美国麻省理工学院(MIT)旗下企业Synlogic公司正在通过将肠道细菌重编程的方式开发一类新药，被称为“活性疗法”。
基于MIT的TimLu教授和JimCollins教授的研究成果，Synlogic公司开创了所有的合成生物素，它可以感知并纠正代谢异常，这些代谢异常与一些疾病和基因紊乱相关。
人类肠道中有上亿的细菌，它们被统称为肠道菌群，它们具有重要的健康功能。Synlogic的合成生物素（胶囊、悬浊液或者其他可被常规服用的剂型），可以增强肠道菌群的新陈代谢能力或者补充器官失去的功能。
TimLu说：“在过去的十年中，肠道菌群和人体之间的复杂联系越来越清晰，而且我们已经知道生活在消化系统内的细菌对人体健康影响重大。”
上个月，Synlogic获得了额外的万美元风险投资，并加强了与药物巨头AbbVie的合作。通过这项合作，Synlogic将和AbbVie一起研究针对发炎性肠道疾病的合成生物素。
Synlogic有两个候选药物（预计在接下来的12个月内进入临床试验阶段）可以用来治疗罕见基因代谢紊乱疾病。其中一种药物用来治疗尿素循环障碍(UCD)，另一种用来治疗苯丙酮尿症(PKU)。这两种药物都可以将有*代谢产物冲出体外。
Collins教授说，Synlogic的药物像是生物恒温器，与识别和控制室内温度不同的是，Synlogic的合成生物素是识别和控制人体内的酶和代谢产物的数量。
对大肠杆菌重编程
近十多年来，在波士顿大学和MIT，Collins和Lu已经为细菌开发出“基因电路”，它包括使用合成DNA或RNA序列制作的开关，可以指示细菌计数、存储、执行逻辑。
Collins和Lu使用这种基因电路对细菌进行编程，以寻找治疗感染的方法。年，Collins获得了盖茨基金会的资金，对细菌进行改造以检测霍乱和开发靶向抗菌肽以治疗霍乱。
几年前，在一些风险投资的资助下，Collins和Lu创办了Synlogic公司，专注于将“基于活性细胞的一系列新疗法”进行商业化。年，Synlogic进入公众视野，获得了万美元的投资。
从那时起，Synlogic开始对大肠杆菌进行编程。与传统的治疗方式相比，经过编程的大肠杆菌对疾病的治疗更加精确、安全、高效。
对于克罗恩病和溃疡性结肠炎这样的炎症性肠病，目前的治疗方法包括小分子药物和具有抗炎性的抗体，但是这类药物使用的最大问题是掌握好剂量。
Collins说：“Synlogic可以对肠道菌群进行编程，检测感染，并在炎症区域生成抗炎症的分子，还可以生成对免疫系统功能起积极作用的分子。”
尿素循环障碍影响到美国至人的生活，削弱了他们处理氨的能力。如果体内氨过多，并到达大脑，会造成大脑受损，昏迷，甚至死亡。目前对尿素循环障碍最好的治疗方法是肝脏移植。Synlogic希望用一种更加神奇的方法治疗UCD，可以清除血液中的氨，却不需要与血液接触。
血液中的氨含量取决于大肠产生的氨。Synlogic的药物可以将肠道中的氨转化成氨基酸，这使得氨可以通过粪便排出体外，因此大大减少了血液中的氨。
Synlogic用于治疗PKU的药物其功能也类似，可以控制苯基丙氨酸的处理和萃取。PKU患者必须终身坚持低蛋白饮食，这会导致严重的发育不良，因为他们不能吃含有苯基丙氨酸的食物。Lu说：“如果我们可以使用方便的手段降低苯基丙氨酸的含量，这将为PKU的治疗带来改变。”
实现临床疗效
益生素疗法未被用于严重疾病治疗的部分原因在于，它们缺少经过临床验证的效果。Synlogic致力于通过有力的、精确编程的合成生物素解决这些有效性问题。
比如，在对安全的、可编程的大肠杆菌进行改造时，Synlogic的工程师们设计了一种可以消耗大量有*代谢物的微生物。用于治疗UCD的改造过的大肠杆菌比自然的大肠杆菌消耗的氨多出几个数量级。
基于这些临床前数据，Synlogic的治疗方法具备实现临床疗法水平的潜力。Collins说：“Synlogic将这些益生菌进行编程，以消耗更多的氨和苯基丙氨酸，他们正在实现达到预期临床效果的目标，这非常重要。”
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