人体内寄生着数万亿的微生物，构成了一个微生物景观，自2008年以来，已吸引了约 5 亿美元的研究经费。然而，除了少数例外，例如使用粪便移植治疗危及生命的肠道感染或炎症性肠病外，人类微生物组的研究鲜有治疗成果。
随着大型制药公司密切关注操控人体与体内或体表细菌之间相互作用的医疗潜力，这种情况有望得到改变。
5月2日，制药巨头辉瑞公司宣布计划与位于加利福尼亚州南旧金山的生物技术公司 Second Genome 合作，研究约 900 人的微生物组，其中包括代谢紊乱患者和一个对照组。“我们正着眼于将此作为理解个体的一个组成部分，” 辉瑞公司位于纽约的外部研发副总裁芭芭拉·索斯诺夫斯基 (Barbara Sosnowski) 表示。此前一天，总部位于巴黎的 Enterome 公司透露，已筹集了 1000 万欧元（1380 万美元）的风险资本，用于开发利用肠道细菌组成来诊断炎症性和肝脏疾病的检测方法。
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专家预测，未来几个月内，此类合作和投资将迎来蓬勃发展，新的微生物组衍生药物和疗法也将在未来几年内上市。
益生菌，即有益肠道细菌，近年来已成为一种流行的疗法。电视广告中，名人纷纷推销添加了双歧杆菌的酸奶，消费者也蜂拥购买含有乳杆菌的药丸，以缓解肠道不适和其他疾病。然而，许多医生和科学家对这类疗法的有效性表示怀疑。“益生菌可能相对安全，但在改善疾病或症状方面，效果可能并非特别显著，” 明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的胃肠病学家约瑟夫·默里 (Joseph Murray) 说。
但随着科学家们逐渐了解特定细菌影响人体的机制，许多人认为他们可以精确找到治疗不同疾病的正确微生物组合。其他人则致力于开发模拟有益细菌与宿主相互作用或阻断有害相互作用的分子。“毫无疑问，微生物组是我们肠道内的一个小型制药厂，” 加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学的微生物学家贾斯汀·索南伯格 (Justin Sonnenburg) 说。
例如，默里 (Murray) 的研究小组报告称，给转基因小鼠喂食肠道细菌普雷沃氏菌（Prevotella histicola），这种小鼠经过基因改造具有类似人类的免疫系统，可以抑制多发性硬化症和类风湿性关节炎引起的炎症。他的团队希望与纽约的生物技术公司 Miomics 合作，将此开发成一种疗法。同样，位于马萨诸塞州波士顿的 Vedanta Biosciences 公司正在进行一项临床前试验，测试一种含有抑制肠道炎症的微生物的药丸（Y. Furusawa et al. Nature 504, 446–450; 2013）。
去年六月，Second Genome 公司宣布与比利时贝尔瑟的 Janssen Pharmaceuticals 公司达成协议，研究溃疡性结肠炎患者的微生物种群，以期找到新的药物和药物靶点。尽管 Second Genome 公司对其产品的细节仍含糊其辞，但总裁彼得·迪劳拉 (Peter DiLaura) 表示，该公司希望找到小分子和生物化合物，例如蛋白质，它们可以调整微生物组以缓解糖尿病和自身免疫性疾病。
与此同时，Second Genome 公司的科学顾问之一，加利福尼亚大学旧金山分校的生物工程师迈克尔·费希巴赫 (Michael Fischbach) 正在开发工具，以识别细菌表面或细菌产生的分子，这些分子与人体细胞上的受体结合并影响免疫系统或神经系统。“它不仅仅是一种类药物分子，而是一种真正的药物正在被生产出来，” 他说。
改变肠道微生物组中“好”细菌和“坏”细菌的平衡也会影响健康，例如炎症，甚至抑郁和焦虑。研究人员可能已经拥有大量现成的药物，可以改变这种平衡。由于不被人体肠道吸收而被丢弃的药物和小分子可能有助于专门靶向肠道微生物组，将其视为一个器官进行治疗。例如，索南伯格 (Sonnenburg) 的团队发现，一种名为唾液酸的化合物会在肠道中积聚，并在抗生素杀死有益细菌后帮助有害细菌接管肠道。研究人员现在正在研究用类似于唾液酸的化合物治疗小鼠是否可以抑制这种有害的转变（K. M. Ng et al. Nature 502, 96–99; 2013）。
位于科罗拉多州布鲁姆菲尔德的生物技术公司 Microbiome Therapeutics 目前正在进行两项小分子临床试验，这些小分子可以选择性地促进“好”的肠道细菌生长，以帮助糖尿病患者更轻松地吸收胰岛素。首席执行官史蒂文·奥恩多夫 (Steven Orndorff) 表示，该公司计划于下个月在伊利诺伊州芝加哥市举行的内分泌学会会议上公布首次试验结果。
其他公司正在将微生物组转变为一种诊断工具。Enterome 公司创建了一个基因测序平台，可以检测粪便微生物的变化，从而预警炎症性肠病等疾病的发生。该公司已追踪了 100 名此类患者的疾病进展情况，以期避免侵入性结肠镜检查。
然而，将微生物组启发疗法推向市场面临着诸多挑战。 Microbiome Therapeutics 公司开发的小分子药物或许能够通过正常的药物监管途径。但对于基因改造细菌（例如，比利时根特 ActoGeniX 公司和马萨诸塞州剑桥 ViThera Pharmaceuticals 公司正在开发的那些将抗炎剂输送到肠道的细菌）来说，可能存在一套不同或新的监管障碍。其他问题，包括天然细菌的知识产权，可能会使产品上市之路变得复杂。
Vedanta 公司的首席运营官伯纳特·奥莱 (Bernat Olle) 表示，虽然小型初创公司在应对这些问题时可能具有灵活性，但制药巨头的资金和指导只能提供帮助。例如，2013 年，Vedanta 公司与位于新泽西州新不伦瑞克的强生公司达成协议，共同开发炎症性肠病和其他自身免疫性疾病的潜在疗法。
Enterome 公司的首席执行官皮埃尔·贝利查德 (Pierre Belichard) 表示，此类投资姗姗来迟，但现在各公司正蜂拥而至微生物组研究领域。“医生们一直在问，为什么这个新的、迷人的科学世界不被视为一个值得投资的领域，” 他说。“直到今年年初，这还是一个非常好的问题。” 现在，他说，投资者“都希望他们的投资组合中有一家微生物组公司”。