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提到微生物組這個術語，大多數人很快會想到腸道、益生菌，甚至糞菌移植。但是該術語實際上是指存在於人體表面和人體中所有的微生物及其遺傳物質總和，而女性的陰道中也存有微生物。 近年來，關於陰道微生物組的研究不斷增加，近日，馬里蘭大學醫學院的研究人員發布了首個陰道微生物基因集，並創建了一家名為 LUCA Biologics 的公司。目前，該公司正在基於該基因集研髮針對復發性尿路感染的微生物候選藥物。 今天我們特別關注該研究及 LUCA Biologics 公司，希望該文能夠為產業人士和學術界人士帶來一點關於微生物組轉化的啟發與幫助。 陰道微生物基因集：VIRGO 女性的陰道中存在微生物，儘管對這一部位的研究相對落後於對身體其他部位的（尤其是腸道菌群）研究，但是近年來，陰道菌群的研究速度在不斷加快。 近期，馬里蘭大學醫學院（UMSOM）基因組科學研究所（IGS）的研究人員在Nature Communication 雜誌上發布了一個陰道菌群研究的新工具 VIRGO，這是陰道菌群的第一個基因集。 該基因集基於團隊獲得的 264 個陰道拭子樣本的宏基因組數據和 308 個陰道細菌菌株的全基因組序列測序數據構建，最終含有在陰道中活躍的細菌、病毒和真菌的大約一百萬個基因的序列，代表了陰道中存在的 300 多個不同的物種。 該研究的通訊作者馬里蘭大學醫學院微生物學家 Jacques Ravel 說：「即使在微生物相對豐度較低的情況下，我們的 VIRGO 依然能夠幫助你發現這種微生物的貢獻，這就是該工具的優勢。」 另外，Ravel 也是 LUCA Biologics 公司的聯合創始人兼首席科學家。LUCA Biologics 公司是一家致力於開發可改善女性健康狀況的生物療法的生物技術公司，目前，該公司已經正在利用 VIRGO 的數據開發針對不同疾病的微生物候選藥物。 ... Lactobacillus crispatus 圖片來源：Getty Image 近期 Technoogy Networks 雜誌對 Jacques Ravel 博士和 Luba Greenwood 博士（LUCA Biologics 公司的執行長）進行了採訪，以了解更多關於陰道菌群的信息，以下是採訪內容： 什麼是「最佳」的陰道菌群？ Jacques Ravel（JR）：陰道是一個獨特的環境，陰道的微生物之間發生著相互作用，同時與宿主粘膜也發生著相互作用。陰道菌群與人體宿主具有共生關係，對維持人體健康發揮著重要作用。 一個「最佳」的陰道菌群通常由四種已知的乳酸菌中的一種所主導，而這四種乳酸菌都是在陰道中被發現的。這些乳酸菌代謝宿主粘膜產生的糖原並產生大量的乳酸，從而使陰道內部的酸鹼度小於 4。這種高酸性的環境可以抵禦病原體，並具有抗炎特性。 長期以來，人們認為低複雜性生態學（例如，一個由單一優勢乳酸菌菌株組成的微生物群）與最佳陰道菌群相關。 然而，我們對陰道菌群組成和遺傳的研究表明，一個理想的陰道菌群是由同一種乳酸菌的多個菌株組成，它們之間通過發生相互作用而形成一個複雜的生態網絡。 我們利用 VIRGO，揭示了女性陰道菌群的遺傳多樣性，以及陰道內的細菌種類組成。這種對菌株廣泛的遺傳組成的新理解，有助於我們思考如何改善陰道微生物組的整體功能。 而且這一認知，正在改變我們通過基於微生物學的療法來調節陰道菌群的方式，從而進一步改變我們預防和治療疾病的方式。 VIRGO採用了什麼研究方法？ JR：大多數研究人員主要使用 16S rRNA 基因測序。所有的細菌都攜帶由蛋白質和 RNA 組成的核糖體。通過對編碼核糖體 RNA 的 DNA 序列進行擴增和測序，科學家們可獲得一個微生物群落中細菌的種類和比例。 然而，了解微生物群落的組成並不能提供關於其功能的任何信息——它能做什麼或它實際上在做什麼。因此,該方法有很多局限性，僅僅描繪了一幅不完整的圖景。 基於測序的新技術和新手段已經被開發出來，它們可以提供微生物群落更多、更詳細的關於功能的理解。這些方法包括宏基因組和宏轉錄組。換句話說，這些工具能夠讓我們更加全面地了解細菌的存在，以及它們究竟在做什麼。 VIRGO 是第一個描述微生物組功能和陰道內物種變異的參考資料庫，由美國國立衛生研究院（NIH）資助。 在構建 VIRGO 時，我們注意到代表每個物種的基因數量都比一個菌株的基因組所編碼的基因數量要多出很多。 例如，每一株捲曲乳桿菌（這一物種通常對陰道健康起著有益的作用）平均含有約 2000 個基因。然而，在 VIRGO 中，有超過 5500 個基因代表著捲曲乳桿菌。這表明我們捕獲了大量的菌株，而每個菌株都貢獻了一組獨特的基因，所以其總數超過 5500 個。 更有趣的是，我們發現一名女性陰道中定植的捲曲乳桿菌平均攜帶有 3000 個基因。這告訴我們，這名女性體內存在著大量的捲曲乳桿菌的菌株。 對於我們在陰道中能夠識別的幾乎所有物種而言，這種現象都存在。這是一項新奇的發現，它正在改變我們對陰道生態系統的理解。 VIRGO 後續可用於分析用戶的宏基因組或宏轉錄組，方法是將用戶的序列數據映射到 VIRGO 中。與需要專業知識和大型計算機基礎設施的傳統方法相比，這種方法速度快，計算效率高。 ... 陰道微生物 如何與某些的病理狀況發生關聯？ JR：有強烈的跡象表明，微生物群落的健康與微生物組成和功能的「彈性」，或其在破壞後恢復平衡狀態的能力相關。 我們知道，陰道菌群組成的不平衡可能在細菌性陰道病、尿路感染（UTI）和包括衣原體或愛滋病毒在內的性傳播感染等情況中發揮作用。缺乏一種健壯的、以乳酸菌為主的且多功能的陰道菌群，為病原體或厭氧菌侵入或開始生長留下了空間。 陰道內的乳酸菌在預防感染方面起著至關重要的作用。它們通過產生乳酸和其它物質使陰道內的環境變得對其它細菌不適宜，並通過覆蓋粘膜細胞使得病原體無法附著，以及通過吸收「壞」細菌生長所需要的資源來保護陰道。 因此，在病理狀態下，陰道菌群的變化表現為陰道菌群中乳酸菌種類的缺失和厭氧菌的存在。 從長遠來看，依靠抗生素治療陰道感染的標準方法可能會適得其反，因為它使得我們的微生物喪失，而不是促使其生長。 在 LUCA Biologics 公司，我們正在開發活體生物療法，這將有助於對抗感染，並加強陰道菌群，以幫助保護婦女免受這些病痛。 請介紹一下 LUCA Biologics公司的情況？ Luba Greenwood (LG)：LUCA Biologics 是我們於 2019 年 8 月成立的一家生物技術公司，其使命是為廣大未被滿足健康醫療需求的女性開發活體生物療法。 LUCA 利用 VIRGO 平臺來識別和驗證能夠調節陰道微生物組和泌尿道微生物組的菌株。公司的新型基因集 VIRGO 促使了旨在調節陰道菌群以預防和治療疾病的 VMSCs（陰道菌群穩定聯盟）的籌備建立。 我們的首要目標是復發性 UTI、細菌性陰道病和早產這三種疾病。但 VIRGO 平臺提供的深入見解確實使我們能夠重新評估針對女性陰道健康的許多問題的醫療方法，並據此更好地設計未來的治療方法。 什麼是基於微生物的療法？ LG：以微生物為基礎的治療學，是一類新型的生物藥物。它能傳遞微生物，用於治療或預防受微生物群落影響的相關疾病。 我們在市場上銷售益生菌補充劑已有很長一段時間了，但目前正在開發的活體生物藥（LBPs）卻被認為是一類藥物，並接受嚴格的實驗室、臨床和監管評估，以確保其安全性和有效性。 製造過程通常包括在嚴格控制的條件下培養微生物，然後將其保存並整合到最終的交付樣式中。有各種各樣的細菌、病毒，甚至真菌正在被開發成活的生物療法，而且每一種的製造過程都是獨一無二的。 ... LUCA Biologics公司 首個候選藥物的進展情況？ LG：我們公司的第一個治療方案將針對復發性 UTI，據世界衛生組織估計，它將影響全球一半的婦女，是美國最常見的細菌感染。 該候選藥物的臨床試驗將由哈佛醫學院牽頭，在麻薩諸塞州總醫院（Massachusetts General Hospital）進行，預計將於今年開始。 作為治療的一部分，我們將觀察特定微生物直接定植於陰道的情況。這與通過口服途徑（如補充益生菌）來調控微生物的標準做法不同，後一種方法的研究顯示，通過消化系統攝入到達陰道的微生物量非常低。 而我們相信我們對給藥方式的改進將與我們從建立 VIRGO 平臺中所獲得的深入理解相結合，能夠讓我們的方法提供更加有效的新型治療選擇，以促進世界各地婦女的健康。 開發這類藥物有什麼安全考慮？ LG：在進入人體臨床試驗之前，需要進行廣泛的臨床前測試，以確認活體生物藥的特性、質量、純度、安全性和功能性。從實驗室到臨床，在整個開發過程中都要仔細檢查這些方面。 另外，在細菌治療方面還要考慮一些必須考慮的關鍵因素，比如是否攜帶可轉移的抗菌素耐藥性基因、是否具有毒性和感染性的菌株以及遺傳標識的確認等問題。 ... 未來五年，陰道微生物會如何發展？ JR：陰道微生物組的研究才剛剛開始，研究涉及到菌群之間的相互關係到菌群和功能的因果關係。 我對像 VIRGO 這樣的公共資源的進一步開發由衷感到興奮，它為我們提供了一種在機制層面上的理解，使得我們能夠更好地了解微生物群落究竟在做什麼，而不僅僅是在那裡究竟存在什麼。 我們也開始了解陰道微生態系統中其它種類微生物的重要功能，包括病毒和酵母。有了這些深入理解，我們就可以開始實施微生物系統方法，並積極地調控生態系統轉向穩態，從而促進健康。 LG：這種新見解的最大影響之一是，讓生物療法替代抗生素，並成為婦女健康狀況的護理標準。抗生素在很多情況下是至關重要的，但它們對細菌的非特異性殺滅會使受破壞的陰道菌群更加容易發生再次感染或者舊病復發。 通過提供更多促進陰道微生物組的健康醫療選擇，我們將積極促進疾病的預防和阻止抗生素的濫用，這對健康和醫療保健系統會產生許多積極的影響。 原文連結：https://www.technologynetworks.com/biopharma/blog/targeting-the-vaginal-microbiome-for-urogenital-and-reproductive-health-332243

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文章來源取自於：

每日頭條 https://kknews.cc/health/3y2rjja.html

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