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細菌是如何導緻失明的?|遇見魏來

作者:研發客
細菌是如何導緻失明的?|遇見魏來

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腸道細菌可介導CRB1突變相關緻盲眼病,但盲目使用抗生素并不可取,通過基因治療修複屏障才是關鍵。

2024年3月14日,由魏來教授帶領的一支中山眼科中心及廣州醫科大學的研究團隊,在曆經八年科研攻關後,首次揭示腸道細菌可介導CRB1突變相關緻盲眼病。這一突破性發現發表于Cell 雜志。

細菌是如何導緻失明的?|遇見魏來

來源|Cell 官網

這讓很多人以為,簡單的抗生素就能治療CRB1相關視網膜色素變性這種緻盲眼病。對此,研發客采訪了該研究負責人魏來,他提出這類疾病的治療重點在于使用基因治療修複屏障,而不是盲目使用抗生素。

過去,魏來很少對外宣傳其科研成果,此次回應,“核心是不希望有人走歪路。”

為何不推薦抗生素治療?

時間回到2015年,當時魏來及其團隊注意到一個反常的現象:雖然遺傳突變終身存在,但遺傳性視網膜變性疾病并非在胚胎期發病,而是一般開始于兒童或青少年時期,表現為漸進性的視力損失,直至失明。之前研究表明,CRB1基因突變是常見病因之一,但發病機制尚未明确。

細菌是如何導緻失明的?|遇見魏來

魏來

出于好奇,研究人員在天然CRB1基因突變的小鼠模型上發現,小鼠需在外界環境因素——細菌的刺激下才會發病。細菌基因組測序表明,這些細菌來自于腸道中的結腸部分。

深入探索發現,CRB1在視網膜和腸道中具有重要的功能,其表達和功能缺失會導緻結腸上皮屏障和血-視網膜外屏障受損,使得腸道細菌進入血液循環系統并移行至視網膜,最終誘導視網膜色素變性樣疾病進展。

研究人員還在小鼠中分别使用抗生素和修複腸屏障的基因治療。結果顯示,這兩種阻止腸道細菌進入血/視網膜的方式,都能治療CRB1基因突變相關的眼底疾病。

細菌是如何導緻失明的?|遇見魏來

CRB1相關視網膜變性依賴于腸道細菌移位

來源|Cell

“這項研究提示細菌很重要,”魏來說,“但更重要的是能讓細菌出入的受損屏障。”

在他看來,根據目前的發現簡單了解為抗生素治療并不可取,原因有三:一是抗生素種類繁多,哪些對疾病有效目前尚不清楚;二是殺菌治标不治本,應與屏障修複結合使用,否則患者需要終身服用抗生素;三是長期大量的抗生素治療極易引起菌群失調,并引發代謝、免疫等一系列副作用。

相比之下,修複屏障的基因治療可行性高得多。理論上,通過補充目标基因糾正患者CRB1蛋白的表達,就能實作修複屏障、阻斷細菌侵入的目的。其中,腸道基因治療又比眼底基因治療更具優勢,也更重要。

因為眼底基因治療修複的是第二道屏障,腸道細菌仍能進入血液并影響血管、大腦等其它組織。而腸道基因治療修複的是第一道屏障,能将細菌攔在血液循環系統之外。而且後者操作簡單,局部給藥至腸粘膜上皮細胞即可,副作用小,可反複治療直至腸屏障完全修複。

目前,研究人員已在CRB1基因突變的病人中觀察到與動物實驗一緻的現象,即腸屏障損傷和外周血中腸道細菌的移行。下一步,他們将繼續探索安全有效的基因治療方法。

“相信我們把第一步開門的工作做完後,科學共同體中會有很多人開始用不同的經驗和專長,快速、有效的完成後續的探索工作,進而早日惠及患者。”魏來說。

需要注意的是,無論是抗生素還是基因治療,都隻能阻斷疾病誘因,并不能逆轉失明。

細菌進入血液不會被免疫系統清除嗎?

也許有人會疑問,腸道細菌進入血液不會被免疫系統發現并清除嗎,為何還能一路移行至視網膜呢?

對此,魏來回應,實際上人體自身有一套耐受機制,對于細菌、病毒等外來物,隻有在一定的劑量“gate”之上,被免疫系統視為威脅時才會引起免疫反應;但如果在“gate”之下,免疫系統認定它們沒有威脅,可能就會被長期保留在體内循環中,與人體共生或共同進化。

“根據認知和經驗做評論,看不到就不存在,這種邏輯其實有問題。”他說,“了解認知的局限性,不知道就是不知道,是科學家核心的邏輯、道德和底線。”

事實上,近些年國際上已有越來越多的研究發現,健康人的血液中也存在微生物,這打破了教科書裡的現有知識。

2023年3月,《自然·微生物學》就發表了一篇研究,科學家們對9770個健康人的血液樣本進行測序研究,結果在8892份樣品中檢測出117種微生物,包括110種細菌、5種病毒和2種真菌。

在魏來看來,科學就是挑戰原有的東西,隻有挑戰,才會進步。

骨子裡想創業的科學家

“為病人服務是我的核心追求,這是我成就感的來源,也早在我學生階段就已确立。”魏來直言,自己最大的目标是把科研成果轉化成治病救人的産品。

他曾在北京中醫藥大學取得臨床醫學大學學位,2006年在美國田納西大學博士畢業後,又進入美國國立衛生院(NIH)從事基礎免疫學、眼部免疫與微生物組學相關研究工作。

雖然在美國做科研穩定又自在,但當年令魏來非常困擾的是,科學發現無法轉化成醫療産品。“中國人在美國創業非常困難,尤其是早期需要大量投入的生物醫藥行業,大家隻能把研究成果轉讓出去。”魏來說,“相比之下,中國創業的環境更加友好。”

意識到這一點後,他于2013年義無反顧回國,并作為高層次引進人才加入中山眼科中心工作了近十年。

因為放不下骨子裡的創業基因,魏來從2016年開始也做一些成果轉化的嘗試,研發的産品目前已進入中美臨床試驗階段。

不過即便創業,他還是企業裡的科學家,原因是“不想耽誤科研時間”。而對于公司營運等其它領域的工作,他則偏向于團隊合作,各施所長。他自嘲道,作為被市場捶打多年的人,自己對創業和産品開發的了解也更為深刻,也學會了從投資人的角度看産品商業化和投資回報。

2023年,魏來加入廣州醫科大學附屬第二醫院,探索建立全新模式的醫學研究。同時,他也沒有停止成果轉化的腳步,一家全新的眼科治療新銳正蓄勢待發。

編輯 | 戴佳淩[email protected]

總第2107期