ด้วยความก้าวหน้าล่าสุดในความสามารถของเราในการจำแนกลักษณะและทำความเข้าใจเกี่ยวกับไมโครไบโอมในลำไส้ของมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ทางการแพทย์กำลังได้รับข้อมูลเชิงลึกที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับว่าระบบนิเวศของจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารของเราส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ได้อย่างไร ตั้งแต่สุขภาพของลำไส้ไปจนถึงเกือบทุกด้านของสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดี
ขณะนี้ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้กำลังปูทางไปสู่การรักษาใหม่ๆ รวมถึงยาที่มีความแม่นยำที่ปรับให้เหมาะกับองค์ประกอบของจุลินทรีย์เฉพาะบุคคล ตลอดจนบริการห้องปฏิบัติการทางคลินิกและเทคโนโลยีที่จะเป็นประโยชน์ทั้งสำหรับการวิจัยและการดูแลทางคลินิก
ในฐานะผู้ร่วมก่อตั้งและซีอีโอของ AMILI บริษัทไมโครไบโอมในลำไส้ที่มีความแม่นยำแห่งแรกของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ Dr Jeremy Lim กำลังช่วยนำความพยายามที่จะนำการวิจัยไมโครไบโอมมาสู่ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก และขยายการเข้าถึงบริการไมโครไบโอมที่เหมาะสมสำหรับประชากรชาวเอเชีย
Lab Insights ได้พูดคุยกับ Lim เมื่อเร็วๆ นี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่เขาเข้าสู่การวิจัยไมโครไบโอมและสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคต แม้ว่าบริษัทของเขาและสาขาจุลชีวนิเวศวิทยาที่กว้างขึ้นจะยังใหม่ แนวโน้มเหล่านี้อาจมีนัยที่เพิ่มขึ้นสำหรับการแพทย์ในห้องปฏิบัติการในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
จากผู้ปฏิบัติงานด้านสาธารณสุขสู่ผู้ก่อตั้งสตาร์ทอัพ
ก่อนที่จะก่อตั้ง AMILI Lim มีอาชีพที่ยาวนานและมีชื่อเสียงด้านการแพทย์และสาธารณสุขอยู่แล้ว ถึงกระนั้น แนวคิดของไมโครไบโอมและนัยยะของมันก็ไม่ได้อยู่ในความสนใจของเขาจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้
“ห้าปีที่แล้ว ผมไม่รู้จักคำว่า “ไมโครไบโอม” แต่ตอนนี้มันเป็นสาขาที่น่าตื่นเต้นที่สุดสำหรับผม” เขากล่าว ราวปี 2562 Dr David Ong และ Dr Jonathan Lee ซึ่งเป็นผู้ร่วมก่อตั้ง AMILI และขณะนั้นประจำอยู่ที่ National University Hospital (NUH) ในสิงคโปร์ ได้เน้นย้ำให้เขาเห็นถึงสถานะของวิทยาศาสตร์และการวิจัยที่โดดเด่นที่กำลังดำเนินการอยู่ในอเมริกาเหนือและยุโรป
Dr Ong และ Dr Lee เป็นส่วนหนึ่งของทีม NUH ที่ได้ทำการปลูกถ่ายไมโครไบโอมครั้งแรกของภูมิภาคในปี 2557 แต่ตั้งแต่นั้นมา อัตราการวิจัยและการค้นพบในสิงคโปร์และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ก็ยังไม่มากนัก ในที่สุดทั้งสามคนก็ได้ก่อตั้ง AMILI เพื่อนำงานประเภทนี้มาสู่เอเชียแปซิฟิก
