ヒトの腸内細菌を特徴づけ、理解する能力が近年進歩したことで、医学科学者は、消化管の微生物生態系が腸の健康から、健康や福祉のほぼすべての側面まで、ヒトの健康にどのように影響するかについて興味深い洞察を得ています。
これらの知見は現在、個人ごとに固有の微生物構成に合わせて調整された精密医薬品、ならびに研究と臨床ケアの両方に有用な臨床検査室サービスおよび技術など、新たな治療への道を開いています。
東南アジア初の精密腸内細菌学企業であるAMILIの共同創設者兼CEOとして、Dr Jeremy Limは、マクロバイオーム研究をアジア太平洋地域にもたらし、アジアの人々に適したマクロバイオームサービスへのアクセスを拡大する取り組みをリードしています。
Lab Insightsは最近、Dr Limに、マイクロバイオーム研究にどのように取り組んだのか、そして今後の展望について詳しく話を聞きました。同社やマイクロバイオーム科学の幅広い分野はまだ新しいものですが、この傾向は今後数年間で臨床検査医学に大きな影響を与える可能性を秘めています。
公衆衛生従事者から創業者へ
AMILIを設立する前から、Dr Limは医学と公衆衛生において長くきらびやかなキャリアを歩んできました。それでも、マイクロバイオームの概念とその影響は、比較的最近までDr Limの関心に触れることはありませんでした。
「5年前はマイクロバイオームという言葉を知らなかったのですが、今は自分にとってもっとも熱い分野です」と言います。2019年頃、当時シンガポールのNational University Hospital（NUH）に勤務していたDr David OngとDr Jonathan Leeが、 北米と欧州における科学の状況と優れた研究について周知していました。
Drs OngとLeeは、2014年にこの地域で初めてマイクロバイオーム移植を行ったNUHチームの一員でしたが、それ以降の研究と発見のペースは、シンガポールと東南アジアでは控えめでした。3人は最終的に、この種の仕事をアジア太平洋地域にもたらすためにAMILIを設立しました。
Dr Limは振り返ります。「私たちは、現地および地域の解決策がいかに重要であるか、また特に多民族のアジアではほとんど何も行われていないことを理解しました。やる気のない大学教授にとどまるのではなく、スタートアップを立ち上げることが、状況を変えるための最も迅速かつ機敏な方法であると判断しました。」
AMILIでの仕事と並行して、Dr Limは現在もNational University of Singaporeの一部であるSaw Swee Hock School of Public Healthで、Leadership Institute for Global Health Transformationのディレクターを務めています。また、公衆衛生に関するトピックを定期的に執筆・講演しており（同氏が推進する多くのイニシアチブの一例については、Precision Public Healthに関する彼の人気のRED 2021プレゼンテーションを参照）、
AMILIが牽引力を得るにつれ、影響を推進するための重要な領域として、マイクロバイオームにますます焦点を当てています。
なぜマイクロバイオームが重要なのでしょうか？
AMILIは、ヒトの腸内細菌・ウイルス・真菌の集合で、腸内や消化管の他の部分に生息する微生物叢が、ヒトの健康の多くの潜在的側面の鍵を握るという前提に基づいて設立されました。
細菌16S rRNAおよびショットガン（より深く包括的な）シーケンシングの出現と普及に伴い、マイクロバイオーム研究は近年爆発的に増加しています。これは、個体間の腸内細菌叢の信じられないほどの多様性を明らかにしてきました。試算では、人類の遺伝子の99.9%は一致するのに対し、個々のマイクロバイオームは20～30%しか一致しないと示唆されています。
マイクロバイオーム研究はまた、微生物叢が健康にどれほど強く影響し、どのように疾患に関与し得るかを示しています。代謝に影響を及ぼし、一卵性双生児間でも血糖の取り込みが大きく異なることにつながります[1]。内分泌系[2]、行動[3]、免疫系[4]を調節し、神経変性疾患の発症にも関連します[5]。
この影響を考慮すると、研究者や臨床医は、治療を調整するためにマイクロバイオームを使用することをますます検討するようになります[6, 7]。2013年の画期的な研究では、再発性クロストリジウム・ディフィシレ感染症の治療に便微生物叢移入（FMT）が有益であることが示されました[8]。この状態を有する人に健康なヒトドナーの便を移すFMTプロセスは、さまざまな他の健康状態にも有用であるようです。
「マイクロバイオームは、健康のために食品、サプリメント、医薬品をどのように自分に最適化するかを各自が考え始めるうえで、非常に自然な出発点になります」とDr Limは言います。Dr Limは、幹細胞移植などの手順と同様、近い将来にはドナーおよびレシピエントのマイクロバイオームプロファイルを照合できるようになるかもしれないと考えています。
理解が深まれば、FMTは、これまで十分に管理できなかった疾患に対し、画期的な治療につながる可能性さえあります。その一例として、Dr Limらは、FMT後に症状が消失したADHD患者の顕著な症例研究を発表しています[9]。
