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重磅|中藥發酵研究納入中國科學院“微生物組計劃”!

2020-06-132010

據悉,“人體與環境健康的微生物組共性技術研究”暨“中國科學院微生物組計劃”(簡稱:微生物組計劃)這一項目啟動已有一段時間了。這個斥資3000萬元的計劃由中科院微生物研究所牽頭,整合了包括中科院上海生命科學研究院、生物物理研究所、昆明動物所、生態環境研究中心、青島生物能源與過程研究所以及協和醫院等14家中科院內外研究單位、30個研究團隊共同參與。

目前,人類認識的微生物不足1%。一定程度上說,微生物群的功能形成機制及過程和驅動微生物群演化的動力等因素是一個待研究的“黑箱”。因而,微生物組研究正成為新一輪科技浪潮的前沿陣地。美、加、日、法等國紛紛部署微生物組研究國家計劃。我國在微生物資源、生態環境多樣性、人群多元化、中草藥醫療健康等方面具有優勢和特色,但尚未有統籌布局研究計劃和項目。

這次項目的啟動意義重大,中國科學院微生物研究所所長劉雙江研究員說,通過這一種子計劃的實施,能為中國微生物組計劃打好基礎,并希望在人類代謝性疾病并發癥、中草藥調控腸道微生物兩個方面有所突破,相關成果也將為人類所面臨的農業、健康、環境等問題提供可行的解決方案。

那么,什么是微生物組,它和人類的生活與發展有什么聯系?與美、日等國際巨頭同臺競爭,我國微生物組路線圖又該如何規劃呢?

一、超乎想象——孕育解決人類問題的關鍵技術

眾所周知,青霉素的發現延長了人類壽命,而發掘、應用好一種微生物,帶來的福祉可不只如此。

什么是微生物組?

所謂微生物組,是指一個特定環境或生態體系中全部微生物及其遺傳信息的總和。近年來,科學家們越來越認識到微生物組研究的重要性,認為其孕育著解決人類面臨的包括健康下降、環境惡化等問題的關鍵技術和方案。微生物組在地球生態系統和人類健康中的作用超乎想象,它不僅可以幫助人類克服當今面臨的生存挑戰,還提供未來的生存之道。

微生物組計劃課題

據悉,此次中國科學院微生物組計劃下設5個課題,分別為家養動物腸道微生物組;創建微生物組功能解析技術與計算方法學;人體腸道微生物組;建設中國微生物組數據庫與資源庫;活性污泥微生物組的功能網絡解析與調節機制。

中科院院士、中科院上海生命科學研究院研究員趙國屏此前表示,微生物組研究是一個來源于應用的課題,之前更多的是進行微生物組結構和表型的研究,隨著中科院微生物組計劃的實施,將更多地關注功能和機理研究,同時實現微生物組研究的共性、關鍵技術的突破。

二、聚焦健康——探尋“人類第二基因組”調控機理

中科院“微生物組計劃”基于國家需求、微生物組科技前沿和老百姓需求而定,將進一步聚焦人體腸道、動物腸道以及活性污泥微生物組相關研究。

腸道微生物基因組

腸道微生物群體是人體一個尚未被充分認知的“器官”,腸道微生物基因組總和被稱為“人類第二基因組”。

研究發現,人體腸道中棲居1000多種微生物,每個人腸道中平均有160種微生物物種,進一步計算發現,腸道內微生物組基因的數量是人體自身基因數量的數白倍,其細胞數量則是人體自身細胞數量的10倍。而且這些腸道微生物跟人體健康水平、生理狀態、藥物療效,尤其是與中草藥的療效密切相關。

微生物組研究存在的問題

“作為國際研究的熱點,微生物組與心血管、免疫、精神,特別是肥胖、糖尿病等代謝性病相關。腸道菌群失調,是推動肥胖、糖尿病等代謝疾病發生與發展的重要因素之一?!眲㈦p江說到,但當前各類微生物組研究中存在的普遍問題是只知道相關性,不知道因果關系。科學家們還不清楚腸道微生物在人體內做了什么,它們的喜怒哀愁與人類的生老病死是什么關系,大規模人群的健康預防應該怎樣著手也還沒弄清。