Lim กล่าวสะท้อนว่า “เราตระหนักว่าโซลูชั่นในท้องถิ่นและระดับภูมิภาคนั้นสำคัญเพียงใด และมีสิ่งต่างๆ ที่กำลังดำเนินการอยู่น้อยมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเอเชียที่มีหลายเชื้อชาติ” “เราตัดสินใจว่าถึงแม้จะเป็นศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยที่ดูเนิร์ด การก่อตั้งสตาร์ทอัพเป็นวิธีที่เร็วที่สุดและคล่องตัวที่สุดในการเปลี่ยนแปลงเรื่องนี้”
นอกเหนือจากงานที่ AMILI แล้ว Lim ยังคงดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการ Leadership Institute for Global Health Transformation ที่ Saw Swee Hock School of Public Health ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ National University of Singapore เขายังเขียนและบรรยายเกี่ยวกับหัวข้อสาธารณสุขเป็นประจำ (ดูงานนำเสนอ RED 2021 ยอดนิยมของเขาเกี่ยวกับ Precision Public Health สำหรับตัวอย่างหนึ่งของโครงการริเริ่มมากมายที่เขากำลังผลักดัน)
อย่างไรก็ตาม ในขณะที่ AMILI เริ่มได้รับความสนใจ เขาก็มุ่งเน้นไปที่ไมโครไบโอมมากขึ้นในฐานะพื้นที่สำคัญที่เขาตั้งใจจะขับเคลื่อนผลกระทบ
เหตุใดไมโครไบโอมในลำไส้จึงมีความสำคัญ
AMILI ก่อตั้งขึ้นบนสมมติฐานที่ว่าไมโครไบโอมในลำไส้ของมนุษย์ ซึ่งเป็นกลุ่มของแบคทีเรีย ไวรัส และเชื้อราที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของเราและส่วนอื่น ๆ ของทางเดินอาหาร เป็นกุญแจสำคัญสำหรับหลาย ๆ แง่มุมที่อาจเกิดขึ้นของสุขภาพมนุษย์
ด้วยการมาถึงและความพร้อมใช้งานที่เพิ่มขึ้นของการจัดลำดับสารพันธุกรรมของแบคทีเรีย 16S rRNA และแบบ shotgun (ที่ลึกและครอบคลุมมากขึ้น) การวิจัยไมโครไบโอมจึงแพร่หลายอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพราะได้แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายที่น่าทึ่งของไมโครไบโอมในลำไส้ในแต่ละบุคคล การประมาณการชี้ให้เห็นว่าเรามีความคล้ายคลึงกันในไมโครไบโอมเพียง 20-30% ตรงข้ามกับยีนของเราที่มีความคล้ายคลึงกัน 99.9%
การวิจัยไมโครไบโอมยังแสดงให้เห็นว่า ไมโครไบโอมส่งผลกระทบต่อสุขภาพอย่างมากและอาจเกี่ยวข้องกับโรค ส่งผลกระทบต่อ การเผาผลาญอาหาร เช่น นำไปสู่การดูดซึมน้ำตาลในเลือดที่แตกต่างกันอย่างมากในฝาแฝดที่เหมือนกัน [1] ปรับเปลี่ยนระบบต่อมไร้ท่อ [2] พฤติกรรม [3] และระบบภูมิคุ้มกัน [4] และเชื่อมโยงกับการพัฒนาของโรคทางระบบประสาทที่เสื่อมลง [5]
ด้วยผลกระทบนี้ นักวิจัยและแพทย์จึงให้ความสนใจเพิ่มขึ้นในการใช้ ไมโครไบโอมเพื่อปรับการรักษาให้เหมาะสม [6,7] การศึกษาครั้งสำคัญในปี 2556 ยังแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของการ ปลูกถ่ายจุลินทรีย์ในอุจจาระ (FMT) เพื่อรักษาการติดเชื้อ clostridium difficile ที่กลับมาเป็นซ้ำ [8] กระบวนการ FMT ซึ่งเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอุจจาระผู้บริจาคที่เป็นมนุษย์ที่แข็งแรงไปยังผู้ที่มีอาการนี้ ดูเหมือนว่าจะมีประโยชน์สำหรับสภาวะสุขภาพอื่นๆ อีกหลายอย่างด้วย
