陳根：植入型智能細胞療法，實現即時藥物遞送_風聞

文|陳根

對生物學領域的研究來説，合成生物學產生了重要的影響。利用工程學思維和方法，合成生物學揭開了很多生命系統的調控機制，改造並擴展了一系列生物元件，帶來了廣泛的生物醫學應用，為疾病診斷與治療提供了新途徑。

近日，聖路易斯華盛頓大學的研究人員利用合成生物學手段，設計了一種植入式基因工程細胞複合物，其可在炎症因子刺激下分泌抗細胞因子藥物，治療多種慢性病。

合成基因線路是由不同功能的生物分子和基因元件組成的自動控制裝置，通過在活細胞中感受、整合和處理分子信號，從而行使特定的生物功能。具體而言，合成基因線路分為輸入、運算、輸出三個模塊。

首先，輸入感知細胞內信號，比如利用腫瘤細胞特異性啓動子，在相應的腫瘤細胞內表達其調控的基因；然後對輸入進行計算與處理；最後，釋放生物信號以實現預期的調控目標。

類風濕性關節炎 (rheumatoid arthritis，RA) 是一種慢性、對稱性、進行性的自身免疫炎症性疾病，大約 40% 的患者對藥物治療沒有反應。就算藥物能夠產生應答，但也會衍生一系列副作用。

而該植入型智能細胞療法，在誘導多能幹細胞 (iPSC) 中設計了一個基因線路，當白細胞介素 - 1 與細胞膜上的 IL-1 受體結合，就會通過 NF-κB 信號通路，激活趨化因子 Ccl2 啓動子，啓動下游 IL-1Ra 基因，分泌 IL-1Ra 並釋放到細胞外，與 IL-1 競爭性結合 IL-1 受體，最終減少細胞免疫反應。

值得一提的是，研究人員還對炎症性關節炎小鼠植入了工程細胞複合物，結果顯示，小鼠的炎症指標降低了約 40%，同時炎症因子對骨的侵蝕也有所減少。這説明，該方法或許還能夠用於多種慢性病治療。

此外，該工程細胞單次被激活所釋放的 IL-1Ra 至少能持續 72 小時，而之前報道的注射型 IL-1Ra 一般僅能持續數小時。未來，希望該療法可以為患者帶來福音。