「吃屎」可以減肥？！這些微生物基因測序公司沒開玩笑

國際

科技

2016-09-07 |

虎嗅網

1814

全文 3021 字，閱讀時間預計 3 分鐘。你將看到：無處不在的微生物，無所不能的微生物基因測序。

深藍盤點了這 3 家初創公司，利用微生物基因測序完成了許多不可能完成的任務：

有望根治消化道頭號怪病的 Enterome Biosicence

看你嘴裡有什麼微生物的 uBiome

在乾旱地區提高棉花產量的 Indigo

微生物基因測序技術準備好了，商業化剛剛起步，這是一片亟待開採的市場。

深藍Deeperblue 撰稿：Judy，編輯：房宮一柳季星，顧問：譚驗，製圖：Judy 房宮一柳

你以為你每天剋制飲食，勤於鍛煉，就一定會瘦嗎？

實驗證明，與其刻苦減肥，不如「吃屎」。

2009 年，美國微生物科學院院士、上海交大教授趙立平通過微生物基因組測序技術，證實肥胖與雙歧桿菌減少、硫酸鹽還原菌增加正相關。為了改變胖子的腸道菌群，美國麻省總醫院研發了一種「有味道」的技術：把瘦子的糞便製成減肥葯。這項技術稱為「糞菌移植」，已經成為微生物組產業三大支柱之一（微生物基因組檢測、微生態藥物以及糞菌移植技術）。

聽起來有些難以下咽，但學界認可：目前糞菌移植技術在 SCI 上已有 614 篇相關文獻發表。

我們的腸道裡有上千種微生物、萬億個微生物細胞。如何知道哪一種微生物能夠幫助減肥？哪些微生物會讓人變胖？

腸道中有雙歧桿菌、大腸桿菌、優桿菌、類桿菌等上千種微生物。

這就需要用到微生物基因組測序和分析。簡而言之，就是對微生物進行基因測序，然後放到數據庫中進行比對，繼而分析出微生物的種類，哪一種有益，哪一種有害，甚至各自的功能。

2016 年 5 月，奧巴馬政府推出「國家微生物組計劃（NMI）」，啟動資金超過 5 億美元。國際上已有 8 個人體微生物組計劃，9 個環境微生物組計劃。人類投資數十億美元，試圖用基因測序精準描繪十幾萬種微生物的遺傳信息。

為什麼微生物的基因會受到如此重視？

目前人體與動物基因組已測序完畢，數據庫完備。而微生物基因組測序比前兩者整整晚了十年。

微生物組測序這片未知領地一經探索，可推動以下三個領域的發展：

1、微生物可以應用於臨床診斷和治療

例如，如果我們想要避免做腸鏡，可以以糞便為樣本，檢測腸道菌群，找出失調的微生物，與已知的病癥對應菌群分佈進行對比，診斷病情。進而研發出相應藥物對失調的微生物進行激活或者抑制。

人體自身攜帶 1000 萬億個微生物細胞，總重量加起來超過 1 公斤。微生物與人體互利共生，互相影響健康。科研已證實腸道菌群失調與肥胖症、糖尿病、精神疾病等等有直接關係。

2、微生物可以應用於保健品行業

比如某些酸奶就主打益生菌和益生元對腸道的益處。不同菌種、不同菌株和配比，能產生不同功效，可根據每種人群的腸道菌群，針對性研製益生菌產品，還可用腸道菌群測序結果來評價保健品的調理效果。

3、微生物可應用於農業

微生物養料可精確定製不同農作物所需的微生物養料，可顯著提高農業產量。

圖為非洲最大的棉花基地 Burkina Faso，主席 Christian Kabore 在採訪中表示，棉花產量已經不足了。

1995 年，生命科學家弗雷徹曼（ Fleichman ）完成了流感嗜血桿菌的全基因組測定，微生物基因測序的研究啟動。2016 年，微生物基因測序已做好廣泛應用的準備。為什麼這麼說呢？

第一，基因測序技術經歷了三代革新，第三代測序技術時間縮短、成本降低，讓大規模微生物組測序成為可能。對於一個微生物的全基因組，第一代測序技術要 100 台儀器、數年、數十萬美元才能測完。而現在一台儀器、十分鐘、幾千美元就能測。

第二，微生物基因的數據庫越來越大、越來越精準。

2007 年，美國啟動了 900 個微生物組測序的「人類微生物組計劃」，目前已接近完成。截止 2015 年，在美國國家生物技術信息中心（NCBI）的公開數據庫，已收錄 4517 種細菌、 3926 種病毒、 272 種古生菌的全基因組序列。

第三，雲計算、機器學習在生物方面的應用開始普及。

微生物組信息量極大。如果把 NCBI 的微生物組數據用 DVD 儲存（平均 700 MB），這些 DVD 壘起來有 4 個世界第一高樓迪拜塔高。雲計算的出現，能夠突破本地儲存對硬件的高要求。

