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肠道菌将成为你的私人医生?看技术创新如何颠覆医学概念

首页 » 《转》译 2016-11-11 转化医学网 赞(2)
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导读
生物合成学家正在对细菌进行基因改造,但令人奇怪的是目前还没有这些基因改造细菌的监管标准。

  生物合成学家正在对细菌进行基因改造,但令人奇怪的是目前还没有这些基因改造细菌的监管标准。
  新型生物合成公司Synlogic创建于马萨诸塞州剑桥。该公司设计了一种基因工程改造菌用于药物实验。这些工程菌到达胃部,可以吸收大量的氨,从而达到治疗一种罕见的代谢性疾病的目的。
  这项治疗计划定于2017年进行临床试验。Synlogic创始人称这跟"合成抗生素"一样意义重大。肠道细菌经过基因改造后,能够检测到体内的变化,并采取相应行动。比如说携带药物或释放用于诊断的标记物。
  服用转基因细菌会让人心里觉得不舒服。但生病后,身体不能执行生理功能,而专门构建的工程菌能够帮助身体继续执行功能。这些工程菌也能够代替药片或注射起作用。
  作为Synlogic公司的创始人之一,麻省理工学院教授James Collins从2000年开始推广这项技术。这些聪明的细菌可能成为第一个应用于医疗的合成生物学成果。James Collins从大肠杆菌中一个重要的分子开关得到启发。这个分子开关涉及信号通路中的两个基因,这两个基因可以在不同状态之间转变。有趣的是,不久之后普林斯顿大学的科学家宣布,他们已能开启和熄灭细菌的荧光。
  改造的工程菌具有各种新颖、卓有成效的功能,因此,大家趋之若鹜。许多专家小组、TED演讲团队和国际学生竞赛正在对其进行研究。
  但在这些研究中,Synlogic 的转基因药物计划首先应用于医疗。这项计划涉及到无害肠道细菌的一系列基因的删除或添加。基因改造的工程菌依赖于氮生存,而这些氮由我们食用的蛋白质提供。
  通常,体内额外的氮会转化为尿素,人体只需把尿素排出体外。 但有些人不能将氮转化为尿素,他们体内氨水平很高且对人体有毒性。这么高的氨浓度足以使新生儿死亡。儿童和成人氨水平高将导致精神错乱和易怒等行为。Synlogic的基因改造大肠杆菌能将氨转化为无害的精氨酸,从而达到治疗的目的。
  CEO J.C. Gutierrez说:“一个人一天一次可以吞下约 1000 亿个细菌的胶囊”。 到目前为止Synlogic公司已经筹集了7000 万美元,其中包括Atlas Venture的资助,该投资公司在启动阶段就一直支持这个团队。
  基因工程改造细菌的应用不仅局限于罕见疾病。最近美国马萨诸塞大学教授Neil Forbes组建了Ernest Pharmaceuticals公司,该公司计划使用沙门氏菌对抗癌症。这种细菌最出名的是导致食物中毒,并一般聚集在肿瘤组织中。
  Forbes设想改造细菌,使他们能够识别肿瘤,当到达肿瘤组织中后释放抗肿瘤药物。之前,曾经有一家欧洲公司ActoGenix对转基因细菌药进行临床测试。但这个转基因细菌药尚未发售。这种基因改造药物很新颖,目前没有关于这方面的标准,是否能够称之为药物还是未知数。美国食品和药物管理局(FDA)称它们为“活生物治疗药品。”
  Thayer Biotherapeutics创始人之一,Yamil Hernandez估计,目前有多达8到10种转基因细菌药正在等待FDA绿灯放行,进行前期测试。Thayer Biotherapeutics是马里兰州的新型公司。该公司针对有些人不能消化牛奶、坚果、可口可乐零和其他无糖汽水中的苯丙氨酸,改造酸奶细菌、乳酸菌,帮助病人消化苯丙氨酸。Yamil Hernandez说, “这些细菌将设计成粉末,可以洒在食物上。这些工程菌就像很饥饿的河马,它们不消化其他东西,只偏爱苯丙氨酸。”
  使用基因改造的细菌作为治疗方法并不新颖。如结核病的疫苗是用感染力弱的细菌制成的,美国市场上的益生菌和酸奶估计价值35亿美元。
  Synlogic公司称工程细菌还有其他的优点--经过基因组编辑后工程菌变得更加安全。Gutierrez表示,工程菌只在低氧气环境中转化氨,如人类肠道。并且它还依赖于一种营养成分--胸苷,而消化道中没有高浓度的胸苷。因此,工程细菌死亡之前只会分裂一次,不会影响体内微生物环境。(转化医学网360zhyx.com)

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