魔幻菌叢
五年前,黃秀娟和陳家亮兩位腸胃學教授在Pacific Coffee一邊呷着咖啡,一邊交流為香港設立下一所創新中心的構想,靈光乍現,寫下了計劃的初稿。
當年,基因組學研究風靡學術界,他們卻另闢蹊徑,根據以人體為宿主的腸道微生物群的重量,規劃個人化的病患治療和分析。人體內微生物的DNA數目較人體自身DNA的數目還要多,換句話說,我們的身體過半的成分不是自己,而是微生物細胞群。
中大內科及藥物治療學系炎症性腸病專家黃教授說:「我們認為,這個年代是微生物群的年代。」
由於人體的細菌數量十分龐大(人體腸道微生物群約有五磅重),研究微生物群會帶來深遠的影響。基因和DNA的遺傳是與生俱來的,不能逆轉,人體內的微生態卻受生活環境和行為所影響。
赤心熱腸
計劃雖然可行,兩位教授為實現願景仍須排除萬難。陳教授是現任中大醫學院院長,他坦言:「那時人們很懷疑——沒有誰對此想法感興趣。」
儘管如此,他們依然堅持實踐理念,至今開花結果,在InnoHK創新香港研發平台成立了「香港微生物菌群創新中心」(簡稱MagIC,全名為Microbiota I-Center)。MagIC的使命是藉着研究微生物菌群,開發新型的診斷和治療方法。
很多疾病都是源自微生物群遭破壞。我們難以控制哪些基因受到調控、基因如何表達,卻可以直接透過醫療的介入調整微生物群。
「所有我們能想到的人類的疾病,都與微生物群的異常相關。」黃教授解釋。「腸道堪稱第二個大腦,我們發現,自閉症、抑鬱症,甚至腦退化症和濕疹,皆源於體內微生物群的變化。」
破解細菌的微宇宙
現時,MagIC的團隊正致力研究嬰兒和兒童的早年腸道健康,他們認為這是調校微生態的「黃金時期」,腸道健康較易控制,及早介入有助於防患於未然。
MagIC亦有研究人員探究細菌如何導致肥胖、新陳代謝紊亂和第二型糖尿病。腸道細菌能擾亂消化、維生素合成以及脂肪酸的形成和氧化,而細菌和肥胖之間到底如何相互影響,至今遠未透徹了解,也是一片有待開墾的研究沃土。
消化系統和炎症性腸病之間有着清晰的關聯,包括克隆氏症和潰瘍性結腸炎等疾病。在所有發病機制中,環境因素均起着重大影響,例如幼兒過量服用抗生素,有可能導致日後患上腸道疾病。
MagIC在疫情期間取得創立初期的重大成果,研究團隊發現,微生物群的生物標記揭示新冠肺炎患者的病情會否持續嚴重,或繼而患上「長新冠」。
「我們的研究在全球首次證實,新冠肺炎病患的嚴重程度取決於腸道的微生態。」黃教授解釋說。「『長新冠』患者的腸道微生態會非常不同,有些人會出現腦霧、慢性疲勞症候群,這些都能以不同類型的微生態來解釋。」
點糞成方
MagIC也嘗試改良腸道微生態移植的應用。糞便移植在中醫藥學裏已經歷史悠久,據黃教授補充,「黃龍湯」基本上就是糞便溶液,是應對食物中毒和其他腸胃疾病的傳統療方。
目前,糞便移植在美國已獲准用於治療復發性梭菌感染,這種感染往往無法以抗生素應對,卻可引致持續不斷甚至致命的腹瀉和結腸炎。
黃教授憶起在香港治療首名患者的情形,那是一位88歲的老伯,在中國大陸就醫無果,備受嚴重腹瀉的折磨,逼不得已每天上厠所十次。後來黃教授和研究團隊為他從兒子身上進行糞便移植,老伯的構築更健康的未來病情馬上好轉過來,並在六個月內已基本痊癒。
「這有點像奇跡。」她憶述說。「你把日久流失的益菌置回人體,你就給予了病者克服症狀的可能。」
每年,香港都有病患者飽受同樣的困擾。中大的糞便移植療法很有可能將獲醫管局批准,應用於香港的醫療系統。「如果成功的話,這將是一次重要的突破。」陳教授說。「我們可利用這項創新技術,應對有可能致命的疾病。」
MagIC團隊正在進行臨床測試,利用糞便移植治療肥胖、第二型糖尿病、抑鬱症和自閉症,其中自閉症研究勢將於2023年中全速推展,與此同時,這些移植似乎也有助促進免疫治療和癌症治療。MagIC也正在建立糞便庫以及篩檢捐糞者的中央系統,藉此支援既耗時也耗費的病患和捐糞者配對工作。
中大於2023年1月主辦了微生物群峰會,會上匯聚全球學者、創業家、決策者和醫療專家,經常與MagIC團隊共事的劍橋大學、芝加哥大學和墨爾本大學合作夥伴也有出席,還有來自藥物開發業界的參與者。
五年前咖啡店內一次影響深遠的會面,為MagIC奠定了堅實的基礎,其他正在着手的研究計劃亦很可能在未來幾年漸漸長出碩果。「這一股浪潮並非只是直覺,它已經真實地呈現眼前。」黃教授說。
讓微生物群研究發揮巨大影響
2019年後期,MagIC成立了第一家衍生公司:精進微生物科技有限公司(GenieBiome Ltd),不過兩者各自有不同的資金來源,GenieBiome嚴格地說是一家獨立公司,經費全由私人種子和天使投資者資助。
儘管如此,一路走來仍充滿挑戰。以萌發於大學的構想為基礎創設獨立公司,在亞洲學術界中向來鮮見。大學的架構是為提供教育而設的,並非為了創立企業,另闢新徑,因此,要創設衍生項目必須堅持不懈。
大腸癌是香港第二位最常見的癌症*,僅隨於肺癌之後。然而很多時候,腸癌在患病晚期才被偵測出來,以致治療非常困難,往往已束手無策。
糞便樣本檢測可以更早和更快地偵測癌症,同時入侵性較低,收費也較腸鏡檢查便宜。
實驗室的服務範疇也包括檢測各種兒童疾病。要取得嬰兒或兒童的糞便樣本,遠較抽血或進行其他入侵性檢測來得容易。另一方面,實驗室也利用中大授權的技術進行治療,以擴大診斷服務。
「商業化並非只關乎利潤,而是把構思轉化為可以造福社會的成果。」陳教授說。
GenieBiome現有超過100名員工,其灣仔實驗室的營運已擴張至中國大陸、新加坡和馬來西亞,並計劃進一步開拓英國和美國業務。
黃教授補充:「相比將科研成果授權予他人,建立GenieBiome讓我能夠將我的研究成果轉化成最有利於香港創科發展的產物。我們現在才剛起步,將會繼續破解人類各種疾病的『微生物群達文西密碼』。」
黃教授於2023年2月獲香港工業總會頒發「飛躍成就獎」(來源:香港工業總會)
*衞生防護中心(2022)。〈大腸癌〉。香港特別行政區政府衞生署,https://www.chp.gov.hk/tc/healthtopics/content/25/51.html。
原文刊於《中文大學校刊》(2023年第一期)
攝/San