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微生物基因組產業起步 資本提前布局謀求百億級市場

上周,基因圈有一家叫“弘睿康(hcode)”的生物科技公司拿到千萬級Pre-A輪投資。

這家位於深圳的公司,創始人胡鵬也是“華創系”出身。有意思的是,他們關註的並非人體基因組,而是生存於人體內或皮膚表面的微生物群基因組,以此來判斷人體菌群的特征,制定解決方案,從而指導人的健康管理。

這一領域被稱為“人體微生物組學”。作為人體基因組的有效補充,微生物基因組相關的研究和產業正在國際上快速發展,國內此類公司雖然相對較少,但也已經開始產業化。國內外對人體微生物組的應用方向包括,生物治療(Biotherapeutics),微生物組檢測,菌群移植等。

業內人士認為,人體微生物組很有可能會掀起精準醫療的下一個浪潮,微生物基因組的市場空間將達百億到千億級,當然這有賴於產業化過程中相關產品的開發和應用。

五大行業將引發變革

近年來,人體微生物組在國際上的研究和產業化逐漸火熱起來,究其原因是因為,它能從人類環境層面反映人體的健康狀況,特別是一些慢性疾病的狀況,比如糖尿病、高血脂、肥胖等,通過糞便來檢測,對人來說是一種徹底無創的檢測手段。

人體微生物到底是什麽?山東基因科學研究院發起人、銳翌基因首席科學家秦楠表示,從出生開始,微生物開始在我們人體腸道里定植,到我們日常接觸的食物、空氣都存在大量微生物,我們的皮膚、口腔、腸道諸多部位都存在大量的微生物,可以說,人體就是一個含有微生物的超級生命體。

總體來說,人身上的微生物大約有1.5公斤,其中鼻腔內微生物有10克,口腔內有20克,肺部有20克,胃腸道有1000克,皮膚有200克,生殖道內有20克,絕大部分人體微生物分布在胃腸道,約占人體微生物總重量的80%以上。

科研是產業應用的基礎。華大精準營養科技有限公司首席專家陳蕾對第一財經記者表示,有兩個關於人體微生物組的奠基性研究,一個是人類腸道宏基因組計劃MetaHIT,由歐盟發起,8個國家14個研究機構參與,華大基因承擔了其中關鍵的測序與分析工作,從2008年1月1日到2012年6月30日,構建了第一個腸道微生物基因集,包含330萬個基因,是近年來腸道微生物研究的里程碑。另一個是由美國國家衛生院發起的人類微生物組計劃,從2008年到2013年,采集了人體各個部位共超過5000份樣本進行了測序和深入的分析,繪制了人體相關的微生物圖譜,並破解了3000種微生物前基因組,初步建立了人體共生微生物參考數據庫。

後續的一些研究也發現了一些有趣的現象,比如幽門螺桿菌是最常見的有害微生物,引起潰瘍;乳酸菌可以減輕壓力和焦慮;甲烷短桿菌,人體內大部分的甲烷都是它產生的;雙歧桿菌可以治療多種腸道疾病;瑞士乳桿菌與降低焦慮和憂郁有關;長雙歧桿菌與降低焦慮和憂郁有關。

陳蕾表示,在人體的器官中,腸道是最大免疫器官,掌管70%以上的免疫功能。檢測腸道菌群可以用於伴隨診斷,所以出現了一些和腸道菌群相關的研究。華大基因作為國內基因行業龍頭機構,在國際上發表了一系列關於腸道菌群的研究結果,比如腸道微生物與II型糖尿病、結直腸癌的關聯研究,嬰兒早期腸道菌群發展研究,口腔、腸道微生物菌群和類風濕關節炎之間關系的研究等。

此外,華大基因還跟加州大學合作,做過自閉癥的分析,對患有自閉癥譜系障礙的雙胞胎和他們的父母進行了全基因組測序。科學家們試圖從腸道健康角度來治療自閉癥患兒,未來可能會有突破。

繼2015年美國宣布啟動精準醫學計劃之後,今年5月,奧巴馬政府宣布美國國家微生物組計劃NMI(National Microbiome Initiative)啟動,該計劃共出資5.21億美元,想要實現三大目標:首先支持跨學科研究,以回答多樣化生態系統中微生物組的基本問題,比如什麽是健康的微生物組;其次,開發檢測、分析微生物組的工具,如實時檢測空氣、土壤、水或人體微生物的手持傳感器;第三,因為此領域人員不足,所以要培訓更多的微生物組相關工作人員。

