隨著我們表徵和理解人類腸道微生物群落的能力取得最新進展，醫學科學家正在獲得令人興奮的見解，了解消化道中的微生物生態系統如何影響人類健康—從腸道健康到健康和福祉的幾乎所有方面。
這些見解正在為新的治療方法鋪平道路，包括針對個人獨特微生物組成量身打造的精準藥物，以及對研究和臨床照護都有用的臨床實驗室服務和技術。
作為東南亞首家精準腸道微生物群系公司 AMILI的聯合創辦人及執行長，Jeremy Lim博士正協助領導各項工作，將微生物群系研究帶入亞太地區，並擴大適合亞洲人口的微生物群系服務。
實驗室洞察最近與Lim交談，以瞭解他如何進入微生物群研究，以及未來將進行哪些工作。儘管他的公司和更廣泛的微生物學領域仍相對新興，但這些趨勢在未來幾年可能對實驗室醫學產生越來越大的影響。
從公共衛生從業者到初創企業創始
人在創立美國國際醫療學會之前，Lim就已經在醫學和公共衛生領域擁有悠久且卓著的職業生涯。即使如此，微生物群系的概念及其含義直到最近才引起他的注意。
他說：「五年前，我不知道『微生物群系』一詞，但現在它對我來說是最令人興奮的領域。」大約在2019年，David Ong博士和Jonathan Lee博士—AMILI的共同創始人，當時均在新加坡的國立大學醫院(NUH)工作—向他強調了科學的現狀以及在北美和歐洲所做的傑出研究。
Ong博士及Lee博士於2014年曾參與NUH團隊，進行該地區首次微生物群系移植，但自此之後新加坡及東南亞的研究及發現步伐較為緩慢。三人最終創立了AMILI，將此類工作帶到亞太地區。
「我們意識到本地和地區解決方案的重要性，以及它們幾乎沒有做到，尤其是在多民族的亞洲」，Lim反思道。「我們決定，儘管是書呆子的大學教授，但成立一家初創企業是改變這種狀況最快且最靈活的方式。」
除了在AMILI的工作外，Lim仍擔任新加坡國立大學蘇瑞福公共衛生學院全球健康轉型領導力研究所所長。他也定期撰寫和講授公共衛生主題(請參閱他受歡迎的 RED 2021精準公共衛生演講 ，其中一個例子是他正在推動的許多倡議)。
然而，隨著AMILI逐漸受到關注，他越來越關注微生物群系，將此視為旨在產生重大影響的關鍵領域。
腸道微生物群系為什麼重要？
AMILI建立的前提是人類腸道微生物群系（存在於我們腸道和消化道其他部位的細菌、病毒和真菌的集合）對人類健康的許多潛在方面至關重要。
隨著細菌16S rRNA及鳥槍（更深入且更全面）定序技術的發展及普及，微生物群研究在近年激增。它顯示了不同個體間腸道微生物群系的驚人多樣性。估計表明，我們僅共用20-30%的微生物群系，而我們的基因為99.9%。
微生物群系研究亦表明微生物群系對健康的影響有多強烈，並且可能與疾病有關。它影響新陳代謝，例如導致同一對雙胞胎之間的血糖攝取差異很大[1]。它調節內分泌系統[2]、行為[3]和免疫系統[4]，並與神經退化性疾病的發展有關[5]。
考慮到這種影響，研究人員及臨床醫師越來越多地考慮使用微生物群系來量身打造治療方法[6,7]。2013年的一項里程碑式研究亦證明了糞便微生物群系轉移(FMT)治療復發性難辨梭狀芽孢桿菌感染的益處[8]。FMT過程涉及將健康的人類供體糞便轉移給患有這種病症的人，似乎對各種其他健康病症也有用。
「微生物群落變成了一個非常自然的地方，讓我們開始自問，如何將食物、補充劑和藥物個人化，如此一來，我們就能達到最佳健康狀態」，Lim說。他認為，在不久的將來，我們可能可以比對供體和受體的微生物群系特徵，就像我們今天對幹細胞移植等程序相同。
隨著認識的增加，FMT甚至可能導致在先前管理不良的疾病中的突破性治療。舉例而言，Lim醫師及其同事針對ADHD患者FMT後不再有症狀發表了一項驚人的個案研究[9]。
精準腸道微生物群系-亞洲人提供，亞洲人適用
AMILI的目標是在亞洲建立完整的腸道微生物群系庫，促進研究，並擴大該地區FMT等治療藥物的可用性。目前，羅氏為新加坡、馬來西亞和泰國提供服務，並將於菲律賓、越南和香港推出。
2022年7月，該公司在生命科學與技術投資人Vulcan Capital（現稱為Cercano Management）領導的A系列融資回合中籌集了1050萬美元，該基金由已故的微軟公司共同創始人Paul Allen創立。參與該輪融資的投資者包括興勝集團、Capital Code、Pureland Group、Blue7、普魯克沙集團、TVM Capital Healthcare及企業新加坡投資公司SEEDS Capital [10,11]。這促進了公司的成長。AMILI目前在4個國家/地區擁有30名員工。
AMILI亦與新加坡國家癌症中心合作進行一項大型族群研究，使用微生物群的縱向取樣與機器學習演演算法相結合來鑑定肝癌的預測因素[12]。Lim醫師希望此研究之結果將使得醫學界對微生物群系有更深入的瞭解。
然而，將這些創新帶到亞洲及其他地方並非沒有挑戰。
首先，瞭解微生物群系並非易事。腸道微生物群由大約100萬億個細菌細胞組成，極其多樣化，遠遠超過人體中的人類細胞。超過1000種物種含有數百萬個基因它使人類基因體的複雜性相形見絀。
