微生物组不仅存在于哺乳动物感染期间。健康的个体和动物体内随时栖居着数十亿微生物，这些微生物通过化学信号相互交流，从而影响宿主健康。亥姆霍兹萨尔州药物研究所（HIPS）、萨尔布吕肯大学和萨尔布吕肯大学医院的研究人员近期对人类和动物园动物的微生物组进行了系统研究，旨在为疾病诊疗策略提供新思路。
这两项研究结果发表于《自然通讯》期刊。HIPS是亥姆霍兹感染研究中心与萨尔布吕肯大学合作建立的研究机构。从微生物中提取活性成分并非新概念——已有众多药物基于细菌和真菌的天然产物开发而成。这些微生物在土壤等自然环境中竞争资源时，会通过化学信号获得竞争优势，这正是市售抗生素多源于微生物天然产物的原因。由HIPS、萨尔布吕肯大学和萨尔布吕肯大学医院组成的跨学科团队，正致力于开发治疗非传染性疾病的天然产物。不同于传统土壤研究路径，团队直接聚焦与人类疾病相关的定植细菌。该研究路径已成为由德国研究基金会（DFG）资助的"nextAID³"卓越集群项目的重要组成部分，萨尔布吕肯大学已于2024年8月提交完整提案。
这项大规模活性成分研究基于两大样本库："IMAGINE"研究收集了近2000份健康人群与疾病患者样本。由于不同疾病影响微生物组的特定区域，研究人员分别分析了唾液、牙菌斑、粪便、眼部、咽喉及皮肤的微生物组。在第二个研究中，团队对比了萨尔布吕肯动物园动物与野生动物的微生物组，验证动物微生物组作为新型天然产物来源的潜力。两组样本均经过宏基因组测序处理——这种基因技术可对样本中所有生物体进行遗传鉴定并测定其丰度。若某种细菌在特定疾病状态下丰度显著变化，则可能参与疾病的发生或发展。
研究团队发现多个符合上述特征的细菌，并通过生物信息学分析识别出与疾病相关天然产物的生物合成基因簇。临床生物信息学教授Andreas Keller表示："这些数据如同科学金矿，我们尚不知晓大部分新发现基因簇编码的具体天然产物。ABC-HuMi数据库已整合这些数据及更多人类微生物群信息，为发现新型天然产物和药物开发提供基础。"
目前HIPS的六个研究团队正对50个最有潜力的基因簇进行实验验证。部门主管兼科学主任Rolf Müller教授指出："掌握天然产物的遗传蓝图只是第一步。我们正努力将这些蓝图转入菌株中，使其生产对应的天然产物。这批数据展现的生物多样性前所未有，我们期待将过去15年在抗生素开发领域的技术经验拓展到其他适应症。"
HIPS的研究重点在抗菌剂开发，而针对非传染性疾病的药物开发将在"药物科学中心"（PharmaScienceHub）推进。该合作平台由HIPS和萨尔布吕肯大学于2023年共同创建，旨在加速基础研究成果向医疗应用的转化。
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