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“2017十大醫療科技創新”,微生物展現“超凡實力”

發布時間:2017-10-01 16:50

在克利夫蘭診所公布的“2017十大醫療科技創新”中,“利用微生物組來預防、診斷和治療疾病”排在首位[1]。這似乎也沒什么意外的,無論是專業人士還是吃瓜群眾,近年來都在各種各樣的研究中看到了微生物的“實力”。

 

微生物組中目前最受關注,也最“火熱”的當屬腸道微生物,想要通過它來治療疾病的話,大家也肯定能瞬間想到討論度很高的“糞菌移植”,而為了能讓患者獲得更好的治療體驗,心思活絡的產業界新秀Seres Therapeutics公司也瞅準時機,開發了治療艱難梭菌感染(CDI)的糞菌膠囊SER-109。

 

在經歷了I期臨床治愈率高達97%(30名患者有29名治愈),獲得FDA“突破性治療”稱號等等輝煌后,這個被產業界寄予厚望的藥物卻在2016年的II期臨床中“折戟”,它的治療效果與安慰劑相比并沒有顯著差異。結果一經公布,Seres一夜之間股票跳樓式下跌近70%,15億美元的市值蒸發掉了2/3。

 

奇點糕也在想,Seres為什么會失敗呢?是不是藥物的成分有問題?SER-109的核心是腸道細菌,研發人員采用的是可能對CDI患者“柔弱的免疫系統”有益的50種健康人糞便中的細菌孢子。注意,是“可能有益”,這說明,研發人員對這些細菌究竟能起怎樣的作用并不能做到“心中有數”,那么這是不是意味著,如果找到了確切地能夠調節免疫系統的微生物,就可以很大程度上避免這種“模棱兩可”,進行“精準腸道微生物移植”呢?

 

上周五,華盛頓大學醫學院的Marco Colonna教授帶領他的團隊在《科學》雜志上發表文章,他們真的找到了可以調節特殊免疫細胞的腸道微生物——羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)!不僅如此,他們還發現,這個大量存在于健康人腸道中的有益菌想要發揮作用,還需要色氨酸的幫助[2]。Colonna教授表示,這會對許多腸道炎癥疾病,例如炎癥性腸?。↖BD)有著很大幫助。
 

IBD以前一直被認為是個“西方病”,在經濟欠發達的地區不太常見,然而近20年來,亞洲地區,尤其是我國的發病率快速上升。在這20年間,與前10年相比,近10年IBD總病例數增長超過24倍。根據2015年《自然評論:胃腸病學與肝病學》雜志發表的評論文章,在未來的10年(2015-2025)中,中國的患病率最高可能達到0.1%,2025年的患病人數將超過150萬,幾乎追平西方國家[3]。

 

作為一種慢性病,IBD對患者的折磨可謂是“全方位多角度”,反復的腹痛、腹瀉、便血,不僅影響正常的工作生活,也影響情緒,所以IBD患者往往也伴隨不同程度的抑郁。

 

 

過去的研究發現,IBD患者的腸道炎癥是由于免疫系統過度活躍引起的[4],而在我們的腸道中有一類特殊的免疫細胞“雙陽性上皮內T細胞(double-positive intraepithelial T lymphocytes,DPIELs)”,由CD4+T細胞分化而來,負責調節免疫穩態,增加免疫系統的耐受性,“平息”過于活躍的免疫反應,可以減輕患者的炎癥。
 

對于無菌小鼠來說,DPIELs是不存在的,因此這就暗示我們,腸道微生物對于它的產生是必需的。但是這個神秘的微生物是誰?和它有關的代謝產物又有什么?這些都不得而知。這次,研究人員們有了一個確切的答案。

 

這個研究成果的發現也可以算是源于一個“意外”,研究人員發現他們實驗室中兩組小鼠中的一組攜帶有大量的DPIELs,而另一組則少得可憐。為了探究原因,他們將攜帶DPIELs小鼠的菌群移植給了另外一組小鼠,結果這些小鼠也擁有了相當數量的DPIELs!而再用四種抗生素處理小鼠,DPIELs又不復存在了。

 

 

為了鑒定出確切的菌種,研究人員將四種抗生素分開使用,發現真正與DPIELs存在與否有關的是對新霉素有抗性的革蘭氏陽性菌,縮小了范圍后再次篩選,最終圈定了六種細菌,一個是羅伊氏乳桿菌,另外五個都是擬桿菌目細菌。經過逐一的移植,研究人員發現,只有羅伊氏乳桿菌是決定了CD4+T細胞能否分化為DPIELs,而其他幾種細菌則只有增強作用。