以微生物科学构筑健康高地——记 南昌大学转化医学研究院研究员陈廷涛

◎ 文 /李 冲

在人类生活的地球上，微生物无处不在。从炽热的火山口到冰层以下的南极暗潮，还有人类及所有动植物的身体中，都存在着大量的微生物。数据显示，人体肠道内生活着1000多种共生微生物，越来越多的研究将人体肠道菌群与疾病关联起来。然而，微生物在人体内的作用机制到底是什么？如何利用微生物调节人类身体健康？

从2006年开始，南昌大学转化医学研究院研究员陈廷涛就开始致力于微生物与人类健康的相关研究，主要方向为天然微生物和工程微生物在糖尿病、肿瘤及感染性疾病中的作用及在治疗上述疾病中的应用。在他看来，微生物作为一片全新的领域，还有太多未知的东西等待人类去探索。

生物与医学的结合

尽管微生物的历史远早于人类的诞生，但直到17世纪中叶——荷兰人列文虎克发明了显微镜后才被人们所发现。此后近两百年间，微生物学的研究基本上停留在形态描述和分门别类阶段，直到19世纪中期，法国科学家巴斯德和德国科学家柯赫的杰出工作，使得微生物学作为一门独立的学科开始形成，并主要发展为两个方向：一是研究传染病和免疫学，研究疾病的防治和生化治疗剂的功效；另一方面则是和遗传学的结合。而陈廷涛选择的研究方向无疑为前者。

“在我读研期间，微生物学在国内外其实不是很受重视。”陈廷涛介绍，尽管微生物学作为一门真正的学科发展至今也有近两百年历史，但受限于研究背景、工具及手段等，人们对微生物的认识，尤其是微生物对人类健康的作用机制实际上并没有太多了解，这也导致微生物学长期处于低谷时期。“如果没有医学背景，单纯从微生物的角度切入，其实很难深入研究。”

2011年，在南昌大学食品科学与工程专业读博期间，陈廷涛获得了一个难得的机遇——作为访问学者到美国宾夕法尼亚大学医学院进行为期一年的访问研究。利用这来之不易的机会，陈廷涛摒弃了所有休假机会，一心沉浸在医学的世界，为自己的微生物研究补足短板。尽管在国外访问的一年中几乎没有休息过一天，也没有发表过一篇论文，但对他来说却是弥足珍贵的经历，为其后续微生物与健康相关研究打下了坚实基础。

回国后不久，随着宏基因组学、代谢组学、转录组学和蛋白组学在微生物研究中的应用,微生物学在国内外又迎来了新的一轮发展热潮。借着这次机遇，在南昌大学转化医学研究院任职的陈廷涛迅速发展起自己的团队，并成立了以长江学者领衔、由南昌大学转化医学研究院及校内相关学科的研究骨干和南昌大学附属医院的临床医学专家组成的科研创新团队。该平台设有心血管疾病研究中心、肿瘤与代谢性疾病研究中心、医用生物材料研发中心、基因组学研究与生物信息中心、转基因小鼠中心和生物药物研发中心等六大研究平台，以及七个国家级和省级重点实验室或研究工程技术中心。

基于微生物学与医学的深厚研究背景，以及一系列完善的科研平台设施，陈廷涛的研究很快驶入了快车道，先后获得江西省双千计划（科技创新高端人才项目）、江西省杰出青年人才、江西省省级优势科技创新团队负责人、江西省新世纪百千万人才工程人选、江西省主要学科学术和技术带头人等。

在天然菌方面，陈廷涛带领团队与南昌大学第一附属医院、南昌大学第二附属医院、江西省肿瘤医院、江西省妇幼保健医院、江西省口腔医院等多家三甲医院合作开展近20项科研项目，探究微生物在精神性疾病、妇科疾病、胃癌、鼻咽癌、不孕不育、口腔疾病中的作用及其机制，其中益生菌干预治疗临床试验20余项。并且在与江西省肿瘤医院合作过程中，他首次阐明了益生菌药品培菲康在减少鼻咽癌患者手术放化疗中的积极作用，扩宽了该药物在临床中的适应症范围。目前该成果已经在全国多家医院推广，有望改写该类药品的临床指南。该项工作发表于国际权威期刊Cancer，并受到国际权威期刊Lancet Oncology专题评论。同时陈廷涛团队还证实了另外一个益生菌药品思连康在胃切除术后恢复中的作用，成果已发表于肿瘤权威期刊Journal of Cancer。这两篇文章发布之后先后被国内权威学术推广公众号“热心肠日报”第一时间转发，并给予高度评价—— “上述两篇论文，是国产益生菌在2018年度发表的、仅有的3篇被国际同行评议的RCT研究论文中的2篇”。

