今(11)日，一年一度由圖爾思生技、台大醫院、中研院生物化學研究所、微生物嘉年華會委員會舉辦的「亞洲微生物體趨勢論壇」盛大展開，上午三場專題演講特別邀請Viome Life Sciences創辦人兼首席科學長Momo Vuyisich、陽明交通大學微生物及免疫學研究所教授黃雪莉、臺大醫學院神經部主治醫師林靜嫻教授，分享如何利用微生物體數據透過人工智慧(AI)協助精準營養、疾病診斷、治療發展，以及從個體的菌相差異開發次世代益生菌、和腸道菌與帕金森氏症關聯。
 

Momo Vuyisich：鎖定宿主/微生物RNA 大數據+AI破解疾病真相

 
Viome Life Sciences創辦人兼首席科學長Momo Vuyisich表示，和其他檢測公司不同，Viome的研究核心在於利用RNA數據揭示基因的動態表現。他指出，有別於DNA、RNA可提供健康與疾病之間的動態資訊，例如，克隆氏症患者在健康與疾病狀態下，其DNA並無明顯變化，但在RNA基因的表現上，卻能對應出不同的生理功能差異。
 
他也提到，疾病往往是宿主基因與微生物之間複雜交互作用的結果，因此，他們的研究不僅針對微生物體的功能分析，還結合了宿主基因型和表現型(Phenotype)的RNA數據。
 
Vuyisich進一步介紹Viome自2016年成立以來發展的技術平台，其核心的系統生物學平台「ViOS」，整合了超過50萬名客戶的數據，目前已建立包含RNA序列與表現型規模高達10的15次方(peta scale)等級的數據湖。
 
在透過機器學習模型分析下，Viome揭示多項疾病狀態的分子特徵，例如口腔微生物菌相與胃食道逆流有高度相關；以及不同腸道微生物在GABA合成量上的差異，如何進一步影響腸躁症(IBS)各亞型的胃腸功能表現。
 
Viome也促成多項創新應用落地，例如：個人化的營養，Viome透過腸道微生物的RNA表現與血液、唾液中的基因數據，以分析個人體內的生化學狀態。診斷應用方面，Viome開發敏感性高達90%的口腔與咽喉癌檢測工具，已獲得美國FDA的突破性設備資格，他們還推出基於糞便、唾液和血液數據的生物年齡測試，並提供相對應的營養調整建議。
 
在治療開發領域，Viome也與美國Scripps研究所合作，針對發炎症性腸道疾病(IBD)進行深入研究。他們利用機器學習模型識別與IBD相關的微生物與人類蛋白靶點，並計畫進一步開發治療性益生菌，調節炎症反應。
 
最後Vuyisich也強調，AI要成功還依賴龐大且高品質的數據，但要真正解開人體複雜的生物學仍需持續努力，他將目前的成果比喻為「iPhone 1」，要走到「iPhone 15」仍需要幾年的探索。


(攝影/李林璦)

黃雪莉：乳酸菌-乳酸利用菌交叉餵養共生關係 挖掘潛力次世代益生菌！

 
陽明交通大學微生物及免疫學研究所教授黃雪莉，分享其團隊針對乳酸菌與韋榮氏球菌屬(Veillonella)之間的交叉餵養(cross-feeding)機制研究成果。相較於目前已有益生菌應用的乳酸菌，韋榮氏球菌具有作為次世代益生菌的開發潛力。
 
黃雪莉表示，目前已有研究發現，韋榮氏球菌在菁英運動員體內的豐度較高，在高血壓的女性體內豐度較低，此外在多種疾病患者的體內也發現豐度較低的韋榮氏球菌，例如氣喘、自閉症、眼科疾病、敗血症、關節炎和發炎等。
 
她進一步說明，乳酸菌和韋榮氏球菌經常一起被分離出來，這是因為兩者之間具有互相餵養的共生關係。乳酸菌所代謝出的乳酸會被韋榮氏球菌利用，產生對人體有益的短鏈脂肪酸(例如乙酸、丙酸)，同時其他代謝物會回過頭來餵養乳酸菌。他們也在這兩類共生菌的共培養測試中，發現在缺少乳酸、有硝酸鹽的培養環境，能夠產生最多的短鏈脂肪酸。
 
團隊也從20多位臺灣人口腔中，分離出一系列乳酸菌和韋榮氏球菌，並發現不同種的乳酸菌在乳酸產量上差異不大，但不同種的韋榮氏球菌在短鏈脂肪酸的產量差異極大。他們目前正透過不同菌種的交叉培養，希望找出能生成最多短鏈脂肪酸的組合。


(圖片來源/大會提供)
 

林靜嫻：帕金森氏症突破療法潛藏在腸道！

 
臺大醫學院教授、臺大醫院神經部主治醫師林靜嫻分享，帕金森氏症是第二常見的神經退化疾病，近代發現，帕金森氏症的致病標誌物──路易氏體沉積，會在腦部病徵出現前十年以上就開始沉積在嗅覺與腸神經系統(ENS)中，因此患者出現運動障礙來看醫生時，實際上病程已經默默進展了10~20年。
 
根據過去研究發現，攜帶LRRK2 G2019S基因突變者罹患PD風險較高，林靜嫻運用帶有LRRK2 G2019S基因突變鼠，誘發其腸道發炎，再長期飼養加入老化的致病因素，發現帶有LRRK2 G2019S基因突變鼠更容易有腸道滲漏情形、PD相關指標α-突觸核蛋白(α-synuclein)濃度上升，腦部發炎(FEPPA)正子斷層造影(PET)也發現大腦有發炎情況，在動作行為實驗中也發現，LRRK2 G2019S的基因突變鼠動作功能明顯出現障礙，成功建立出PD的模式小鼠。
 
林靜嫻表示，進一步運用TNF-α單株抗體藥物Humira (adalimumab)治療，可改善PD小鼠腸道、大腦神經發炎，她也與長庚大學賴信志教授合作，發現戈氏副擬桿菌(Parabacteroides goldsteinii)給予LRRK2 G2019S小鼠後，可減輕帕金森氏症症狀。
 
林靜嫻指出，小鼠戈氏副擬桿菌補充後，可促進小鼠腸道中樹突細胞和巨噬細胞的分化，增加抗發炎上皮內(Intraepithelial)的CD4+、CD8αα+ T細胞、調控腸道上皮細胞緊密連接基因的表現，改善腸道細胞粒線體功能、減少α-突觸核蛋白磷酸化在腸道中的表現量。在生理上，則可緩解因老化而造成的運動功能障礙，降低小膠質細胞(microglia)活化和神經發炎，減輕多巴胺神經細胞的喪失。


(圖片來源/大會提供)

(報導/彭梓涵、吳培安、李林璦)