健治理行业是互相关注的，由于有了对于人们康健监控的手腕，验证这些保健品是否真的管用就有了一套要领，以是咱们以为这套要领可以促成保健品调度评价系统的造成。

末了一个是咱们传统西医药行业，基在微生物组年夜数据的疗效评价系统，可以促成西医药医治效果的尺度化，这个也是咱们以前碰到的最年夜的问题，以是说也是有益在咱们西医药事业走向世界、走向国际市场。

这些行业都是跟着微生物组规划的深切，于将来十年颇有可能慢慢睁开、创举出各类立异创业时机的行业。有些行业，于美国欧洲此刻已经有许多创业型公司已经经最先热火朝天地开展了，有产物、有市场、有融资、有上市，这一块于第二部门我会具体先容。

外洋微生物组规划成长很是火热，海内相对于的来讲资助力度还不像外洋那末年夜，不外海内科学家以及相干部委也正于酝酿以及发布微生物组相干研究规划。

跟着二代测序技能于疾病范畴研究的成长，以微生物菌群为靶点的医治方案是精准医疗一个主要表现。

生命科学以及医学今朝都进入了年夜数据的时代，年夜量的生物信息数据、临床数据为精准医疗的深切成长提供了主要根蒂根基。

国际上以微生物组为对于象的相干财产成长环境

今朝，于外洋人体微生物组研究已经不单单是逗留于试验室阶段，此刻有的微生物组相干产物已经经于临床上运用！有的被FDA核准！有的公司已经经IPO上市了！

微生物组的相干财产归纳综合起来重要有三个方面，第一个方面是生物医治Biotherapeutics；第二个方面是微生物组检测；第三个部门是举行菌群移植。

生物医治的重要是开发以人体微生物组为靶点的药物或者制剂，微生物组检测是检测身体差别部位，好比说口腔、肠道、皮肤等部位的微生物变迁，对于身体康健举行及时监测，然后经由过程比力微生物变迁来提示客户应该吃点甚么食品或者者应该多做些甚么运动；第三部门菌群移植相干的办事公司，重要是经由过程网络一些康健人的粪便，颠末处置惩罚以后提供应病院等有需要的机构。

生物医治代表公司先容

起首是给各人先容一下生物医治公司。近来几年，跟着人体微生物组的成长，生物医治公司也于逐渐增长。于这里，咱们重要先容几个国际上影响比力年夜的公司，重要有：Second genome、Seres therapeutics、Vedantabiosciences 、MicroBiome therapeutics以及AssemblyBiosciences公司。

这些公司都是经由过程对于人体微生物组举行深切研究，开发出针对于微生物组的药物，从而改良人体状态。差别公司存眷的疾病类型差别，second genome公司重要存眷的是感染性疾病、免疫性疾病以及代谢类的一些疾病；seres therapeutics公司存眷的是感染性疾病、代谢类疾病以及炎症；vedanta biosciences公司存眷的是自身免疫性疾病以及炎症；microbiome therapeutics公司存眷的是糖尿病以及肥胖，assemblybiosciences公司今朝正于研发一种医治艰巨梭状芽孢杆菌传染的口服药剂。

下面我重点先容一下second genome以及Seres therapeutics这两个公司。

Second genome是一家处在临床阶段的公司，2009年景立，于加利福尼亚，刚建立时重要依托劳伦斯伯克利国度重点试验室一些最新的技能冲破，然后由闻名投资公司Advanced Technology Ventures以及MorgenthalerVentures投资成立。公司的一个定位就是 公司安身在微生物组学，开发新的医学产物，促成人体康健

颠末多年的研发，此刻second genome公司开发了一条用在医治IBD以及代谢类疾病相干药物的流程。该流程经由过程最新的技能辨别、筛选候选药物，然后哄骗公司构建的 一对于一的药物研发平台 ，经由过程微生物与宿主之间的彼此作用和该药物于疾发病展历程中的作用综合评价候选药物效果。本年4月份，Second Genome公司公布公司将举行总额达4260万美元的B轮融资。投资者包孕辉瑞、罗氏等闻名投资公司。公司吐露，公司还将增长更多的研究工程进入研发管线，但今朝并无一个明确的时间表。

Seres Therapeutics公司是一家微生物医治公司，创建在2010年，于剑桥。重要是开发一种基在微生物疗法的生物药品。2013年至今，公司前后颠末四次融资，每一次融资的时间及响应的投资公司于PPT上都有具体的先容，咱们就再也不说了。去年公司IPO上市了。

Seres Therapeutics公司最初专一在开发其微生物医治产物Ecobiotic来医治人体微生物组掉调。

此刻Seres Therapeutics公司重要候选产物SER-109正于举行第二阶段的试验。SER-109是一种用在避免艰巨梭状芽孢杆菌传染、结肠虚弱传染等的生物制剂，这类制剂被美国FDA认证为 冲破性药物 。

本年，seres公司又与梅奥诊所互助，配合研究经由过程微生物组医治原发性软化性胆管炎、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）及其他肝脏疾病。

微生物组检测代表公司先容

第二部门相干企业重要是于微生物组检测上，相干公司重要有uBiome、 Arivale以及TheAmerican Microbiome Institute等。

公司都是经由过程人体差别部位的微生物举行研究或者者是对于差别时间阶段人体微生物组举行研究，经由过程比力这些微生物组的差异变迁，对于人体康健举行监测并提供响应引导办事，如提供一些饮食提议或者者是运动引导等。这里咱们重点先容一下uBiome公司。

uBiome公司建立在2013年，于旧金山，公司建立时的最初资金重要来历在知名的群众募资消息网。uBiome是第一个哄骗年夜数据集中研究人体微生态的公司。重要帮忙消费者理解人体细菌的布局以及作用并帮忙治理这些细菌。

今朝该公司一款微生物检测试剂盒已经经上市，共分三个定位，89美元、199美元以及399美元，检测的部位差别，价格越高，检测内容越周全。

菌群移植代表公司先容

第三个方面的财产重要是对于菌群移植举行相干研究以及办事的公司。菌群移植简称FMT，重要是将康健自愿者的肠道菌群转移到病人肠道中来修复患者的菌群体系，实现肠道及肠道外疾病的医治。有些公司Open biome、MaaT Pharma以及Rebiotix都是经由过程肠道菌群移植到达医治疾病的目的。

末了先容下咱们正于筹建的山东基因科学研究院，它位在济南高新区，是山东省鼎力大举成长生物医药财产而建立的专业化园区，致力在制造海内一流、世界知名的 济南药谷 。咱们建立这个研究院的目的是将最前沿的基因组学科研结果运用在疾病诊断、康健治理及精准医学等范畴，鞭策基因科技结果转化。

另有我想再先容一下我介入运营的锐翌基因，总部位在上海，今朝已经于深圳、济南、杭州建立分部，专一在高通量测序、计较机科学、生物信息学于人体康健及生物范畴的运用研究。营业包孕人体微生物组，宏转录组，农业相干微生物组。此后会做一个全新的康健财产成长模式，从康健体检最先，做菌群检测，差异菌群阐发，末了对于客户有一个个别化的医治方案。

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20小时前