二十世紀八九十年代生命科學領域興起的基因組學和蛋白質組學對于藥物靶標的發(fā)現(xiàn)、靶標確認、先導化合物發(fā)現(xiàn)、候選化合物的臨床前及臨床驗證過程產生了深刻的影響，改變了藥物研發(fā)的思路和策略。2007年，美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）啟動了人類微生物組計劃（HMP）。經過了十幾年的發(fā)展，微生物組學已成為科學界和公眾非常感興趣的話題。2017年，中國科學院也啟動了微生物組計劃，隨著更多的研究揭示微生物組與健康及疾病相關機制的關系，將為新藥創(chuàng)制帶來新的機遇。
　　人類微生物組（human microbiome）指生活在人體內互生、共生和致病的所有微生物集合及其遺傳物質的總和，其廣泛存在或分布于消化、呼吸、泌尿和生殖系統(tǒng)以及皮膚各個器官。微生物組學是以研究全部微生物群體為研究對象的新興交叉學科，全面系統(tǒng)地解析微生物組的結構和功能及生理調控機制，為解決健康問題提供了新思路，而相關微生物技術的創(chuàng)新和融合進一步加速了藥物研發(fā)從基礎研究到臨床轉化的發(fā)展。迄今為止，已公開報道顯示體外和體內評價治療結果有希望，針對不同疾病主要基于以下八類合理設計的微生物組策略進行藥物開發(fā)。
　　第一類：益生菌。如用于治療肥胖和糖尿病的粘蛋白菌（A.muciniphila是2004年從人類糞便樣品中分離得到的一種腸道細菌），基于黏蛋白菌是維持腸道黏膜屏障的關鍵微生物，而在肥胖、2型糖尿病和高血壓患者中該細菌被耗盡，接受益生菌3個月的肥胖患者表現(xiàn)出胰島素敏感性的改善和膽固醇的降低。普拉梭菌（F.prausnitzii）和布拉迪鏈球菌（S.boulardii）用于治療炎癥性腸病，2020年發(fā)現(xiàn)的玫瑰單胞菌（R.mucosa）用于治療皮炎，乳桿菌CTV-05（L.crispatus CTV-05）治療尿路感染等。
　　第二類：益生元。低聚半乳糖（GOS）和低聚果糖（FOS）混合物可用于治療特應性皮炎，接受GOS和FOS的患者顯示雙歧桿菌擴張生長，從而特應性皮炎發(fā)病率降低，低聚糖還可以治療克羅恩病和菊粉凝膠結直腸癌。
　　第三類：靶向抗生素。利地尼唑用于艱難梭菌感染，作用機制是高特異性地結合于艱難梭菌DNA。工程內切酶PM-447（engineered endolysin PM-447），用于治療加德納瑞拉菌感染（Gardnerellainfection）。
　　第四類：噬菌體。噬菌體治療酒精性肝炎，基于糞腸桿菌產生的溶細胞素可以引起酒精性肝炎患者的肝損傷，而噬菌體可抑制糞?？耸蠗U菌。具核梭桿菌被證實了會誘導促炎癥反應和致癌活動，促進結直腸癌生長，針對該細菌的噬菌體可預防和治療結直腸癌。
　　第五類：酶抑制劑。酶抑制劑。如腸道菌β-葡萄糖醛酸酶可將治療結腸癌藥物伊立替康轉化為有毒的SN-38,β-葡萄糖醛酸酶選擇性抑制劑既不殺傷細菌也不傷害人體正常細胞，同時可以降低藥物的毒性代謝產物。動物實驗顯示該抑制劑可以有效地降低伊立替康的毒性，有望成為減輕藥物毒副作用的新途徑。
　　第六類：工程微生物。如工程化EcN被設計用于將氨轉化為l-精氨酸，以促進尿素循環(huán)，用于治療高氨血癥。
　　第七類：天然微生物群。“糞菌移植”（腸道菌群移植,FMT）是將健康人糞便中的功能菌群,移植到患者胃腸道內而重建新的腸道菌群,實現(xiàn)腸道及腸道外疾病的治療。
　　第八類：合成微生物群。如GUT-108是11種細菌菌株的聯(lián)盟，用于治療結腸炎，其機制是其可以替代炎癥性腸?。↖BD）患者某些被降低的功能。
　　盡管目前基于微生物組策略的藥物尚無產品上市，但大量研究發(fā)現(xiàn)炎癥性腸病、大腸癌、II型糖尿病、肥胖、肝硬化、冠心病、動脈粥樣硬化、風濕性關節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、抑郁癥、自閉癥等眾多疾病與人體微生物組密切相關，微生物組學在藥物發(fā)現(xiàn)中的應用已經成為全球研發(fā)熱潮。