アジア人による、アジア人のための精密細菌学
AMILIは、アジアで腸内細菌叢の完全なライブラリを構築し、研究を促進し、地域のFMTのような治療の利用可能性を拡大することを目指しています。現在、シンガポール、マレーシア、タイ向けにサービスを提供しており、まもなくフィリピン、ベトナム、香港でもサービスを開始する予定です。
2022年7月、同社はライフサイエンスとテクノロジーの投資家であるVulcan Capital（現在はCercano Management）が率いるシリーズA資金調達ラウンドで1,050万ドルを調達しました。ラウンドに参加した投資家には、Emtek Group、Capital Code、Pureland Group、Blue7、Pruksa Group、TVM Capital Healthcare、そしてEnterprise Singaporeの投資部門SEEDS Capitalが含まれていました[10, 11]。それが会社の成長を支えています。AMILIは現在、4ヵ国に30人の従業員を擁しています。
AMILIはまた、機械学習アルゴリズムと組み合わせたマイクロバイオームの長期サンプリングを使用して肝臓がんの予測因子を同定するために、大規模なコホート研究においてシンガポール国立がんセンターと協力しています[12]。Dr Limは、本研究結果が医学界におけるマイクロバイオームの理解を深めることにつながることを期待しています。
しかしながら、これらのイノベーションをアジアやその他の地域にもたらすことに課題がないわけではありません。
初めに、マイクロバイオームを理解することは容易な仕事ではありません。腸内細菌叢は、およそ100兆個の細菌細胞からなり、信じられないほど多様であり、体内のヒト細胞をはるかに上回っています。そして、数百万の遺伝子を含む1000種以上の種は、ヒトゲノムの複雑さを矮小化します。
Dr Limはまた、この分野が健康な腸内微生物叢を正確に作り出す要素を決定するのに苦労していると述べています。研究は、遺伝学、食事、環境、習慣、さらには社会的要因や行動への曝露がその組成に関与することを既に示しています。これは、それを理解することの複雑さを増します。
Dr Limはまた、マイクロバイオミクスが広く臨床認識されるには、医学教育に加えるなど時間がかかることを認めています。患者は、便のサンプリングおよびFMTなどの潜在的に感受性の高いトピックに関する汚名のために、微生物学的処置に従事することを望まない場合があります。研究と商業活動への資金は、近年大幅に改善されましたが、依然として限られています。
臨床マイクロバイオーム検査室への影響
しかし、時間の経過とともに、微生物叢研究の進歩により臨床的に検証された介入につながる知見がさらに得られれば、この分野はアジアでより広く受け入れられるものと期待されます。これにより、臨床検査室が提供できる新しいサービスの扉が開かれます。
長期投薬を受けている患者、または複数の薬物による治療を受けている患者は、例えば最終的に、マイクロバイオームプロファイルを日常的に配列決定して、応答者が良好か不良かを決定することができます。さらに多くの分析により、最良の治療レジメンを最適化または予測することさえ可能になり得ます。
配列決定技術は比較的商品化されていますが、便試料からの微生物叢の遺伝物質の抽出は非常に複雑であり、厳密な抽出プロセスが必要です。 「AMILIでは、複数の抽出技術を試し、最終的に独自の技術を開発し、シーケンシングの収率をテストしました。」
配列の分析に加えて、試料収集および処理における革新の多くの機会もあります。Dr Limは、このプロセスを完全に成熟させるためにはより多くの研究が必要であると考えています。
Dr Limは述べています。「検査室がマイクロバイオームの流行に飛び乗るとき、抽出プロセスにさえ注意を払えば、結果が地図全体に散らばることを防ぐことができます。」
参考文献：
[1] Berry, S.E., Valdes, A.M., Drew, D.A. et al.Human postprandial responses to food and potential for precision nutrition.Nat Med 26, 964-973 (2020). doi.org/10.1038/s41591-020-0934-0 (https://www.forbes.com/sites/annahaines/2021/07/23/this-diet-is-changing-the-way-we-think-about-nutrition/?sh=3c2d0211312a)
[2] Williams CL, Garcia-Reyero N, Martyniuk CJ, Tubbs CW, Bisesi JH Jr.Regulation of endocrine systems by the microbiome: Perspectives from comparative animal models.Gen Comp Endocrinol. 2020 Jun 1;292:113437. doi: 10.1016/j.ygcen.2020.113437. Epub 2020 Feb 12. PMID: 32061639.
