号外!号外!微生物组研究位列国家重大颠覆性技术之首

来源: 药时代/DrugSNS

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(以下内容转自:微生物组创新创业者协会)

2017年将召开党的十九大,也是实施“十三五”规划的重要一年,是供给侧结构性改革的深化之年。为深入学习贯彻党的十八届六中全会和习近平总书记系列重要讲话精神,全面落实党中央、国务院各项重大决策部署,深入实施创新驱动发展战略,开启建设世界科技强国新征程,中共科学技术部党组【2017】1号文件指出,发展重大颠覆性技术,着眼国家未来发展的战略需求,在微生物组人工智能深地等领域,创新组织模式和管理机制,部署若干重大项目,加强原创性科学基础研究,积极推动技术突破。

微生物组(microbiome)是指一个特定环境或者生态系统中全部微生物及其遗传信息,包括其细胞群体和数量、全部遗传物质(基因组);它界定了涵盖微生物群及其全部遗传与生理功能,其内涵包括了微生物与其环境和宿主的相互作用。微生物组学(microbiomics)是以微生物组为对象,研究其结构与功能、内部群体间的相互关系和作用机制,研究其与环境或者宿主的相互关系,并最终能够调控微生物群体生长、代谢等,为人类健康和社会可持续发展服务。

近年来,高通量测序技术的飞速发展,克服了传统微生物研究中不可培养的特点,人们对微生物的研究也越来越深入,并相继开展了人体微生物组计划、地球微生物组计划等一系列国际性微生物组研究计划。其中在人体微生物组研究方面,由美国国立卫生研究院(NIH)资助的人体微生物组计划(The Human Microbiome Project,HMP)(2008年启动,投资1.7亿美元)及欧盟MetaHIT计划(2008年启动,投资2120万欧元)等,对人体(胃肠道,口腔,鼻腔、女性生殖道和皮肤等部位)微生物进行研究,并深入分析人体微生物与疾病之间的关系。2016年5月13日,美国白宫科学和技术政策办公室(OSTP)与联邦机构、私营基金管理机构一同宣布启动“国家微生物组计划”(National Microbiome Initiative,简称NMI),此次微生物研究计划阵容强大:美国能源部、航空航天局、国立卫生研究院、美国国家科学基金会、农业部都公布了相应的研究方向,同时还有100多家研究机构和企业团体参与该项计划,重点关注以下几个方面的研究:支持跨学科研究,解决不同生态系统微生物的基本问题;开发平台技术,对不同生态系统中微生物组的认识以及知识的积累,并提高微生物数据的访问;通过公民科学、公众参与,扩大微生物的影响力。

2016年10月,克利夫兰医学中心(Cleveland Clinic)在第14届国际医疗创新峰会上公布了“2017年10大医疗科技创新”,其中“利用微生物组预防、诊断和治疗疾病”位列第一。同时专家预计:2017年,微生物组相关元素是医疗行业最有前途的和有利可图的前沿研究和应用。在人体微生物组研究迅速发展的浪潮下,一些从事微生物组研究和诊疗的公司也如同雨后春笋般迅速涌现。有一些公司通过深入研究人体微生物在疾病发展及治疗过程中的作用,进行药物研发,开辟疾病治疗的新途径。Seres Therapeutics就是一家基于微生物进行药物研发的公司,目前公司有多款产品正处于研发或临床试验阶段其中用于治疗艰难梭状芽孢杆菌(CDI)感染的SER-109和用于治疗溃疡性结肠炎(UC)的SER-287研发最快。2015年6月,SER-109 用于治疗CDI的口服微生态制剂获得FDA “Breakthrough Therapy”。Evelo Biosciences公司是世界上第一家系统性开展肿瘤相关细菌免疫激活剂研究的生物技术公司。通过研究特定细菌与肿瘤细胞之间的共生关系,试图找到特定的菌株,使其能够激发人体免疫系统攻击肿瘤细胞,从而建立一套OncobioticTM 抗癌疗法。建立了一个针对癌症相关细菌(Cancer associatedBacteria CAB)和细菌免疫激活剂(bacterial immuneactivators BIATM)的研发平台,结合微生物学、免疫学、药理学和信息生物学的专业知识,研究免疫系统和微生物组间的相互作用。此外还有Second Genome、Vedanta Biosciences、Enterome等公司也有相关产品正在研发中。另外有些公司提供人体微生物组检测分析服务,以便对人体微生物进行深入了解,进而对健康进行管理。Arivale公司通过了解客户基因、血液、唾液及肠道微生物组等指标,制定相关计划(作息、运动及饮食等),促进人体健康。另外还有一些公司将传统粪菌移植技术规范化、标准化,并对相关医疗机构提供粪菌移植样品。OpenBiome就是一家专为医院提供粪便标本的非盈利性组织,是美国首家粪便银行,目前为止,已为全美800多家医疗机构提供粪菌移植样品,累计超过21000次治疗。

我国是进行微生物组研究较早的国家,最早参与了MetaHIT计划中人肠道微生物样品的测序及后续生物信息分析工作,提出了以肠道菌群为靶点的慢性病预防等新观点,相关研究成果已经处于国际并行甚至领跑位置。另外,我国幅员辽阔,人群遗传多样,加上地域性饮食和生活习惯的影响,都造就了我国具有丰富的环境和生物资源;中医中药在我国已有数千年的历史,所有这些都为我国开展人体微生物组的研究创造了不可替代的有利条件。同时,近年来我国在科技财政经费方面,国家自然科学基金资助经费逐年增加,加上“973”计划、“863”计划和中科院战略先导科技专项的支持,目前我国微生物学领域的研发经费每年近4亿元,大大促进了我国微生物组学的发展。

然而我们还需要承认,我国微生物组学的相关研究还存在诸多问题,研究的创新性和系统性还有待进一步提高。另外,微生物组学作为一门崭新的科学,在研究技术和方法创新方面需要多学科交叉,尤其需要生物学、数学、计算科学、物理等学科的交叉。因此,我们在开展微生物组学研究的过程中要加大不同学科、不同领域的研究。2016年7月,由微生物组领域专家杨瑞馥研究员秦楠博士联合发起成立微生物组创新创业者协会,旨在联合微生物组研究相关的单位、行业及资本的力量,为搭建本领域的公共服务及信息交流平台、促进国内外交流和发展做出卓越贡献。今年6月3日-4日,由微生物组创新创业者协会中国微生物学会分析微生物专业委员会联合主办,贝壳社锐翌生物科技联合承办,2017(第二届)人体微生物组创新未来者大会将于北京维景大酒店举办。会议邀请到国内进行微生物组学研究的主要专家,届时各位大咖齐聚一堂,共商微生物组学发展大计。

微生物组研究已经成为了各国科学家及政府关注的焦点,是世界各国科技发展的战略必争之地。很多国家都推出了自己的微生物组计划,我国推出自己的微生物组计划也是势在必行,但是在有限的时间和资源范围内,我们应坚持重点突破和整体推进有机结合的战略思路,重点开展关乎国民生计、对中国人民影响较大的重大疾病微生物组计划,总结经验,全面推广中国微生物组计划。

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