腸道菌將成為你的私人醫生？看技術創新如何顛覆醫學概念

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《轉》譯

《轉》譯是轉化醫學網原創編譯類品牌欄目， 重點關注基因檢測、細胞治療、體外診斷、精準醫療等轉化醫學領域，旨在傳遞國外新技術、新動態，同時圍繞這些領域的知名企業、專家觀點、商業模式等也是《轉》譯關注的重點。

??生物合成學家正在對細菌進行基因改造，但令人奇怪的是目前還沒有這些基因改造細菌的監管標準。

??新型生物合成公司Synlogic創建於馬薩諸塞州劍橋。該公司設計了一種基因工程改造菌用於藥物實驗。這些工程菌到達胃部，可以吸收大量的氨，從而達到治療一種罕見的代謝性疾病的目的。

??這項治療計劃定於2017年進行臨床試驗。Synlogic創始人稱這跟"合成抗生素"一樣意義重大。腸道細菌經過基因改造後，能夠檢測到體內的變化，並採取相應行動。比如說攜帶藥物或釋放用於診斷的標記物。

??服用轉基因細菌會讓人心裡覺得不舒服。但生病後，身體不能執行生理功能，而專門構建的工程菌能夠幫助身體繼續執行功能。這些工程菌也能夠代替藥片或注射起作用。

??作為Synlogic公司的創始人之一，麻省理工學院教授James Collins從2000年開始推廣這項技術。這些聰明的細菌可能成為第一個應用於醫療的合成生物學成果。James Collins從大腸桿菌中一個重要的分子開關得到啟發。這個分子開關涉及信號通路中的兩個基因，這兩個基因可以在不同狀態之間轉變。有趣的是，不久之後普林斯頓大學的科學家宣布，他們已能開啟和熄滅細菌的熒光。

??改造的工程菌具有各種新穎、卓有成效的功能，因此，大家趨之若鶩。許多專家小組、TED演講團隊和國際學生競賽正在對其進行研究。

??但在這些研究中，Synlogic 的轉基因藥物計劃首先應用於醫療。這項計劃涉及到無害腸道細菌的一系列基因的刪除或添加。基因改造的工程菌依賴於氮生存，而這些氮由我們食用的蛋白質提供。

??通常，體內額外的氮會轉化為尿素，人體只需把尿素排出體外。 但有些人不能將氮轉化為尿素，他們體內氨水平很高且對人體有毒性。這麼高的氨濃度足以使新生兒死亡。兒童和成人氨水平高將導致精神錯亂和易怒等行為。Synlogic的基因改造大腸桿菌能將氨轉化為無害的精氨酸，從而達到治療的目的。

??CEO J.C. Gutierrez說：「一個人一天一次可以吞下約 1000 億個細菌的膠囊」。 到目前為止Synlogic公司已經籌集了7000 萬美元，其中包括Atlas Venture的資助，該投資公司在啟動階段就一直支持這個團隊。

??基因工程改造細菌的應用不僅局限於罕見疾病。最近美國馬薩諸塞大學教授Neil Forbes組建了Ernest Pharmaceuticals公司，該公司計劃使用沙門氏菌對抗癌症。這種細菌最出名的是導致食物中毒，並一般聚集在腫瘤組織中。

??Forbes設想改造細菌，使他們能夠識別腫瘤，當到達腫瘤組織中後釋放抗腫瘤藥物。之前,曾經有一家歐洲公司ActoGenix對轉基因細菌葯進行臨床測試。但這個轉基因細菌葯尚未發售。這種基因改造藥物很新穎，目前沒有關於這方面的標準，是否能夠稱之為藥物還是未知數。美國食品和藥物管理局（FDA）稱它們為「活生物治療藥品。」

??Thayer Biotherapeutics創始人之一，Yamil Hernandez估計，目前有多達8到10種轉基因細菌葯正在等待FDA綠燈放行，進行前期測試。Thayer Biotherapeutics是馬里蘭州的新型公司。該公司針對有些人不能消化牛奶、堅果、可口可樂零和其他無糖汽水中的苯丙氨酸，改造酸奶細菌、乳酸菌,幫助病人消化苯丙氨酸。Yamil Hernandez說, 「這些細菌將設計成粉末，可以灑在食物上。這些工程菌就像很飢餓的河馬，它們不消化其他東西，只偏愛苯丙氨酸。」

??使用基因改造的細菌作為治療方法並不新穎。如結核病的疫苗是用感染力弱的細菌製成的，美國市場上的益生菌和酸奶估計價值35億美元。

??Synlogic公司稱工程細菌還有其他的優點--經過基因組編輯後工程菌變得更加安全。Gutierrez表示，工程菌只在低氧氣環境中轉化氨，如人類腸道。並且它還依賴於一種營養成分--胸苷，而消化道中沒有高濃度的胸苷。因此，工程細菌死亡之前只會分裂一次，不會影響體內微生物環境。

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