微生物基因的數據信息複雜。即使最新測序技術也無法突破測序結果誤差大，不完整的瓶頸。這些碎片化，有錯誤的的微生物信息難以正確比對數據庫中的信息。而機器學習算法發展，能夠有效，快速得分析數據。

在歐美，「微生物組測試」正在從實驗室走向市場

在中國，微生物組測序服務只針對科研，提供者如華大基因、諾禾致源、美吉生物等。目前，微生物組測序的商業應用一片空白，人們正期待新的產業誕生。

目前，將微生物組測序進行商業應用的公司大部分處於初創階段，主要集中在法國和美國兩個國家。應用於醫療診斷，農業和保健食品三個領域。深藍挑選出了三家相對成熟的創業公司，挑選依據如下：對應市場需求點、技術可靠程度、創始人背景。

1、Enterome Biosicence

創始團隊通過研究腸道菌群基因組開發藥品，有望根治號稱消化科「頭號怪病」的克羅恩病。這是一種病因不明、反覆發作、無法根治的腸道炎症性疾病。團隊發現，形成該病的主要原因是粘附侵襲性大腸桿菌（AIEC）過多，造成腸道黏膜病變。這款能有效抑制大腸桿菌增殖的藥物正處於人體臨床試驗階段。

Enterome Bioscience 官網界面，主打多年資深微生物基因組研究技術。

Enterome Bioscience 2012 年成立於巴黎，今年 5 月在位於波士頓的生物醫藥創業硅谷——肯德爾廣場（ Kendall Square）開了一家分公司。肯德爾廣場緊鄰哈佛、MIT，是世界生物技術研發重鎮。公司獲得了兩輪共 1750 萬歐元融資，投資方包括微生物投資的全球領導者 Seventure Partners 及雀巢等。

【公司亮點】

1）歐美有約 100 萬克羅恩患者，其中 50% 中重度患者需進行長期治療。然而，服用免疫抑製劑和手術等治療手段只治標不治本。據估計，在 2020 年將有 60 萬中重度患者，意味着 56 億美元的市場。

2）創始人達斯庫 · 艾瑞里奇（ Dusko Ehrlich）擔任法國國家農業研究所（INRA）的研究總監，領導開發了 INRA 宏基因組平台。艾瑞里奇曾在科技期刊發文超過 350 篇。他參與過多個國際微生物組計劃。其餘兩位核心人物均有超過 15 年的微生物組科研經驗。

3）Enterome 獲得法國國家農業研究所（INRA）技術和資金支持，擁有超過 20 年的研發歷史，是微生物組應用的先驅。

4）Enterome 基因組數據庫完備，包含所有糞便微生物的全基因組。

5）公司的合作夥伴包括強生製藥，梅奧診所，藥物開發公司艾伯維，武田藥品工業株式會社等。Enterome 利用其專有的完備基因組數據庫，和這些公司共同開髮針對克羅恩病、運動障礙疾病等微生物相關疾病。

2、uBiome

這家公司可以為你口腔或腸道中的菌落測序。一個採樣套餐 89 美元，用戶自主採樣後將樣本寄回 uBiome， 4-6 周後收到報告。報告不僅包括腸道菌落的種類分佈，還可將你的結果與健康人、素食主義者、肥胖者、嗜酒者等等對比。多次測試後，還可以比較不同時間的菌落分佈。

uBiome 網站界面，展示單次或多次測量套餐產品，自主測試，方便用戶。

2013 年，uBiome 作為全球第一個對大眾開放微生物組測序的商業公司，最初的資金由網絡眾籌得來，共吸引到了 2500 個參與者的 35 萬美元支持。2014 年，uBiome 獲得種子輪 150 萬，A 輪 450 萬美金的融資，後成功選入 Y Combinator 以及由 PayPal/Google 創立的 500 Startups.

【公司亮點】

1）uBiome 主要提供個人基礎測序服務，利用雲服務儲存與機器學習，最後將分析結果整理成生動直觀，用戶容易理解的報告。

2）可以分析的微生物來源廣。公司不僅可以分析口腔、腸道中的菌落，還可以分析鼻子、皮膚、生殖器的菌落。除了人體，uBiome 已經分析了腫瘤活檢樣本、豬的糞便、海水裡的微生物等等。

3）開啟多方合作，建立商業生態系統。uBiome 為益生元公司 ISOThrive 提供微生物基因測序服務。同時，uBiome 與美國疾病控制與預防中心合作，對至少 1 萬份病人糞便樣本進行測序分析，拓展數據庫。此外，uBiome 還向醫療領域進軍，與醫療機構 OpenBiome 的臨床醫生合作，研究糞菌移植技術。

3、Indigo

Indigo 今年 7 月剛發布首款產品 Indigo Cotton 。這款 100% 環保產品，通過微生物組測序，將乾旱地區的棉花產量提高了 10%。而現代農業的產量年增長僅為 1%。