人工病毒/噬菌體的診療應(yīng)用

病毒是最簡(jiǎn)單的生命體，對(duì)病毒的基因改造非常有助于我們對(duì)特定基因的認(rèn)識(shí)和利用。新興的合成生物學(xué)為研究病毒及開(kāi)發(fā)診療策略提供了新的思路和手段。

人工病毒用于減毒疫苗構(gòu)建

北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)合成生物學(xué)方法構(gòu)建減毒活疫苗的策略被稱(chēng)為“合成減毒病毒工程技術(shù)”。研究人員利用琥珀密碼子（終止密碼子）可以識(shí)別非天然氨基酸的原理，將病毒復(fù)制基因的部分編碼密碼子突變成終止密碼子，使其在感染人體細(xì)胞后，不能進(jìn)行完整的蛋白質(zhì)翻譯，從而獲得了活病毒疫苗。所獲得的病毒疫苗具有安全性和有效性。進(jìn)一步突變?3?個(gè)以上三聯(lián)密碼子，使病毒由預(yù)防性疫苗變?yōu)橹委煵《靖腥镜乃幬铮移渌幮щS著三聯(lián)密碼子數(shù)目的增加而增強(qiáng)。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了病毒疫苗研發(fā)的理念，成為活病毒疫苗的重大突破。與依賴(lài)于少數(shù)的幾個(gè)氨基酸突變所獲得的傳統(tǒng)減毒活病毒相比較，合成減毒病毒的減毒效果來(lái)源于多達(dá)幾百處的密碼子變化所產(chǎn)生的累積效應(yīng)，因此幾乎不可能回復(fù)突變到野生型病毒，其安全性大大提高；同時(shí)，獲得減毒病毒株所需時(shí)間短，極大地縮短了疫苗的研發(fā)周期。中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所團(tuán)隊(duì)成功利用該技術(shù)研制出新型的寨卡病毒（ZIKV）弱毒疫苗，單次免疫后就可以刺激小鼠產(chǎn)生高滴度中和抗體，獲得完全的攻毒保護(hù)，并且可以阻止?ZIKV?通過(guò)母體垂直傳播給子代。由于其基因組中引入了?2?568?個(gè)同義突變，回復(fù)突變的風(fēng)險(xiǎn)極低。

人工病毒用于腫瘤治療

人工改造的溶瘤病毒可以通過(guò)選擇性腫瘤細(xì)胞殺傷和抗腫瘤免疫的雙重殺瘤機(jī)制，選擇性地復(fù)制和殺死癌細(xì)胞而不傷害健康組織。其原理在于，腫瘤驅(qū)動(dòng)突變往往特異性地增加腫瘤細(xì)胞中病毒復(fù)制的選擇性，且許多腫瘤細(xì)胞具有抗病毒?I?型干擾素信號(hào)傳導(dǎo)的缺陷，因此支持選擇性病毒復(fù)制。腫瘤微環(huán)境中的病毒復(fù)制，可以克服腫瘤的免疫抑制，并促進(jìn)抗腫瘤免疫。例如，北京奧源和力生物技術(shù)有限公司研發(fā)的重組人?GM-CSF?單純皰疹病毒注射液（OrienX010），其基因組中刪除了?HSV-1的致病基因，并插入了編碼人粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）的DNA?片段，使產(chǎn)品只特異性在腫瘤細(xì)胞中復(fù)制，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞裂解死亡，同時(shí)釋放腫瘤抗原，并通過(guò)載體表達(dá)的?GM-CSF?蛋白激活全身抗腫瘤抗原的特異性免疫反應(yīng)。OrienX010?已進(jìn)入了國(guó)家優(yōu)先審評(píng)藥品目錄，最快有望于?2019?年批準(zhǔn)上市，用于瘤內(nèi)注射治療惡性黑色素瘤。目前已上市的溶瘤病毒產(chǎn)品有上海三維生物技術(shù)公司的安科瑞（腺病毒）用于頭頸瘤治療、美國(guó)安進(jìn)公司的?T-VEC（單純皰疹病毒）用于黑色素瘤治療等。目前，我國(guó)已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的還有中山大學(xué)團(tuán)隊(duì)的甲病毒?M1，可用于?13?種高發(fā)腫瘤的療效及安全性評(píng)估；北京市神經(jīng)外科研究所的溶瘤病毒?ON-01，可用于復(fù)發(fā)腦膠質(zhì)瘤的治療評(píng)估等。

人工噬菌體用于耐藥菌治療

Sample6 Technologies?公司利用合成生物學(xué)技術(shù)改造噬菌體，可使噬菌體直接識(shí)別并殺死細(xì)菌，或產(chǎn)生特定酶來(lái)破壞細(xì)菌保護(hù)膜，從而使細(xì)菌被抗生素或機(jī)體免疫系統(tǒng)殺滅。

上海噬菌體與耐藥研究所?2018?年?8?月成功治愈了一例超級(jí)細(xì)菌感染患者。患者是一位膀胱腫瘤術(shù)后復(fù)雜性、反復(fù)性尿路感染者，2014?年因全尿路內(nèi)滋生了多重耐藥的肺炎克雷伯菌（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“肺克”），肺克在左、右腎盂和膀胱中分別建立了感染，3?處的肺克有聯(lián)系又有差異，治療難度很大。治療團(tuán)隊(duì)最終確定了治療方案：腎盂造瘺后通過(guò)造瘺管進(jìn)行噬菌體沖洗合并抗生素靜滴治療?1?周，而后停抗生素并繼續(xù)噬菌體治療?1?周，最后全部停藥并連續(xù)觀察?1?個(gè)月。最終，患者泌尿系統(tǒng)的肺克被徹底殺滅，尿路刺激癥狀顯著改善，生活質(zhì)量得到了明顯提高。