Lim ตั้งข้อสังเกตว่า “ไมโครไบโอมกลายเป็นจุดเริ่มต้นที่เป็นธรรมชาติมากในการที่เราจะเริ่มถามตัวเองว่าเราจะ ปรับอาหาร อาหารเสริม และยาให้เป็นส่วนตัวได้อย่างไรเพื่อให้เราเหมาะสมที่สุดสำหรับสุขภาพที่ดี” เขาคิดว่าในอนาคตอันใกล้นี้ เราอาจจะสามารถจับคู่โปรไฟล์ไมโครไบโอมของผู้บริจาคและผู้รับได้ เช่นเดียวกับที่เราทำในปัจจุบันสำหรับการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์และขั้นตอนอื่นๆ
ด้วยความเข้าใจที่เพิ่มขึ้น FMT อาจนำไปสู่การรักษาที่ก้าวหน้าในโรคที่ก่อนหน้านี้ไม่สามารถจัดการได้ดี ตัวอย่างหนึ่งคือ Dr Lim และเพื่อนร่วมงานได้ตีพิมพ์กรณีศึกษาที่โดดเด่นของผู้ป่วยที่เป็นโรคสมาธิสั้น (ADHD) ซึ่งไม่มีอาการอีกต่อไปหลังจากการทำ FMT [9]
ไมโครไบโอมในลำไส้ที่แม่นยำ โดยชาวเอเชีย เพื่อชาวเอเชีย
AMILI มุ่งมั่นที่จะสร้างคลังข้อมูลจุลินทรีย์ในลำไส้ในเอเชียอย่างสมบูรณ์ ส่งเสริมการวิจัย และขยายความพร้อมของการรักษาเช่น FMT ในภูมิภาค ปัจจุบัน บริษัทให้บริการใน สิงคโปร์ มาเลเซีย และไทย และจะขยายไปยังฟิลิปปินส์ เวียดนาม และฮ่องกง ในไม่ช้า
ในเดือนกรกฎาคม 2565 บริษัทระดมทุนได้ 10.5 ล้านดอลลาร์ในรอบการระดมทุน Series A โดยมี Vulcan Capital (ปัจจุบันคือ Cercaño Management) ซึ่งเป็นกองทุนที่ก่อตั้งโดย Paul Allen ผู้ร่วมก่อตั้ง Microsoft ผู้ล่วงลับ เป็นผู้นำการลงทุน ในบรรดานักลงทุนที่เข้าร่วมรอบนี้ ได้แก่ Emtek Group, Capital Code, Pureland Group, Blue7, Pruksa Group, TVM Capital Healthcare และ SEEDS Capital ซึ่งเป็นหน่วยลงทุนของ Enterprise Singapore [10,11] สิ่งนี้ได้เสริมสร้างการเติบโตของบริษัท ขณะนี้ AMILI มีพนักงาน 30 คนใน 4 ประเทศ
AMILI กำลังร่วมมือกับ National Cancer Centre of Singapore ในการศึกษาแบบกลุ่มใหญ่เพื่อระบุปัจจัยทำนายโรคมะเร็งตับโดยใช้การเก็บตัวอย่างไมโครไบโอมตามระยะเวลาที่กำหนด ร่วมกับอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่อง (machine learning) [12] Dr Lim หวังว่าผลการศึกษานี้จะนำไปสู่การ เห็นความสำคัญของไมโครไบโอมมากขึ้นในวงการแพทย์
อย่างไรก็ตาม การนำนวัตกรรมเหล่านี้มาสู่เอเชียและที่อื่นๆ จะต้องเผชิญกับความท้าทายอย่างแน่นอน
สำหรับการเริ่มต้น การทำความเข้าใจไมโครไบโอมไม่ใช่เรื่องง่าย ประกอบด้วยเซลล์แบคทีเรียประมาณ 100 ล้านล้านเซลล์ ไมโครไบโอมในลำไส้มีความหลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งมีจำนวนมากกว่าเซลล์มนุษย์ในร่างกายมาก และด้วยสายพันธุ์มากกว่า 1000 ชนิดที่มีหลายล้านยีน ทำให้ความซับซ้อนของมันมีมากกว่าจีโนมของมนุษย์มาก
Lim ยังตั้งข้อสังเกตว่า สาขานี้ยังคงประสบปัญหาในการพิจารณาว่าอะไรคือสิ่งที่ทำให้เกิดไมโครไบโอมในลำไส้ที่มีสุขภาพดีอย่างแท้จริง การวิจัยได้แสดงให้เห็นแล้วว่า พันธุกรรม อาหาร สิ่งแวดล้อม นิสัย และแม้กระทั่งการสัมผัสกับปัจจัยทางสังคมและพฤติกรรมมีบทบาทในองค์ประกอบ สิ่งนี้ยิ่งเพิ่มความซับซ้อนในการทำความเข้าใจ
