Johanna Maukonen：拓宽益生菌研究的边界
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特别鸣谢
很高兴来到这里，我今天演讲的主题是“拓宽益生菌研究的边界”，我是IFF全球临床创新和转化部门的主管。
实际上，我是长期从事学术研究的。我在政府研究部门工作了20多年，在过去的6年里，我先是在杜邦公司工作，而后是现在的IFF。
这也是为什么今天的主题有点像，我们如何以这种结合的方式进行益生菌研究。并且从消费者的角度来看，益生菌的未来会是什么样子？我们究竟能把什么推向市场呢？它不仅仅是未来的科研前沿，还得是可以转化入市场的，可以让消费者食用的。
而我之所以会用“frontier”而不是“future”一词的原因是，根据定义，在英语中，“frontier”的意思是边界、机会和好奇心，因此没有必然的未来。而且我也没有水晶球来告诉我们未来是什么样的，但这些都是我们可以看到的未来的机会。
我今天演讲的内容首先是关于健康领域和组合产品。回顾益生菌相关研究，它最初在消化和免疫健康领域崭露头角，而现在已经在各种新的健康领域里也取得了很大的进展。并且在过去的几年里，益生菌与其他健康原料的组合也有了很大的进展。
我今天演讲的另一个主题是作用机制。当我们进行体外研究再进行临床前研究时，该如何将其向人体上转化呢？还有什么是需要考虑的呢？我们应该确保我们在实验室里发现的任何成果，也可以在人体上重现，然后消费者能够感受到益生菌的好处。
最后但同样重要的是，下一代益生菌。目前已出现了下一代益生菌，它们有很大的潜力，我们也有很多途径可以去探索它们。但我们现在还不知道的是，它们真的能够满足我们的期待吗？
从益生菌组合产品说起
我们从关键的健康目标说起，正如我刚才提到的，消化和免疫是我们已经研究了很久的东西，并且一直被认为是益生菌研究的基石。
这对每个人来说都很好理解，当你服用益生菌时，你会获得消化方面的健康益处，你会获得免疫方面的健康益处。
在过去的差不多10年里，其他健康方面的研究也不断涌现。例如代谢健康、女性健康、大脑健康、认知健康、皮肤健康、口腔健康，还有包括生命早期营养和运动营养在内的其他健康领域。
但是当我们谈到其他健康领域时，很容易在某种程度上产生疑惑，比如说食用益生菌怎么能对皮肤健康产生影响呢？
我们就来聊聊益生菌与另一种原料的组合，例如植物制剂。当我们将益生菌和植物制剂组合后，产品甚至可能可以针对更多的健康适应证。
因为有些植物制剂已经在某些健康领域里进行了研究，只不过我们还没有获得那么多的健康益处或证据，而益生菌可以起到互补的效果。食用一种益生菌可以获得一种健康益处，食用一种植物制剂可以获得另一种健康益处。然后把它们结合起来，与单独的成分相比有协同效应。
对于知名度而言，例如消费者已经了解到一些草药，或者说在看到某个草药名字时，会知道这对于某种健康适应证来说非常有好处。所以这也可能有助于消费者更好地理解，当益生菌与草药组合时，我可能会获得更好的健康功效。
并且，这也体现了当前的消费趋势。因为在全球范围内，对清洁标签和更健康食品的需求不断增大。因此，植物制剂和益生菌相结合这样的组合产品，也更符合这一趋势。
这听起来很简单！你只需要一种益生菌和一个其他原料，比如一种植物，你把它们结合起来就有了一个产品，可以把它售卖给消费者了。
对于益生菌而言，我们要永远记住它们对水分非常敏感。因此，如果我们想要进行一些组合，对组合后的产品进行一些研究，并更多地了解其内在的科学，我们需要确保无论我们组合的是什么，它们实际上是相互兼容的。
在这些幻灯片中，我举了两个例子。左边的是一款胶囊，由乳双歧杆菌BI-04与一种植物制剂组合而成。
你可以看到这两种原料组合后，产品的稳定性保持的很好。所以如果我们用这种特定的组合进行临床试验，受试者从试验开始到试验结束服用的都是完全相同的剂量。在商店里购买产品的人，也会得到同样的剂量。这个产品的成分会始终与临床试验中保持一致。
右边是鼠李糖乳杆菌HN001、嗜酸乳杆菌La-14以及植物制剂的组合。你可以看到（总细胞数量）出现了轻微的减少。这从某种程度上来说是一种正常的减少，是经常会在一些益生菌组合看到的情况。
虽然不必太过担心这种减少，但在进行临床试验或为消费者制定产品时，需要考虑到这一点。
这就是为什么在做组合产品时，无论如何你都需要充分了解这两种成分。也就是要了解益生菌是如何与植物制剂相互作用的，以及植物又是如何与益生菌相互作用的。