Lim亦指出，該領域仍然難以確定健康腸道微生物群系究竟是什麼。研究已經表明，遺傳學、飲食、環境、習慣甚至暴露於社會因素和行為在其組成中發揮作用。這增加了理解它的複雜性。
Lim醫師也承認，微生物學需要時間才能獲得應有的廣泛臨床認可，包括納入醫學課程。由於圍繞潛在敏感話題（如糞便取樣及FMT）的汙名化，患者可能不願意參與微生物學治療。用於研究及商業活動之資金儘管近年來已大幅改善，但亦維持有限。
對臨床微生物學實驗室的影響
然而，隨著時間的推移，該領域可能會在亞洲獲得更多的接受，特別是如果微生物群系研究的進展產生更多的發現，導致臨床驗證的干預。這為臨床實驗室提供的新服務打開了大門。
例如，長期用藥或接受多種藥物治療的患者最終可能對其微生物群系特徵進行常規測序，以確定其為良好或不良反應者。藉由甚至更多的分析，可以最佳化甚至預測最佳治療方案。
儘管定序技術已相對財貨化，但從糞便樣品中提取微生物群系遺傳物質非常複雜，且需要嚴格的提取過程。「在AMILI中，我們嘗試了多種萃取技術，並最終開發出我們自己的萃取技術，然後測試測序產量。」
除了序列分析外，在樣品收集及處理方面亦存在許多創新機會。Lim認為，需要更多研究才能使這個過程完全成熟。
「對於所有實驗室，當您踏上微生物群系的大潮時，請注意萃取過程，」Lim說，「否則，您的結果將遍佈全圖。」
參考：
[1] Berry，S.E.，Valdes，A.M.，Drew，D.A.等人人類對食物的餐後反應和精確營養的潛力。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.微生物群對內分泌系統的調節：比較動物模型的觀點。Gen Comp Endocrinol.2020年6月1日；292:113437。 doi：10.1016/j.ygcen.2020.113437。 Epub 2020年2月12日。 PMID：32061639。
[3] Socala K，Doboszewska U，Szopa A，Serefko A，Wlodarczyk M，Zielinska A，Poleszak E，Fichna J，Wlaz P.微生物群-腸道-腦軸在神經精神及神經疾患中的作用。Pharmacol Res.2021 Oct；172:105840. doi：10.1016/j.phrs.2021.105840。 Epub 2021年8月24日。 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.腸道微生物群系靶向飲食調節人類免疫狀態。細胞。2021年8月5日；184(16)：4137-4153.e14。 doi：10.1016/j.cell.2021.06.019。 Epub 2021年7月12日。 PMID：34256014；PMCID：PMC9020749。
[5] Fang P，Kazmi SA，Jameson KG，Hsiao EY.作為神經退化性疾病風險修飾劑之微生物群系。細胞宿主微生物。2020年8月12日；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.多重組學揭示了影響發炎性腸病對生物療法之反應的微生物決定因素。細胞宿主微生物。2021年8月11日；29(8)：1294-1304.e4. doi：10.1016/j.chom.2021.06.019。 Epub 2021年7月22日。 PMID：34297922；PMCID：PMC8366279。
[7] Javdan B，Lopez JG，Chankhamjon P，Lee YJ，Hull R，Wu Q，Wang X，Chatterjee S，Donia MS.藉由人類腸道微生物群進行的藥物代謝之個人化繪圖。細胞。2020年6月25日；181(7)：1661-1679.e22。 doi：10.1016/j.cell.2020.05.001。 Epub 2020年6月10日。 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.利用糞便微生物群落移植治療難辨梭狀芽胞桿菌感染：荷蘭捐贈者糞便庫四年經驗分享。United European Gastroenterol J.2020 Dec；8(10)：1236-1247。 doi：10.1177/2050640620957765。 Epub 2020年9月29日。 PMID：32990503；PMCID：PMC7724536。
[9] Hooi SL，Dwiyanto J，Rasiti H，Toh KY，Wong RKM，Lee JWJ.一項在糞便微生物移植後ADHD症狀改善的病例報告，在手術前後進行腸道微生物群系分析。Curr Med Res Opin.2022 Nov；38(11)：1977-1982。 doi：10.1080/03007995.2022.2129232。 Epub 2022年10月7日。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
