2016年02月18日 星期四 23:57:08

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Bio Bookshelf |生技書房 2019年 Vol. 68

你從來不只是你

《我擁群像》一探人體內的微生物宇宙奧秘

作者/艾德・楊 (Ed Yong)   責任編輯/劉端雅

 

微生物群落是指在特定生境中各種相互影響的微生物的總和。它至關重要,可大幅度改變藥物的效果,使藥物失效;但若運用得當,也能發揮相輔相成的效果,使藥力提升。

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過去數百年來,醫生一向都是用毛地黃(Digoxin)來治療心臟衰竭,它能使心搏更強、更慢,也更規律。但每十位患者,就有一人對毛地黃沒有反應。元凶是一種叫做遲緩愛格士氏菌(Eggerthella lenta)的腸道菌,它會使毛地黃喪失活性,變成不具藥效的結構。不過,只有幾種遲緩愛格士氏菌株會做出這種事。2013年,彼得.湯博證實,使藥物失效的問題菌株,和中性菌株之間的差別只有兩個基因。

 

藥變毒藥?微生物影響不可不慎

他認為醫生可以利用這些基因的出現與否,作為他們治療的指導方針。如果病患的微生物群落中沒有它們的話,醫生可以放心地將毛地黃開給他們。但如果這些基因出現,患者就需要吃大量蛋白質,因為這樣做似乎能防止這些基因讓毛地黃失效。

微生物群落還會影響其他更多的藥物。易普利姆瑪(Ipilimumab)是近來熱門的抗癌新藥之一,它藉由刺激免疫系統攻擊腫瘤來達到治療效果,但必須是有腸道微生物存在的情況下;柳氮磺胺啶(Sulfasalazine)用於治療類風濕性關節炎及炎症性腸病,但只有當腸道微生物將它轉變成活性狀態才能發揮效果;愛萊諾迪肯(Irinotecan)用於治療大腸癌,但是有些細菌卻會將它變成另外一種更具毒性的結構,進而產生嚴重的副作用。

甚至連全球使用最廣泛的藥物之一–乙醯胺酚(Paracetamol,或稱Acetaminophen),也會因為某些人身上所帶的微生物而使藥效增強。這些藥有效或無效的機率,會依病患既有的微生物群落而定,而這些微生物群落又會隨著年齡、地域、飲食習慣、性別、基因,以及其他尚未完全瞭解的因素而有所不同。

因此,我們需要的是個人化的注入製劑。比較好的辦法是依照每個人體內生態系空缺、免疫系統的特性,或是從基因判斷容易染患的疾病來訂做益生菌。

 

治療人,也要治療微生物

醫生也將必須同時治療病人以及他們體內的微生物。如果讓一位得到炎症性腸病的病患服用消炎藥,他的微生物群落很可能會讓他回到發炎的狀態;如果他選擇益生菌或糞便菌叢移植,在他已經發炎的腸子康復之前,新的細菌可能已經一命嗚呼;如果他選擇食用高纖的益生質飲食,而且一開始他就缺乏消化纖維的微生物的話,他的症狀可能只會更加惡化。因此,片面的解決方式都不會有效。

如果某人的膽固醇過高,醫生可能會開給他斯他汀類(Statins)的藥,它能阻斷人體自行合成膽固醇的酵素。但是,史丹利・黑森(Stanley Hazen)已經證實,腸道菌也不是省油的燈。有些腸道菌能將例如膽鹼(Choline)與肉鹼(Carnitine)等養分轉化成一種叫作TMAO (氧化三甲胺)的化學物質,而TMAO會減緩膽固醇分解的速度。隨著TMAO增加,動脈中的脂肪堆積也會增加,進而導致動脈粥狀硬化(Atherosclerosis),以及其他心臟疾病。

黑森的團隊已經發現一種能防止細菌製造TMAO的化學物質,而且完全不會對細菌造成危害。有朝一日,或許這種化學物質(或和它類似的物質)能與斯他汀類在藥櫃中平起平坐:一種鎖定共生關係裡的人類,另一種則溫和地抑制微生物,兩種藥劑相輔相成。

 

個人化開藥 為患者量身打造益生菌藥丸

這不過是微生物群落醫療潛力的一小部分而已。想像一下未來,你因為持續感到焦躁不安而去看病,醫生便開立一種已證實能影響神經系統與抑制焦慮的細菌做為處方。你的膽固醇也稍微偏高,於是醫生又加上另一種可以合成並分泌降低膽固醇化學物質的細菌。

再者,你腸道中的次級膽酸(Secondary Bile Acid)異常偏低,這會讓你容易被困難梭狀芽孢桿菌感染,所以最好加入能製造這種酸的菌株。你的尿液中還帶有顯示發炎的分子,同時你也有容易罹患炎症性腸病的基因傾向,於是他又加上一種能釋放消炎分子的細菌。

醫生之所以選擇這些菌株並不只是因為它們的療效,同時也是因為他已經預測到,它們與你的免疫系統及既有微生物群落會有良性的互動。最後,他加上扮演配角的其他細菌,用來加強治療的核心,他另外還建議你一些能有效滋養這些細菌的飲食方法。

當你走出診所時,手裡將拿著客製化益生菌藥丸,就如同微生物學家派翠絲.卡尼(Patrice Cani)對我說的,「以後的微生物都可以任君挑選。」

在微生物皆可以自由挑選的未來,我們仍會繼續篩選適合的細菌來做專門的工作。有些科學家會挑選合適的基因,用它們打造具有專門技藝的細菌。與其說他們在招募可以勝任的菌種,不如說他們是將微生物進場改裝,以賦予它們新的技能。

 

 

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 68

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