世紀之交，科學家對第一批人類基因組進行了測序。當時許多生物學家都覺得，一把能夠解開有關疾病眾多疑難問題的鑰匙已經交到了他們的手中。從那時起，他們開始瞭解那些控制了人體激素、酶和其他分子的成千上萬的人類基因是如何調節健康的，在這方面確實取得了累累碩果。然而，情勢發生了出人意料的變化。如今已經明確的一點是，人類基因組並不是唯一應該關注的問題。人的腸胃中存在大量微生物，這些微生物的基因組中的基因總數可能是人類基因數量的150倍。如果這些細菌只是游來游去，消化些生菜，影響倒也不大，但它們的作用遠不止於此。
微生物組（對微生物群落的稱呼）的成員是人類的夥伴，聯繫程度之深令人驚訝。這種夥伴關係一旦出錯，後果可能會很嚴重。炎症性腸道疾病、自閉症、多發性硬化症、肥胖症、糖尿病和慢性疲勞綜合徵似乎都與微生態失調（即微生物組失衡）有關。就在本月，有新聞稱人類腸道微生物會影響患者對一種流行的抗癌新療法——免疫療法——的反應。體內存在大量某種細菌的患者對這種療法反應良好，而殺死這些細菌的抗生素則會影響療效。
這個發現揭示了一個重要的理念。抗生素移除了菌群基因組中輔助免疫療法的基因，實際上是編輯了整個菌群的基因組。如今，研究人員正在努力開發編輯人類基因組的方法來改善人今，研究人員正在努力開發編輯人類基因組的方法來改善人類健康，而這並不容易做到。但通過添加或篩除特定的菌種，也就是增減其所攜帶的基因來編輯微生物基因組從理論上說要容易得多，而這同樣可以改善人類健康。許多對此抱有希望的公司正在這條道路上探索。
腸臟本能
最近微生物組醫藥引起了廣泛的興趣，是因為人們逐漸認識到把糞便中天然攜帶的細菌從健康人體移植到病患身上的療效。這種做法至少可追溯到1700年前，當時中國的醫生開始使用美其名日"黃龍湯"的方子治療嚴重腹瀉的病人。與此類似，世界上一些地方用溫熱的駱駝糞來治療痢疾。
引發腹瀉的艱難梭菌會在接受大劑量抗生素治療的患者體大量繁殖。糞便菌群移植(FMT)目前便主要用於抑制這種細菌的繁殖。移植物改變了患者體內微生物組的構成，從而抑制艱難樓菌的繁殖。研究人員已做了大量工作改進FMT,不僅用它治療艱難梭菌感染，還可能將其用於與微生態失調有關的其他疾病。新的膠囊版FMT俗稱"糞囊"(crapsules)。
不過，用這種方法移植整個微生物群有點簡單粗暴。位於明尼蘇達州羅斯維爾(Roseville)的Rebiotix公司正在開發一種更精細的方法：健康腸道細菌的標準化液體懸浮液。正如人們可能預想的那樣，它在臨床上最先進的應用是預防艱難樓菌的複發性感染。但該公司也在尋找小兒潰瘍性結腸炎(一種炎症性腸病)、多藥耐藥性尿路感染、耐萬古黴素腸球菌鹹染和肝性腦病的治療方法。肝性腦病是晚期肝硬化最常見的併發症之一，數據表明部分致病原因是腸道細菌產生的氨。
其他公司的研發目標更為精準，只選擇和提供它們認為有益的微生物。這種方法有時被稱為"細菌作藥"(bugs asdrugs)。例如，馬薩諸塞州劍橋市的一家生物製藥公司的研究人員認為，特定微生物的恰當組合可以催化整個細菌生態系統的轉變，具體來說就是從支持疾病的系統轉變為支持健康的系統。為此，該公司正在研發特定用途的專利菌群配方。其中一個用於治療複發性艱難樓菌鹹染的菌群配方在臨床試驗中失敗，目前正以改進的配方重新試驗。另一項臨床試驗針對潰瘍性結腸炎，還有一項試驗針對艱難樓菌的首次感染。
與這種將"好"細菌(及其基因)加入菌群相反的方法是去除不好的細菌。位於洛杉磯附近瑪麗安德爾灣的Therapeutics公司採用的正是這種策略。該公司正在開發一種專門針對變異鏈球菌的抗菌肽(一種小分子蛋白)。變異鏈球菌存在於口腔中,被廣泛認為是導致齲齒的主要細菌。該公司目前正在測試療效的藥物是一種非特異性抗菌肽，是和另一種僅與變異鏈球菌結合的肽一起製成的。變異鏈球菌被去除後，在口中留出了"空生態位”，不過很快就被能減少齲洞的其他鏈球菌所佔據。
去除微生物組中某些細菌的另一種方法是利用叫作噬菌體的病毒攻擊特定的細菌種類。舊金山的Epi Biome和巴黎的Eligo Biosciences公司都希望能夠利用有選擇性地攻擊特定細菌的噬菌體，這能產生極精細的抗生素。Epi Biome試圖分離出能夠最有效殺死有害菌的噬菌體，Eligo則在嘗試用一種能切斷細菌DNA的基因編輯技術來武裝噬菌體，從而殺死有害菌。
舊金山的Blue Turtle Bio和馬薩諸塞劍橋市的synlogic公司也將編輯細菌基因組提上了工程。這兩家公司都希望能改造腸道細菌以持續供應患者體內缺少的物質，比如苯丙酮尿症這種遺傳性疾病患者缺少的某種酶，這種缺失會導致名為苯丙氨酸的化學物質積累到毒性水平。
打通關聯
最後一個與微生物有關的醫學方向是嘗試準確識別微生物產生的哪些物質會影響人類健康，無論最有益的還是有害的。成熟的製藥企業對此尤其咸興趣，它們希望在這種知識的弓導下能夠發現自己本來就擅長生產的產品。例如在一年前，領先的免疫治療公司百時美施貴寶(Bristol-MyersSquibb)宣佈與巴黎的Entero公司合作，聯合開發基於腸道微生物組的藥物和診斷技術。與此同時，舊金山的Second Geno公司已經開始研究微生態失調和自閉症之間的顯著關聯，希望研製出某種藥物干預。
法國風險投資公司Seventure有許多微生物組方面的投資，老闆伊莎貝爾·德。克萊姆注意到，最早投入這個領域的企業通常是在胃腸病治療領域，這與菌群實際是在腸胃中生存有關。不過她說，關於微生態失調的科研論文主題越來越多地轉向癌症治療，預計生物技術公司也將轉向這一領域。的確，她投資的兩家公司Enterome和位於馬薩諸塞劍橋市的 vedantaBiosciences都已開始專注於抗癌。
腸道中來來往往的微生物可以影響癌症的發展，這樣的說法乍聽起來不可思議。但微生物基因極具多樣性，其中一些幾乎必然存在著這樣的副作用。從黃龍湯到免疫療法確實還有很長的路要走，不過，這趟旅程看起來將會讓人類受益匪淺。
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