在工程菌方面，作为开发微生物精准治疗的重要方向和最可能突破的重点领域，陈廷涛带领团队持续钻研探索，目前已建立质粒过表达平台和细菌整合基因组平台，在乳酸菌、大肠杆菌和减毒鼠伤寒沙门氏菌等微生物中实现了药物蛋白的表达，并已在糖尿病、肥胖、精神性疾病、重金属污染、烧烫伤、肿瘤等小鼠/猴子模型中呈现出非常好的效果。

这两个领域的研究极大促进和丰富了我国生物药物研究和开发进程，填补了工程微生物药物的空白，其研究及后面的产业化，将为糖尿病患者、肿瘤、肥胖及精神类疾病患者提供多种治疗选择方式。

不仅如此，他还基于粪菌移植概念，在全球率先系统提出了“阴道菌群移植”概念，不到一年时间就被以色列科学家通过临床试验证实了其可靠性，阴道菌群移植也有望在今后几年得到快速发展并用于妇科疾病治疗。

以产业化为目标

以科技缔造健康，是陈廷涛一直以来的追求与目标。因此，从进入这一领域开始，他与团队所有的研究都以最终的产业应用为导向。

“对于研究员而言，成果转化过程最重要的支撑力量之一就是企业。”陈廷涛介绍，这几年来他在产业化方面的研究成果无不得益于许多企业的支持。“尤其是美华生物，在早期阶段研究成果还未得到广泛知名度时就主动接洽，共同合作天然菌的转化工作。”

成立于2002年的哈尔滨美华生物公司，是国内专注于微生态制剂研发和产业化的股份制高新技术企业，拥有多条生产线的专业益生菌生产基地。近年来，尽管我国益生菌产发展迅速，但仍然面临诸多问题，如具有自主知识产权的益生菌种质资源不足、菌种标识错误、活菌数量低下、“老菌”功能不明、产品检测技术缺乏、菌株稳定性得不到保证及循证医学研究不透明等。

为此，2018年前后，针对我国益生菌领域基础研究和产业转化所面临的客观难题，哈尔滨美华生物公司与陈廷涛携手，基于培养组学、科学循证和产业转化的研发思维，立足于产学研一体化平台建设，经过长期基础理论与应用技术创新研究，解决了益生菌行业领域菌种资源落后、终端产品质量得不到保障及循证医学研究不足等关键问题，成功将益生菌从菌株筛选和功能评价的基础研究阶段逐步延伸到重大疾病的辅助治疗与生殖健康等大健康领域。该项目近年来累计新增销售额有重大突破，为企业和社会创造巨大经济社会效益。2021年，该项目获得发明创业奖创新奖一等奖。

不仅如此，陈廷涛还与江西善行生物科技有限公司合作，从江西百岁老人粪便中筛选益生菌，开发“百岁菌”固体饮料及药品。在工程菌转化方面，目前已建立成熟平台，拟将工程菌、无菌动物、转基因动物、宏基因组学、代谢组学、转录组学及各种分子生物学技术综合起来，打造我国乃至世界一流工程菌改造、生产及转化平台。

截至目前，陈廷涛团队已与青岛东海药业、哈尔滨美华生物、江西善行生物、上海信宜、杭州远大、山东中科嘉亿等7家年产值过亿的益生菌药企、食品企业合作各类产学研项目,为企业增值过十亿元。基于产业化方面的卓越贡献，陈廷涛也获得了2020年中国产学研合作创新奖。

微生物组在地球生态系统和人类健康中的作用超乎想象，但目前人们对微生物的认知尚不足1%。在这片广袤的蓝海，陈廷涛团队已做好准备，将协同更多产学研机构扬帆远航。