Dr Lim ยังยอมรับว่าต้องใช้เวลาสำหรับจุลชีวนิเวศศาสตร์ในการได้รับการยอมรับทางคลินิกอย่างแพร่หลายที่สมควรได้รับ รวมถึงการเพิ่มเข้าไปในหลักสูตรทางการแพทย์ ผู้ป่วยอาจไม่เต็มใจที่จะเข้ารับการรักษาด้วยจุลชีวนิเวศศาสตร์เนื่องจากความรู้สึกในแง่ลบเกี่ยวกับหัวข้อที่อาจละเอียดอ่อน เช่น การเก็บตัวอย่างอุจจาระและ FMT เงินทุนสำหรับการวิจัยและกิจกรรมเชิงพาณิชย์ แม้ว่าจะดีขึ้นมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาก็ยังมีจำกัด
นัยยะสำหรับห้องปฏิบัติการจุลชีวนิเวศทางคลินิก
อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป สาขานี้มีแนวโน้มที่จะได้รับการยอมรับมากขึ้นในเอเชีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากความก้าวหน้าในการวิจัยไมโครไบโอมให้ผลการค้นพบที่มากขึ้นซึ่งนำไปสู่การแทรกแซงที่ได้รับการรับรองทางคลินิก สิ่งนี้เปิดประตูสำหรับ บริการใหม่ๆ ที่ห้องปฏิบัติการทางคลินิกสามารถนำเสนอได้
ตัวอย่างเช่น ผู้ป่วยที่ใช้ยาในระยะยาวหรือได้รับการรักษาด้วยยาหลายชนิด ในที่สุดอาจได้รับการจัดลำดับโปรไฟล์ไมโครไบโอมเป็นประจำเพื่อพิจารณาว่าพวกเขาตอบสนองได้ดีหรือไม่ดี ด้วยการวิเคราะห์ที่เพิ่มมากขึ้น อาจเป็นไปได้ที่จะเพิ่มประสิทธิภาพหรือแม้แต่ทำนายสูตรการรักษาที่ดีที่สุด
แม้ว่าเทคโนโลยีการจัดลำดับจะกลายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ไปแล้ว แต่การสกัดสารพันธุกรรมไมโครไบโอมจากตัวอย่างอุจจาระนั้นมีความซับซ้อนสูง และจำเป็นต้องมีกระบวนการสกัดที่เข้มงวด “ที่ AMILI เราได้ทดลองเทคนิคการสกัดหลายอย่าง และในที่สุดก็พัฒนาเทคนิคของเราเอง ซึ่งเราได้ทดสอบเพื่อดูผลลัพธ์ของการจัดลำดับ”
นอกจากนี้ยังมีโอกาสมากมายสำหรับ นวัตกรรมในการเก็บและประมวลผลตัวอย่าง นอกเหนือจากการวิเคราะห์ลำดับ Lim เชื่อว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อให้กระบวนการนี้สมบูรณ์อย่างเต็มที่
Lim กล่าวว่า “ถึงห้องปฏิบัติการทั้งหมดที่สนใจ เมื่อคุณเข้าร่วมกระแสไมโครไบโอม โปรดให้ความสนใจกับกระบวนการสกัด” “มิฉะนั้น ผลการทดลองของคุณจะสะเปะสะปะ”
ข้อมูลอ้างอิง:
[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, Wlaź P. 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.
[4] Wastyk HC, Fragiadakis GK, Perelman D, Dahan D, Merrill BD, Yu FB, Topf M, Gonzalez CG, Van Treuren W, Han S, Robinson JL, Elias JE, Sonnenburg ED, Gardner CD, Sonnenburg JL. Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status. Cell. 2021 Aug 5;184(16):4137-4153.e14. doi: 10.1016/j.cell.2021.06.019. Epub 2021 Jul 12. PMID: 34256014; PMCID: PMC9020749.
[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
