瞄准婴儿和癌症,这家微生物组新锐开展大规模真实世界研究
JONATHAN SMITH 2022-11-10
肠道微生物组失调或许与新生儿和癌症患者的各种健康问题有关。

当前,微生物组在生命早期生长发育过程中的作用以及其对癌症的影响成为了领域内的研究热点。而美国的一家名为Persephone Biosciences的微生物组公司也正是将婴儿和癌症患者的肠道微生物组作为其重点研究方向。

今天,我们共同关注Persephone Biosciences公司。希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发和帮助。

从工业生物技术到微生物组

肠道微生物组研究在过去几十年里取得了长足的进步。该领域的一个关键发展点是在21世纪10年代初——粪菌移植在治疗艰难梭菌感染方面变得越来越普遍时。而如今,新一代有针对性的、经工业化加工的微生物组疗法正在准备进入市场,其中,Seres Theraputics和Ferring Pharmaceuticals公司是相关领域的领军者。

尽管微生物组行业进展连连,但是在该行业能够充分利用肠道微生物组对人类健康的影响力之前,仍有许多东西需要学习。

“我们发现微生物组缺乏真正的产业化,”总部位于圣地亚哥的Persephone Biosciences公司联合创始人兼首席执行官Stephanie Culler说道,“我们只是触及表面,要想了解它和真正地利用它还需要更多创新。”

Persephone公司的联合创始人最初在工业生物技术公司Genomatica工作,该公司把微生物当作一个用于生产工业化学品的可持续小型工厂,并对这些微生物进行了工程化设计。随后,他们离开了这家公司,并于2017年成立了Persephone公司,并将公司的研究重点放在微生物组上。

“微生物组领域的许多其他公司的创始人都来自传统的药物开发公司。”Culler解释道。

虽然确实需要了解药物开发,但对于微生物组领域而言,其仍处于起步阶段,因此,这些想要利用微生物开发药物的公司需要能够筛选成千上万种不同的细菌菌株组合,拓宽领域内有限的药物靶点范围。

“而我们在工业生物技术方面的背景——如何创建平台来筛选用于创造新产品的微生物菌株才是现在真正需要的。”Culler说。

增强免疫系统对抗肿瘤

Persephone公司战略的一个重要组成部分就是收集大量的数据绘制微生物组,并识别出存在的细菌种类。通过与杨森(Janssen)公司合作,Persephone公司正在招募多达4000名参与者参加一项临床研究,以筛查实体肿瘤患者的肠道菌群。

这项临床研究的目标是识别出罹患特定肿瘤的高风险或低风险人群,并分析他们的肠道微生物组。然后,该公司将研究生物标志物,以指示如何更好地治疗甚至预防癌症。第一位患者已于2022年9月入组,该研究最终可能持续长达8年。

凭借从临床研究中收集的信息,Persephone公司计划开发一种可以治疗癌症的微生物组疗法。这种细菌疗法将经过基因工程设计,以产生关键的代谢物,从而帮助肠道恢复健康状态,并增强免疫系统对抗肿瘤的能力。

“我们希望开发一种对所有人都有效的药物,并识别出临床试验此前未能准确覆盖到的某些特殊人群,”Culler说,“我们努力保持种族(尤其是少数族裔)平衡,在某些情况下,我们甚至纳入了过多的少数族裔受试者,以便我们可以充分了解他们。”

揭开婴儿便便的秘密

此外,Persephone公司正在努力改善婴儿的肠道健康。许多婴儿的肠道微生物组中缺乏某些细菌,例如长双歧杆菌婴儿亚种。然而,这些微生物对于健康的消化系统和免疫系统的发育至关重要,缺乏这些微生物可能会导致日后出现过敏和胃肠道问题。

“我们在婴儿身上看到了一个涉及多代人的问题,我认为很多人不知道这一点。”Culler说。 可能会对微生物组产生不利影响的因素包括剖腹产、产妇饮食不良、使用婴儿配方奶粉和抗生素等。

为了应对这场危机,Persephone公司正在开发一种益生菌产品。其目的是使新生婴儿的肠道微生物组恢复到健康状态,并解决早产和出生体重过低引发的健康问题。与治疗癌症的微生物疗法不同,这类益生菌产品不含基因工程微生物。

该产品的开发将基于Persephone公司开展的一项旨在绘制2个月以下婴儿的微生物组图谱的研究。据Persephone的说法,该研究是目前为止针对2个月以下婴儿的微生物组的最大规模研究。该公司将从参与研究的父母那里收集捐赠的婴儿便便,并计划在2022年底完成研究。

“我们选择了2个月这个时间窗口是因为这实际上是免疫系统做出选择的关键时期:要么走上正确的发展道路,要么走上可能会导致食物过敏的道路。”Culler说。

Persephone公司需要克服的主要技术障碍之一是,肠道中的许多微生物并不依赖氧气生存。与好氧细菌相比,人们对这些所谓的厌氧细菌的遗传学了解更少,用于改造它们的基因工具也更少。

“其中很多厌氧细菌我们甚至不知道能否对其进行工程化设计,”Culle表示,“因此,我们决定与Ginkgo Bioworks公司合作,开发一些旗舰工具包,这在业内尚属首次。”

该公司需要解决的另一个障碍是监管程序。虽然美国食品和药物管理局(FDA)似乎对在临床试验中使用基因工程生物持开放态度,但Culler指出,随着这项技术越来越成熟,可能会出现进一步的监管规定。

下一步是什么

为了推进其研究,Persephone公司在2022年7月的种子轮融资中筹集了1500万美元。这轮融资由First Bight Ventures和Propel Bio Partners领投。

还有很多合成生物学公司也在筹集大笔资金开发微生物组疗法。例如,Novome Biotechnologies在2022年9月的B轮融资中筹集到4350万美元,用于资助一项2a期试验,测试一种用于治疗代谢紊乱高草酸尿症的活体生物药(LBP)。2022年3月,英国的Microbiotica公司在B轮融资中获得5000万英镑,为自己的微生物组疗法提供资金。

据Culler的说法,Persephone公司在数据收集方面上具备优势——因为任何他们正在追逐的适应证,他们都建有最大的真实世界数据库。

尽管微生物组研究已经进行了数十年,但该领域仍处于早期阶段,市场上还没有工业化加工的微生物组治疗药物。虽然早期的研究集中在应用基因组学绘制微生物组图谱,但Culler认为该领域在未来几年将发生变化。

“对所有人来说,微生物组的下一阶段的发展重点都将是功能,”Culler认为,“知道微生物组里有什么当然很好,但更理想的情况是我们知道它们在做什么,以便我们能够为有需要的患者开发有效的干预措施。”

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