“精准营养”是我十年前就已经谈过的话题了，它似乎是一个非常前沿的领域，它也是未来要兴起的东西。但现在有了新技术、新应用程序和新的工具，比如让你自己来采样，精准营养正逐渐走入现实。
一种常见的精准营养的运作方式是这样的：消费者在网上订购一个工具包，采集自己的样本、填写问卷、发送给公司，然后公司分析样本、总结结论，最后将建议打包发给消费者，写着你应该改变饮食策略或者你应该在饮食中添加一些补充剂，这样你就能让自己的肠道菌群感觉良好，从而改善肠道菌群。因为的确“人如其食”，在某种程度上，如果你不喂养肠道中的好菌，它们就不能茁壮成长。
因此我的想法是：除了这种精准营养的常见循环模式，新的商业模式也可以不断推进。比如说，最初的分析得出了某些建议，相应再给出一些个性化的营养趋势和计划，后续再不断跟进。这种模式尤其适用于那些已有应用程序的精准营养公司。
我不知道你们有哪些精准营养应用程序，但我知道国际上有一些应用程序，你可以告诉它你吃了什么，然后它会告诉你应该吃什么。所以在某种程度上，除了精准营养，我们还可以进一步扩展到医学营养。
接下来聊聊作用机制问题
这就引出了我的下一个话题，关于作用机制。因为在讨论精准营养的时候，我们讨论的其实是从体外研究到临床前研究，再到临床试验的转化，我们也可以试图理解益生菌是如何工作的。
如果能知道它的作用机制就太好了！在许多情况下，益生菌没有明确的作用机制。这是因为益生菌不是药物，因此也就不存在某种单一的物质分子通过特定的途径来产生健康功效。
而且益生菌是活的有机体，当你把一个或多个有机体放入一个大型的有机体，遇上不同的人或不同的菌群时，情况就截然不同了。这就是为什么我们对已有的作用机制的了解程度越多越好。
对于益生菌的作用机制，我们目前所知的关键点是，作用机制往往具有菌株特异性。
如果你看到一项Meta分析说“益生菌对某些情况有用，或者益生菌对某些情况没用”，不要相信它！你要回到原文献中找找看，研究的菌株到底是什么，看看这个益生菌是哪个属的、是哪个种的、是什么菌株。因为对于大多数益生菌来说，健康益处确实是菌株特异性的。
因此，当你在研究作用机制时，你需要了解每个菌株的功能。
讲到益生菌在肠道中的特性和作用，从图的上半部分，你可以看到，例如在上皮上细菌会产生短链脂肪酸、酶、小分子，这些都会对宿主人类产生系统性的影响。然后它们可以抑制病原体并抵抗其定殖，这意味着病原体不能在上皮定殖，因为已经有好的细菌在上皮定殖，并与共生菌群和宿主相互作用。
然后是上皮屏障功能，中间层黏液黏附、肠上皮细胞黏附，以及肠道的通透性，或者更常被称为“肠漏”。
因此，当细胞像这样的时候，实际上有可能会有东西渗漏到血液循环中。从健康的角度来看，这是不好的。有证据表明，益生菌能够帮助修复渗漏的肠道，保持上皮屏障的完整性。
对免疫健康益处而言，也就是对图的下半部分。在某种程度上来说，如果益生菌有抗炎作用，那它是否也会有促炎作用，这样才能更全面地了解益生菌的功能。
这里有一个关于皮肤健康的例子。这些研究刚刚发表，人体临床研究去年才发表。然后个体研究刚刚投稿还未出版，应该会在未来一两个月内出版。
但从总体的角度来看，我们无法在临床研究和个体化研究之间进行动物实验。因此，想要直接从体外试验到人体临床试验，进行作用机制的研究和转化，我们需要在体外研究中获得更多的证据。以此进入人体临床试验阶段，同时也让我们有信心能从人体临床中获得阳性结果。
所以我们从体外试验开始，因为我们现在讨论的是由内而外的护肤。就是摄入益生菌后看到护肤的结果，因此我们在这些特定研究中使用的细胞系是成纤维细胞。
因为它们是皮肤的一部分，并且更接近血液循环，可以实现“从内到外”这一要求。通过对成纤维细胞的研究，我们能够证明动物双歧杆菌乳亚种BI-04能提高成纤维细胞在氧化应激下的生存能力，能抑制炎症引起的基质降解，还能在体外增加前胶原合成，以及促进胶原蛋白代谢平衡。这些都是体外研究的结果。
之后，我们对148名韩国女性进行了为期12周的临床试验。在临床试验中，也就是去年发表的一篇论文中，我们发现这些受试者4周后皱纹减少了。这意味着在我们在体外研究获得的证据，在临床试验中也得到了印证。
备受关注的下一代益生菌
然后就引出了我的演讲的最后一部分，关于下一代益生菌。
研究人员在过去的15年中，对下一代益生菌（NGP）已经进行了一些探索。但最近它真正地开始崛起，更多的研究即将到来，更多的菌株也将出现。
我所说的NGP到底是什么呢？益生菌的定义：当给予足够的量时，对宿主的健康有益的、活的微生物。
