人工智能平台赋能微生物疗法，以色列公司用最少的菌抗癌
根据中国国家癌症中心2022发布的全国癌症统计数据：2016年中国癌症新发病例数为406.4万，癌症死亡人数为241.4万。这触目惊心的数字与癌症发病机制的复杂性密切相关。近年来的研究发现，肠道微生物组对癌症免疫疗法的效果会产生一定的影响。那么要如何利用微生物组抗癌呢？
今天，我们特别关注一家名为Biomica的微生物组公司，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与帮助。
微生物抗癌
位于以色列的Biomica是一家新兴的微生物组公司，其也是Evogene公司的子公司。Evogene公司是首批在纳斯达克上市的以色列计算生物学公司之一，耗费十余年深耕计算预测生物学平台的开发。
而Biomica公司则致力于利用Evogene公司强大的计算预测能力来开发创新微生物疗法，其使命是设计合理的活体生物药（LBP），用最少的菌株达到最大的微生物活性，从而最大化临床疗效。
其中肿瘤是Biomica公司重点关注的疾病之一。多项临床研究显示，肠道微生物组可通过多种生物过程来增强免疫治疗应答，从而促进机体的抗肿瘤免疫活性。
Biomica公司首席执行官Elran Haber博士说表示：“在过去，大多数癌症患者都会采用化疗，而化疗的效率并不高，且有众所周知的副作用，非常具有侵略性。当免疫疗法问世时，它对癌症患者来说是一场革命。然而，许多癌症患者对这种疗法无法应答。为什么呢？我们有理由相信，个体的微生物组会影响他们对免疫疗法的应答。”
Biomica公司针对肿瘤的这条研发管线名为BMC128，这是一款利用微生物的功能来增强癌症免疫治疗应答的LBP。
2022年7月，Biomica公司启动了一项关于BMC128的开放标签1期临床试验，以确定其是否能改善一些癌症患者对免疫疗法的应答。
具体地，该临床试验旨在评估BMC128联用百时美施贵宝公司的免疫检查点抑制剂（ICI）Opdivo在非小细胞肺癌、黑色素瘤或肾细胞癌患者中的安全性、耐受性和初步临床效果。
该试验预计将招募大约十名患有非小细胞肺癌、黑色素瘤或肾细胞癌的患者。该公司预计在2023年初将会获得初步结果，并在2023年下半年公开研究结果。
Haber博士说表示：“ICI是一种革命性的治疗方法，其在提高癌症患者生存率方面的疗效已被证明。然而，许多患者对ICI耐药，而且研究也已经证明肠道微生物组在这种耐药性中起着重要作用。基于Biomica公司迄今取得的令人信服的临床前结果，我们很高兴能够首次在临床环境中评估BMC128。”
BMC128是以片剂形式给药的，其配方根据Evogene公司的“MicroBoost AI”技术引擎和大数据平台选择而来，包含了一个“合理设计的微生物组合”——4株独特的细菌菌株。这些微生物被设计用来恢复患者微生物群落的多样性和特定功能，从而提高他们对免疫疗法的应答能力。
Haber说：“BMC128的概念类似于益生菌，但它里面的细菌数量更少且更精确，这样更有效并且更安全。”
此前，Biomica公司已经在小鼠中进行了临床前实验。临床前实验结果表明，与单独使用免疫疗法相比，BMC128与免疫疗法联合使用显著减小了肿瘤体积，并提高了动物的生存率。
BMC128的治疗还增加了免疫系统中特定细胞群的激活，这些细胞群已知会参与对恶性肿瘤的杀伤过程。
除了癌症，该公司还在评估微生物组疗法在胃肠道疾病中的应用，包括炎症性肠病（IBD）、肠易激综合征（IBS）和感染性胃肠道疾病等，如针对IBD的BMC333、针对IBS的BMC426以及针对艰难梭菌感染的BMC202。
那么与其他微生物组公司相比，Biomica公司的独特之处在哪呢？Biomica公司将计算科学和人工智能与生物学有机地融合在了一起。
该公司的PRISM（Predictive, high Resolution, Integrative Selection of Microbes，预测、高分辨率、整合选择微生物）平台是一个宏基因组学分析平台，它可以利用内部综合数据库进行功能基因组学分析。
PRISM平台体现了Biomica公司对微生物组的深刻理解，不仅包括了微生物的功能，还纳入了微生物组与宿主的复杂关系。Biomica公司开发PRISM平台的初衷可以在短时间内处理和分析“大数据”，并在分类学和功能层面获得微生物群落的高分辨率信息。
此外，Evogene公司已根据Biomica的需求对计算预测生物学平台进行了个性化修改，并做出了重大努力来开发和验证专有的预测计算工具和数据集，以分析与人类健康相关的肠道微生物组的变化。
Haber将Biomica公司识别微生物的方式比作了解咖啡店的员工。Biomica不仅知道Haim、Yossi和Adi在同一家咖啡店工作，还知道每个人扮演的角色：值班经理、服务员或制作人员。但该系统也知道，如果Haim不在，那么Yossi会暂时填补他的岗位。
Haber 说：“微生物组中的每个细菌都有不同的作用，这取决于它所处的环境。基于我们的计算技术，我们可以确定具体的细菌和它们的作用。”
Haber还强调，我们没有进行任何基因改造，这些微生物是从人体中发现并分离出来的。这使得治疗“到目前为止极其安全，几乎没有任何不良反应或严重不良反应的报道”。
图. Biomica公司的微生物组治疗法——BMC128。图片来源：Biomica官网。
近期，Ferring Pharmaceuticals公司基于粪菌移植（FMT）的药物REBYOTA（RBX2660）已经获得了美国食品和药物管理局（FDA）的批准，成为首款FDA批准的微生物药物。美国Seres Therapeutics公司的微生物药物SER-109也已经在向FDA申请批准。
这一系列的进展将为像Biomica这样的公司铺平道路。Haber说，还有其他几家微生物组药物公司现在正在进行2期和3期试验，他预计未来其他公司也将获得批准。
不过对于BMC128来说一切尚早。Haber表示，距离1期和后续的2期和3期试验成功，应该还需要五到十年的时间。
参考文献：
1. https://www.biomicamed.com/
2. Wang Feng,He Ming-Ming,Yao Yi-Chen et al. Regorafenib plus toripalimab in patients with metastatic colorectal cancer: a phase Ib/II clinical trial and gut microbiome analysis.[J] .Cell Rep Med, 2021, 2: 100383.
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4. Baruch Erez N,Youngster Ilan,Ben-Betzalel Guy et al. Fecal microbiota transplant promotes response in immunotherapy-refractory melanoma patients.[J] .Science, 2021, 371: 602-609.
作者｜Jessica
审校｜617
编辑｜豫小鱼