【钻石生技投资分析室】专家观点/抢益生菌商机 善用地缘优势
经济日报 钻石生技投资 江建豪提供
如何让益生菌“长宿”(Colonization)于宿主体内,是目前肠道研究最重要的课题之一,本(5)月初《Science》登载美国加州理工学院生物与生物工程学系教授马兹马尼安(Sarkis Mazmanian)的突破性研究,揭示益生菌能够长期稳定存在于肠胃道,主要是因为细菌表面上的特定荚膜多醣(Capsular Polysaccharide)与宿主肠道黏膜上分泌的IgA 抗体(免疫球蛋白A)结合,进而使菌体群落聚集于肠道黏膜,最终形成益生菌的长期存活。
传统认为IgA主要为帮助宿主对抗外来病源菌的第一道防线,然而本篇研究为IgA提出了一全新的重要角色,无疑为人体与微生物之间悬而未解的共生机制提供了重要的线索。
马兹马尼安团队长期研究一种大量存在于许多哺乳类动物的肠道益生菌-Bacteroides fragilis (脆弱拟杆菌),试图了解在不断变化的肠道环境下此菌仍能长期存在的机制为何。脆弱拟杆菌又被称为二代益生菌,许多研究指出此菌能有效地减轻肠道发炎症状(IBD)与多种人体过敏现象。
有趣的是,人类在孩童期时就会与特定的脆弱拟杆菌菌株建立共生,并终其一生保持此共生关係,此长期共生现象激起了马兹马尼安的强烈兴趣。他首先透过电子显微镜发现脆弱拟杆菌会大量群聚出现在肠黏膜表面,而群聚外有一圈緻密的包裹结构,经分析包裹结构确认了主要成分为IgA。
为了解IgA在此扮演的角色与重要性,马兹马尼安进一步以正常或剃除IgA的无菌鼠(Germ-free mice)做验证,当同时给两种小鼠餵食脆弱拟杆菌后,只有能正常表现IgA的小鼠肠道能使脆弱拟杆菌定着,反之剔除IgA的突变小鼠则无法使脆弱拟杆菌成功定着。而分析IgA所结合的菌体结构,确认为特定的胞外荚膜多醣,此荚膜多醣的形成受到细菌体内ccf 基因群的调控,若将ccf基因群剔除,则脆弱拟杆菌将无法产生荚膜多醣,后续的菌体聚集与定着也不会发生。
此研究成果让本应是防御病原体入侵人体的IgA,摇身一变成为帮助益生菌长宿的重要角色,这或许是肠道菌与其宿主数万年共演化下互利共生所形成的羁绊,但究竟有多少的益生菌是利用此机制长宿于肠道,或是肠道菌相是否会因IgA特异性不同而造成巨大改变等问题,仍须要未来更多研究来验证。
目前市面上的益生菌产品都只能让菌体短时间存在于服用者体内,以本篇研究为基础或许有机会发展出高定着性的二代益生菌产品,以基因工程将ccf基因导入特定益生菌,或是于配方中添加特定促IgA聚集成分等,都可能是全新的发展方向。
愈来愈多研究阐明益生菌对于人体的消化道保健的重要性,而消费者对于购买益生菌的认知水平亦逐年上升。Technavio与Markets&Markets的分析报告皆不约而同指出2022年其益生菌整体市场产值可望超过640亿美元,且到2021年其复合年均增长率(CAGR)将超过7%。
综观世界目前十大的益生菌相关企业,皆被欧美所寡占其中包含Nestle(德国)、Danone(法国),BioGaia(瑞典)、PROBI(瑞典)、Bifodan(丹麦)、BioCare Copenhagen(丹麦)、Chr. Hansen(丹麦)、Attune Foods(美国)及Lallemand(加拿大)等,而亚洲只有日本的养乐多大厂Yakult 能勉强挤入榜单。
然而根据统计亚太地区却是益生菌最为庞大的消费市场,其消费占市场总量比高达47%,其次才是欧洲(22%)、北美(16.5%)与中东(6.5%)地区,亚洲企业于此市场的占比明显失衡,实有极大的发展空间存在。
由于东西方人体质差异,亚洲益生菌企业发展当地特有产品,具有地缘优势,如企业能积极以本篇研究成果为基础,搭配研发加强定着能力的二代益生菌种或配方,凭藉其庞大的市场基础,前景可期。台湾拥有足够的发展资源,例如食科所生物资源保存及研究中心的庞大菌种库,且台湾生技企业更具有先进的产品製程与研发能力,更应该把握机会乘势而起。
(作者是钻石投资分析室江建豪分析师)