细菌打造智能药物

经过基因编辑，益生菌被设计来执行针对目标疾病的治疗功能，目前针对高氨血症的临床试验正在进行中，今后有望扩展到更多治疗领域

我们有智能手机、智能车，如今，随着一种新的活性药物（living medicines）出现，不久后智能疗法也将面世。

美国麻省理工学院的Synlogic公司正在把工程原理应用于生物学，通过独特的方式用合成生物药品（Synthetic Biotic）治疗疾病。

该技术由麻省理工学院的合成生物学专家Jim Collins和Tim Lu开发，通过对益生菌进行基因编辑，其可以补上某些因遗传或后天因素影响所致的新陈代谢疾病患者缺失的功能。这些经过特殊设计的益生菌可以感知和应答它们所处的环境，以完成特定的治疗任务。这些“智能药物”目前处于临床研究阶段。

弥补人体缺失功能

合成生物药（目前为丸剂）被服下后，经过工程化改造的治疗细菌就开始工作，完成其预先设定的任务。就像当前智能技术可以被编程来执行日常生活的任务，这些智能的活性药物可以被设计来具体执行针对目标疾病的治疗功能。

例如，Synlogic公司的首个候选产品SYNB1020，其正开发用于治疗因肝硬化和尿素循环障碍引起的高氨血症。患有这种疾病的患者缺少一种降解氨的酶，导致氨可能会升高到有毒的水平，甚至可能导致脑损伤而死亡。

就像机器人清除杂物一样，经过专门设计的SYNB 1020可以将过量的氨转化为无害的代谢物。麻省理工大学的科学家选择从益生菌开始试验这项技术，是因为它们对肠道是安全和有益的，且人们对其很熟悉。“我们主要创造可以通过药丸形式服用、能够用于治疗的合成益生菌。”Synlogic联合创始人Collins表示，他的专利技术已经授权给25多家生物技术公司、制药企业和医疗器械公司。Collins称，因为益生菌的工程学已被科学家很好地掌握，其成为了用于改造的理想生物体。

Synlogic公司首席科学官Paul Miller介绍：“我们在细菌内植入一个基因合成通路来产生一些缺失的东西，从而治疗特定疾病的患者。”Collins说对于高氨血症病人，氨的积聚对大脑有毒，会导致认知障碍，甚至昏迷或死亡。“当益生菌在肠道中移动时，会将不应该存在的氨代谢掉，以避免其进入身体的其他部位，从而缓解肝脏的解毒压力。这样一来，病人每天只要服用含益生菌的胶囊，就可以代偿肝脏的功能，其不必住院，日常生活也将得到改善。”

目前，SyrLogic公司的候选药物主要是治疗罕见的遗传代谢性疾病，但其它主要疾病也是该公司的目标。SYNB1020可能为肝功能不良的各种患者带来希望，包括胆汁疾病、脂肪肝甚至酒精滥用。

用肠道菌群特异化治疗

SynLogic公司目前正在开发通过控制肠道菌群来治疗疾病的药物，其研发线包括用于治疗先天性代谢异常（IEM）的合成生物药物。该公司表示，其最终将应用专有的合成生物医药平台，为治疗包括炎症、新陈代谢、肿瘤学和中枢神经系统（CNS）在内的主要疾病开发生物药物。该公司的第二个项目SYNB1618（治疗苯丙酮尿症/苯丙酮尿症）有望在今年进入临床。

“我们认为这种方法很有潜力用于治疗各种疾病。”Miller表示。2014年加入Synlogic公司之前，Miller是阿斯利康（AstraZeneca）感染生物学部门的副总裁，在那之前，他是辉瑞（Pfizer）的抗菌研究首席科学官。“每种经过设计的益生菌会对每种疾病具有特异性，我们从罕见的疾病开始着手，是因为知道疾病的起因。我们认为有大量的疾病可以通过生物工程方法来治疗。”

合成药物SYNB1020目前正在对高氨血症患者进行临床试验，研究将在今年完成，并希望在年底前公开数据。该公司已经在前期研究中确定了剂量水平。Miller透露，在这项研究中，他们发现该药的药效和耐受性都表现良好，且在停药后很快就会从肠道中清除。

如果当前进行的试验取得成功，将是第一次这种类型的活性药物显示出对这类代谢性疾病患者具有益处。

今年美国癌症研究协会（AACR）年会召开前，SynLogic公司宣布其免疫肿瘤（IO）项目的临床前数据将在会上公布。该报告包括基因工程细菌如何通过消耗代谢物（会帮助肿瘤逃离和损害免疫系统）增强抗肿瘤活性的内容。该公司计划在2019年向美国FDA提交其首个抗肿瘤产品的新药申请。

除了开发自己的智能药物，SynLogic还与艾伯维（AbbVie）、银杏生物工作室（Ginkgo Bioworks）合作，以加强研发，并进一步加速其基于肠道的创新疗法的研发。

Collins的合作伙伴、Synlogic联合创始人Tim Lu ，是麻省理工学院电气工程和计算机科学系和生物工程系的生物组的负责人。Lu是麻省理工学院工程研究中心合成生物学的核心成员，他的研究方向主要是通过模拟和数字技术，在活细胞中进行存储和计算；利用合成生物学原理，解决重要医学问题和构建活的生物材料，以整合生物与非生物功能。

编译/廖联明

来源/福布斯

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