而下一代益生菌，从现在起我就叫它“NGP”，它指的是那些迄今为止或者到去年为止还没有被用来促进健康的微生物，更有可能作为药物来监管。它们有被推上市场的，也有作为膳食补充剂销售，但它们有不同的可能性。
当我谈到益生菌和NGP时，它们最大的区别通常是：NGP往往指的不是双歧杆菌和乳杆菌，而是别的菌。益生菌通常是乳杆菌、双歧杆菌、某些肠球菌、大肠杆菌和芽孢杆菌。而活体生物药指的是真正的旨在预防、治疗或治愈疾病的生物产品。
所以活体生物药实际上更像是一种药物，而益生菌和下一代益生菌，特别是益生菌，更多的是食物和膳食补充剂。
这是如何发现下一代益生菌的一个例子。
实际上，我们在2016年就开始了临床试验，目前论文正在撰写中。我们希望下个月投稿。有关临床试验的更多细节将在今年年底公布。
我们设计的这个临床试验，以医疗健康为目标。我们设计的思路是，找到一个瘦的健康人群，和一个有代谢性疾病先兆的肥胖人群，然后收集他们的所有能想到的背景信息以及所有的健康参数。
我们对粪便菌群进行了DNA分析、代谢组学、宏基因组学以及综合微生物组学平台中所有可能的组学分析，也进行了非常广泛的培养组学，获得了成千上万的分离菌株。然后综合分析，找出与肥胖人群相比，健康人群中更普遍的微生物是什么。
如果我们在第一轮培养中没能找到差异微生物，我们会根据培养组学，专门找出这些差异微生物。
基于以上全部的数据，我们对所有不同的分离菌株进行了排序，然后我们有了物种和菌株的优先级。根据对最佳菌株的排序，我们进行了几次临床前试验，看看基于前期研究结果的假设，能否转化应用于体内并进行临床前试验。
现在，我们的生物库中已有超过120个这样的分离菌株。
这项关于临床前模型的研究于去年发表。我们实际上发现了一个新的阿克曼菌菌种。我们没有给它命名，所以就先叫阿克曼菌物种。根据新的阿克曼菌物种分类，我们实际上知道了它的名字。
但你可以看到，在那张有红色方框的图片上，它真的不是嗜黏蛋白阿克曼菌，它是一个不同的菌株。它在系统发育树上处于不同的位置。除了作为一个全新的物种，我们发现它在临床前模型上也有很好的健康功效。
你们可以在图片上看到，它显著改善了临床前肥胖模型的体重、总脂肪重量、抵抗素和胰岛素水平。而有趣的一点是，这个阿克曼菌菌株，它在活菌状态时功效更好。
一种已被广泛研究的阿克曼菌菌株——嗜黏蛋白阿克曼菌，已被证明它在死菌状态或巴氏灭活状态时，与活菌状态一样有效。而我们的这个菌株在活菌状态比巴氏灭活状态更有效。
现在我们有了一个菌株，我们想把它商业化，我们也想消费者可以用到这个菌株。我们需要做什么呢？这与小剂量的小鼠实验或小剂量的实验室实验是完全不同的，当你进行临床研究时，你需要更大剂量的菌。
当你进行临床研究时，你也应该有这样的发酵过程来生产下一代益生菌。如果临床试验有好的结果，之后就可以销售了。而下一代益生菌，比现在的双歧杆菌、乳杆菌等益生菌更难培养。
当我们谈论不同的下一代益生菌时，它们彼此之间的差异甚至比生产基地和实验室的差异还要大。所以我们需要考虑到，与传统的益生菌相比，可能有不同的气体环境，它们可能需要不同的营养物质和温度。水分、活度对它们来说也同样重要，还有大气压强。
因此，除了进行健康功效研究之外，如果你想获得足够的材料进行可重复的临床研究，从研发过程的角度来看，还需要做大量的工作。
所以真的要尝试用一种可重复的方式来建立发酵过程，它会产生很多或足够质量的菌，让你有一个稳定的产品。你可以用它做临床试验，最终可以作为产品出售。
这只是一个例子，如何从筛选进一步深入，最后使菌株达到工业规模。
总的来说，无论我们是在谈论益生菌或组合益生菌，还是下一代益生菌或任何活的有机体，我们都需要考虑，如果我们想要得到一个真正成功的配方，并对人体切实产生益处，我们需要将菌株推入临床研究。不仅在体外，在体内也要有效，我们需要得到临床剂量的菌株细胞数量。
再一次强调，我们要知道它对人有效，并且在整个货架期内可保证其效力，然后我们会从中得到健康益处，服用益生菌的人才能真正感受到和信任这款产品。
最后做一个总结，在过去10年左右的时间里，出现了许多健康领域，例如我已经提到过的代谢健康、女性健康等等。
其他经过科学研究的原料组合，在过去几年中也已经取得了进展。在未来也还会有更多的研究不断出现，无论益生菌还是下一代益生菌，我们都需要更多的作用机制数据，来真正了解微生物的潜力，来真正使它们获得转化的潜力。
这只是几个例子，未来会发生更多有意义的事，还有很多伟大的事情将要发生。
未来到底会有什么机遇呢？请持续关注！
感谢聆听！
本次演讲由SEIMEI森美品牌赞助，5月22日录制于CHINAGUT 2023肠道大会。