[3] Socała K, Doboszewska U, Szopa A, Serefko A, Włodarczyk M, Zielińska A, Poleszak E, Fichna J, WlaźP.The role of microbiota-gut-brain axis in neuropsychiatric and neurological disorders.Pharmacol Res. 2021 Oct;172:105840. doi: 10.1016/j.phrs.2021.105840. Epub 2021 Aug 24. PMID: 34450312.
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[5] Fang P, Kazmi SA, Jameson KG, Hsiao EY.The Microbiome as a Modifier of Neurodegenerative Disease Risk.Cell Host Microbe. 2020 Aug 12;28(2):201-222. doi: 10.1016/j.chom.2020.06.008. PMID: 32791113; PMCID: PMC7430034.
[6] Lee JWJ, Plichta D, Hogstrom L, Borren NZ, Lau H, Gregory SM, Tan W, Khalili H, Clish C, Vlamakis H, Xavier RJ, Ananthakrishnan AN.Multi-omics reveal microbial determinants impacting responses to biologic therapies in inflammatory bowel disease.Cell Host Microbe. 2021 Aug 11;29(8):1294-1304.e4. doi: 10.1016/j.chom.2021.06.019. Epub 2021 Jul 22. PMID: 34297922; PMCID: PMC8366279.
[7] Javdan B, Lopez JG, Chankhamjon P, Lee YJ, Hull R, Wu Q, Wang X, Chatterjee S, Donia MS.Personalized Mapping of Drug Metabolism by the Human Gut Microbiome.Cell. 2020 Jun 25;181(7):1661-1679.e22. doi: 10.1016/j.cell.2020.05.001. Epub 2020 Jun 10. PMID: 32526207; PMCID: PMC8591631.
[8] Terveer EM, Vendrik KE, Ooijevaar RE, Lingen EV, Boeije-Koppenol E, Nood EV, Goorhuis A, Bauer MP, van Beurden YH, Dijkgraaf MG, Mulder CJ, Vandenbroucke-Grauls CM, Seegers JF, van Prehn J, Verspaget HW, Kuijper EJ, Keller JJ.Faecal microbiota transplantation for Clostridioides difficile infection: Four years’ experience of the Netherlands Donor Feces Bank.United European Gastroenterol J.2020 Dec;8(10):1236-1247. doi: 10.1177/2050640620957765. Epub 2020 Sep 29. PMID: 32990503; PMCID: PMC7724536.
[9] Hooi SL, Dwiyanto J, Rasiti H, Toh KY, Wong RKM, Lee JWJ.A case report of improvement on ADHD symptoms after fecal microbiota transplantation with gut microbiome profiling pre-and post-procedure.Curr Med Res Opin. 2022 Nov;38(11):1977-1982. doi:10.1080/03007995.2022.2129232. Epub 2022 Oct 7.PMID: 36164761.
[10] https://www.amili.asia/media/
[11] https://www.mobihealthnews.com/news/asia/singaporean-gut-microbiome-firm-amili-brings-home-105m-series-funding
[12] https://www.nccs.com.sg/news/research/landmark-study-launched-to-detect-liver-cancer-early-in-singapore
