利用轉(zhuǎn)基因細菌或能有效治療人類遺傳性疾病！

對于很多人而言，一粒含有數(shù)百萬個細菌的藥片可能是一場噩夢，但其或許有望成為對抗疾病的新型工具；在很多遺傳性疾病中，一個基因的突變意味著一個人機體中無法制造對于生長、發(fā)育和機體功能維持所必要的物質(zhì)，而有時候這似乎能夠通過一種人造的替代品來解決，即讓患者服用一種特殊藥片來補充機體缺失的東西。

比如，苯丙酮尿癥患者機體就缺少一種能分解蛋白質(zhì)的酶類，如果沒有這種酶類，患者的血液中就會積累毒性化合物，最終就會誘發(fā)其大腦出現(xiàn)**性的損傷。幸運的是，修復(fù)機體缺失的功能很容易，醫(yī)生治療苯丙酮尿癥的方法就是讓其在后期攝入蛋白水平較低的食物，事實上，由于這種方法非常簡單，從1961年開始，苯丙酮尿癥成為了**個新生兒進行常規(guī)篩查的疾病，通過分析新生兒的血液就能夠?qū)@種疾病進行有效篩查。

但試想一下，如果要測定一個人一生所吃的每一種東西或許具有極大的挑戰(zhàn)性，為了能夠有效治療苯丙酮尿癥，目前研究人員正在探索新的方法，其中一種就是利用基因編輯工具來糾正患者機體的遺傳突變，然而目前這項技術(shù)仍存在一定風(fēng)險，其有可能會干擾患者機體其它的基因并對患者帶來附加的傷害。

如果在不影響患者機體基因組的前提下來移除這種突變基因，這或許是一種新的思路，當(dāng)然了，這也是目前Synlogic公司的研究人員正在進行的研究項目，研究者指出，與其直接干預(yù)人類機體的基因組，不如將治療性的基因直接引入到機體腸道菌群中去，這些經(jīng)過基因改造過的細菌或許就會產(chǎn)生苯丙酮尿癥患者機體中所缺乏的酶類，并將這些蛋白質(zhì)分解成為無毒性的產(chǎn)物。

筆者是來自加州大學(xué)圣地亞哥分校的一名博士后研究者，其主要對機體中的微生物組以及微生物組對機體健康的影響進行研究，目前研究人員開始研究闡明機體微生物群落在維持機體健康上扮演的關(guān)鍵角色，下一步研究者想通過改變這些微生物來改善人類機體的健康。

工程化改造腸道菌群

你可能會非常驚訝地發(fā)現(xiàn)，我們的腸道中居住著上萬億個細菌，其能幫助我們消化食物、制造維生素并且訓(xùn)練機體的免疫系統(tǒng)，這些微生物群落中含有數(shù)百萬種不同的基因，大約是人類機體基因的150倍，而目前人類就可以利用這些微生物群落來改善自身的健康。大腸桿菌Nissle 1917(Escherichia coli Nissle1917，EcN)是由研究者Alfred Nissle于1917年分離的優(yōu)質(zhì)益生菌，在長達100多年的時間里，其能被用作益生菌來改善人類健康。

研究人員對這種細菌進行工程化改造，制造出了針對苯丙酮尿癥患者的一種新型的治療性超級細菌- SYNB1618。研究者引入了三種基因來促進SYNB1618將苯丙氨酸轉(zhuǎn)化成為一種安全的化合物—苯丙酮酸鹽，隨著機體中苯丙氨酸水平的下降，苯丙酮尿癥患者也就不會再表現(xiàn)出任何疾病癥狀了，而且患者的生活質(zhì)量能夠得到明顯改善。

轉(zhuǎn)基因細菌安全嗎？

對遺傳工程化（轉(zhuǎn)基因）改造的生物持反對意見的人群可能會反對向人類機體腸道中加入經(jīng)過改造的細菌，但就像轉(zhuǎn)基因食品一樣，F(xiàn)DA同樣有著嚴(yán)格的規(guī)定來確保這些微生物是安全的。以細菌SYNB1618為例，研究人員從細菌中剔除了一種復(fù)雜產(chǎn)生細菌關(guān)鍵成分的基因，如果無法向這種細菌提供其所缺失的重要成分的話，這些細菌就無法正常繁殖，其就會發(fā)生死亡，這就是研究人員控制SYNB1618在患者機體中安全性的一種手段。

當(dāng)研究者對小鼠進行研究后他們發(fā)現(xiàn)，在缺失關(guān)鍵成分48小時后，SYNB1618就會從小鼠機體的腸道中消失。此外，研究者在設(shè)計SYNB1618和選擇用于治療目的的微生物時也采取了其它的預(yù)防性措施，除了添加加工苯丙氨酸的基因外，這種轉(zhuǎn)基因細菌所包含的基因也與1917年最原始的大腸桿菌Nissle 1917的基因完全相同，這樣就確保了轉(zhuǎn)基因細菌的安全性。

真的有效嗎？

一旦研究人員在實驗室中證明了這種轉(zhuǎn)基因細菌能夠轉(zhuǎn)化苯丙氨酸，他們就決定將這種細菌注射到苯丙酮尿病的小鼠機體中，研究結(jié)果表明，SYNB1618能夠降解小鼠腸道中循環(huán)的苯丙氨酸，從而就能夠降低機體血液中苯丙氨酸的水平。為了在人類機體中進行試驗，研究人員首先在猴子機體中對SYNB1618的治療效果進行了測試，從而確保進行人類臨床試驗的安全性和有效性，研究者給予健康猴子喂食苯丙氨酸，隨后再給予其一定劑量的微生物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SYNB1618能夠成功降低猴子機體中苯丙氨酸的水平，這與在小鼠機體中得出的研究結(jié)論一樣。

目前研究人員正在人類1期臨床試驗中檢測SYNB1618的作用效果，這或許也有望幫助研究人員后期開發(fā)出治療多種人類疾病的新型療法，比如糖尿病、癌癥、炎性腸病等疾病。隨著科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)并且理解機體中微生物菌群的作用，他們希望能夠有效鑒別出一些特殊的微生物來用作新型的基因療法，幫助有效治療多種疾病，比如涉及機體代謝和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病等。