聚焦二代益生菌、全球腸道菌研究亮點與十大趨勢

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第四屆亞洲微生物體趨勢論壇邁入第二天,早上的專題演講邀請長庚大學賴信志教授和熱心腸生技研究院藍燦輝執行長蒞臨分享。

傳承古老草藥學血脈  二代益生菌特定成分可望助益菌平衡

古老的中國草藥學「君 (king)、臣 (minister)、佐 (match)、使 (messenger) 」的概念乘載先人智慧,是臨床試驗的濫觴,長庚大學賴信志教授的研究以傳統中藥學為起點,透過嚴謹的西方科學訓練,探討自然界中植物和蕈類的特定分子是否能協助人體腸道微生物環境達到良性平衡狀態,阻止發炎反應的發生、甚至治療和預防疾病。細菌在腸道扮演的重要角色涵蓋營養代謝至神經賀爾蒙等其他器官的健康,我們逐漸了解到宿主遺傳、環境因素、微生物群落包含生益菌 (prebiotics)、益生菌 (probiotics)、益菌生 (postbiotics) 之三環相扣,近年研究焦點更在於微生物體生態共生共伴效應的應用。

長庚大學 賴信志 教授

賴教授團隊針對靈芝、冬蟲夏草、巴西蘑菇、牛樟芝成分抗發炎、抗癌、免疫促進分子進行研究,其中在肥胖、大腸癌、COPD、腸病毒感染等小鼠模型中發現這些中草藥特定成分有助於腸道微生物——促進戈氏副擬桿菌 (Parabacteroides goldsteinii MTS01, Pg MTS01) 群落的分布平衡,例如,靈芝水萃高分子量多醣體能有效促進 Pg MTS01 的數目,降低高脂飲食造成的肥胖、代謝症發炎、慢性阻塞性肺炎(COPD),然而,了解特定分子作用機制如何穿過淋巴及血液是未來努力目標。顯而易見的是,二代益生菌 (next-generation probiotics) 的轉譯多體學研究將導引整個領域未來走向。最後,進一步探討細菌和酵素之間作用於宿主的細部關聯,正是多體學的趨勢與價值所在,讓腸道菌研究縱橫歷史研究的深度與多元領域的廣度。

另外,會後精彩交流提及,我們該將目光放在單一菌株抑或是多種菌株的表現呢?現場與會者提問益生菌的安全性,賴教授提到一代益生菌,活菌非常重要,所以益生菌越多越好。然而,二代益生菌視同藥物,需要特別嚴謹,因為過去沒發現,沒被大量發酵過,先前有報導指出某二代益生菌有抗藥性基因,因此需要透過宏觀基因體定序分析全基因體定序確認有沒有抗藥基因或其他治病因素,所以相關研究和臨床試驗審查需要更嚴謹。

2019 年全球腸道菌研究亮點與十大趨勢

藍燦輝執行長以「2019 年全球腸道菌研究進展」為主題,分享 2019 年腸道菌焦點研究,首先是 Dennis L. Kasper 教授和 John J Mekalanos教授發現「宿主—菌群的膽汁酸互相調解特定腸道 Treg」。中科院上海藥物所發現寡醣藥物 GV-971能調控腸腦軸機制可望改善輕度至中度阿茲海默症。一篇刊登於《Nature》期刊指出,11 種細菌與肌萎縮性脊髓側索硬化症(ALS,俗稱漸凍人)有關。

熱心腸生技研究院 藍燦輝 執行長

腸道菌先驅 Jeffrey Gordan 的研究團隊也發現 15 個共變細菌的菌群,並且建立模型,可反應腸道菌叢發育程度,進而判斷患者的營養不良,隨後透過大豆粉、香蕉、花生粉的輔食,促進腸道菌發育成熟,改善營養不良。另外,整合型人類微生物組計劃(integrative Human Microbiome Project, iHMP)也發表幾篇研究,如糖尿病前期與腸道菌交互,發炎性腸道病病患的菌叢和代謝、飲食之間的關係,與懷孕有關的女性陰道菌叢分析等。

藍執行長隨後提到,腸道微生物研究的十大趨勢:
1. 相關性像因果性轉變,從菌叢特徵向分子機制轉變。
2. 從細菌向真菌和病毒組延伸
3. Pros & Cons 研究越來越多:丁酸、可溶性膳食纖維、益生菌
4. 個人化治療
5. 從益生菌、益生質,到工程菌和糞菌移植,到後生元
6. 腸道菌叢與遠端器官的交互作用:腸腦軸、腸肝軸、腸腎軸、腸肺軸、腸道皮膚軸等。
7. 大規模且長期陣列臨床試驗,包含真實世界數據,越來越多
8. 多體學(宏觀基因體學)+多個交叉學科
9. 定序從 16S 到宏觀基因體學,從菌屬菌種到菌株分析
10. 從基礎研究向臨床應用轉化

隨後,其研究團隊從 3702 篇期刊收集 55822篇與腸道菌有關的研究論文,更進一步分析指出,美國為最大宗,其中以哈佛醫學院為研究數量最多的機構,中國為第二大國,其中以中科院居多。搜尋原文關鍵字,如脂肪組織、行為、精神疾病、數據庫、宿主、環境、發炎相關、免疫、Toll-like receptor 分子機制、工具分析。若以中文關鍵字,「患者」「小鼠」「風險」越來越多,「細菌」減少,這顯示腸道菌研究不在只注重單一細菌,而是越來越注重寄主和細菌的關係。

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