相關性是發現機理的基礎,掌握機理后才能發展科學調控干預的辦法。劉雙江說,科學上新的調控策略和干預手段的發現,除了解決科學問題,還能創造新的技術和應用,幫助人類社會健康發展。

中藥與腸道微生物之間的關系

有科學家猜測,中藥與腸道微生物之間關系非常密切,它被認為是一種前藥,經過腸道微生物“發酵”后產生效果,而其藥效又是通過影響腸道微生物實現的。目前雖然有一些證據佐證,但發揚和光大中國的中草藥事業和產業,還需要更多的科學證據。

“通過中科院微生物組計劃,有望將中藥與腸道微生物之間的作用機制闡釋清楚?!眲㈦p江透露,中科院微生物研究所劉宏偉研究員團隊,在對靈芝的研究中發現了“抗代謝綜合征新藥分子GA7”,具有減肥、降糖、降脂和心血管保護多重藥理作用;其作用機制,與腸道微生物有關。這一自主知識產權的新藥候選分子,已于2017年7月轉讓給企業做臨床研究。

三、彎道超車——明晰國家層面的研發路線

我國于2017年推出中國科學院微生物組計劃,標志性的文章是發表在中國科學院院刊上的《中國微生物組計劃:機遇與挑戰》,由劉雙江和趙國屏共同書寫。文末我們將附上這篇文章的具體內容。

正是由于微生物組在推動科學和技術進步中的潛在價值和重要意義,美國、加拿大等國家和歐盟先后啟動各類微生物組計劃或項目,聚焦微生物組研究。但我國在微生物組領域的研究也不晚,2007—2014年間,973和863計劃約投入7000多萬元,分別攻關腸道微生態的基礎研究和技術研究。在劉雙江看來,我國在微生物組研究主要聚焦人體,當前必須把微生物研究提高到國家戰略高度,“中國在微生物資源、生態環境多樣性、人群多元化、中草藥醫療健康等方面,具有優勢和特色,但沒有統籌布局研究計劃和項目,要從國家層面強化微生物在解決人類健康、環境保護、能源等重大問題方面的作用?!?/p>

四、現代技術——益生菌發酵中藥

今年中藥在新冠肺炎疫情中的表現得到全世界的關注,一些西方國家開始用大鍋煮中藥的方法來“戰疫”。

一般來說,傳統中藥的炮制方式有多種:水煮、醇提、溶劑提取等,最后制備成粉劑、丸劑、液體或膏劑等成藥。

其實微生物的發酵也是一種炮制方式,只不過相比其他方式有較大的區別,就是利用了微生物的生化轉化作用。

發酵中藥的優勢

相對比傳統中藥藥效慢、苦口的缺點,發酵中藥確實比傳統中藥有著無可比擬的優勢。

①通過發酵過程分解毒性,無毒副作用

②改善中藥口味,“使良藥不苦口”

③使大分子變小分子,100%被人體吸收

④療效提速,可使藥效30分鐘吸收到達血液,從而比傳統中藥藥效提高4-28倍效果。

五、發酵中藥在個人護理領域應用成熟

在2019年9月的美博會期間,由世界中醫藥學會聯合會中藥產業分會舉辦的《國妝品的傳承與突破——中草藥配方論壇》上,暨南大學醫藥中心項琪博士曾明確表明中草藥在發酵后應用于護膚是一個嶄新的課題,是國內護膚品的風向標。并認為通過發酵中藥技術制造化妝品,能帶給消費者更安全有效的產品。

中藥發酵技術劃向美業再次引起業內波瀾,中藥發酵技術的應用目前在化妝品領域中已具備相應成熟的條件。比如:近年來發展迅猛的跨界品牌“片仔癀”,其產品中的主要成分就包含了三七的微生物發酵物,另外還有草本護膚品牌佰草集、相宜本草、百雀羚等均利用到發酵中藥成分。

從目前的形勢看,中醫藥介入疫情診療的數字仍有望進一步提升。但不容回避的是,近年來中醫藥行業一直面臨爭議和質疑,雖國家出臺的支持政策不斷,但始終有不少人對其有效性存疑。與西醫藥產業相比,中醫藥產業的發展也一直落于下風。

相信經過此次疫情,人們對中醫藥的認識會不斷提升,中醫在慢病治療、康復、健康管理等領域將有更好的發展前景,中藥發酵也將迎來更好的發展前景。


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