秦楠認為,美國微生物組計劃的啟動可能會給五大行業迎來變革,首先是醫療健康行業,現在大量研究發現炎癥性腸病、大腸癌、II型糖尿病、肥胖、肝硬化、冠心病、動脈粥樣硬化、風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、抑郁癥、自閉癥等眾多慢性病與人體微生物組密切相關。

第二個領域是體外診斷行業,根據人體微生物組設計的各種疾病高相關性分子標記物,可以用來進行慢性疾病的早期檢測包括早期發現、早期預防和早期幹預。

第三個領域是健康管理行業,人體微生物組菌群成分的變化,可以在人體內環境層面反映人體健康特征,菌群就像人體健康的“晴雨表”,可以實時對人體的健康進行監控。

第四個行業是保健品行業,此前太多保健品效果和作用含混不清,基於健康監控的手段,可以促進保健品條例評價體系的形成。

最後一個是傳統中醫藥行業,基於微生物組大數據的療效評價體系,可以促進中醫藥治療效果的標準化,這也有利於中醫藥事業走向世界、走向國際市場。

國外微生物組產業化更快

雖然中國的微生物基因組產業應用才剛剛起步,但未來市場空間不容小覷,需要有更多玩家和資本進入。華大股份首席產品官彭智宇表示,未來,整個二代測序分子診斷的市場規模,無創產前基因檢測在80億到100億,孕前篩查在240億到320億,新生兒篩查百億到千億,腫瘤市場在百億到千億,微生物基因組的市場也有百億到千億。

第一財經記者了解到,國外微生物組產業化的進程比中國更快,有相關的產品在臨床上應用,也有公司已經進入資本市場。

微生物組的相關產業主要有三個方面,生物治療(Biotherapeutics),微生物組檢測,進行菌群移植。

生物治療主要是開發以人體微生物組為靶點的藥物或制劑,國際上影響較大的公司有,Second genome(主要關註傳染性、免疫性和代謝類疾病)、Seres therapeutics(傳染性疾病、代謝類疾病和炎癥)、Vedantabiosciences(自身免疫性疾病和炎癥) 、MicroBiome therapeutics(糖尿病和肥胖)和AssemblyBiosciences(研發一種治療艱難梭狀芽孢桿菌感染的口服藥劑)。

微生物組檢測是檢測身體不同部位,比如說口腔、腸道、皮膚等部位的微生物變化,對身體健康進行實時監測,然後通過比較微生物變化來提醒客戶應該吃點什麽食物或者應該多做些什麽運動;相關公司主要有uBiome、 Arivale和The American Microbiome Institute等。目前uBiome公司一款微生物檢測試劑盒已經上市,共分三個定位,89美元、199美元和399美元,檢測的部位不同,價格越高,檢測內容越全面。

菌群移植的公司主要是通過收集一些健康人的糞便,經過處理之後將腸道菌群轉移到病人腸道中來修複病人的菌群系統,實現腸道及腸道外疾病的治療,國外的公司有Open biome、MaaT Pharma和Rebiotix。

而國內基於微生物組應用的公司也多集中於這三個方面,但相對來說數量還較少。弘睿康是一家以人體微生態為關註對象,提供健康服務的公司,華大基因孵化的華大精準營養科技有限公司則選擇將對人體有益的益生菌制成優美達片劑和益生菌粉,針對嬰幼兒、成人以及女性生殖道健康。

陳蕾特別強調了女性生殖道健康可以通過補充益生菌來實現。她說,通過嬰兒早期腸道菌群研究發現,嬰兒順產和剖腹產對腸道菌群有一定影響,剖腹產的孩子腸道菌群對抗生素的耐藥性更強。所以,這就引起對女性生殖道健康的關註,生殖道越健康,順產的孩子經過產道就是一種保護。通過對女性生殖道的菌群分析,發現女性要從備孕開始就需要被包圍在有益菌的環境里。

陳蕾表示,益生菌行業產業潛力非常大,可以應用的範圍廣,有統計稱,全球益生菌產業年均增速20%。益生菌的選擇的背後需要有科研支持、動物實驗、臨床支持,國內公司多處於積累腸道微生物樣本量的階段,只有樣本量夠大,檢測和應用才會更精準。

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