在最近的一次CMN Live访谈中，我们与Eligo Bioscience首席执行官Xavier Duportet博士就人体微生物组及其在健康和疾病中的作用进行了讨论，以及如何通过基因编辑技术开启医学的新篇章。以下是这次访谈的内容整理。
凯伦（Karen）：Xavier，感谢你加入我们在CMN Live的工作室。
泽维尔（Xavier）：谢谢凯伦，很高兴来到这里！
凯伦：今天我们将讨论Eligo如何通过编辑微生物组来治疗人类疾病。但首先，让我们从基础开始。微生物组这个词似乎无处不在，从主流媒体到科学文献。你是如何定义它的？
泽维尔：我们认为微生物组是由数万亿细菌组成的群体，它们存在于我们的身体各处，包括皮肤、肺部、肠道、阴道、大脑，甚至肿瘤中。大多数情况下，微生物组是有益的，但在某些情况下，它可能会引发或推动疾病进展。
人类微生物组项目
凯伦：在过去15年左右的时间里，人们投入了大量精力探索微生物组如何影响我们的健康，以及它在某些疾病中的作用。我所知道的最大举措之一是2007年启动的人类微生物组项目。在你看来，这个项目迄今最重要的成果是什么？
泽维尔：该项目的主要目标之一是了解不同部位、年龄和人群之间微生物组的差异性。通过广泛的DNA测序，项目确认了核心微生物组的存在，即大多数人在大多数时间都携带的某些菌种。更重要的是，项目揭示了即使个体之间的微生物组组成存在差异，其功能（如代谢功能或免疫调节）却非常相似。
首次证明CRISPR可以用于杀死细菌
凯伦：有许多公司正在通过添加或去除特定菌株来开发新的疗法。在介绍Eligo的方法之前，能否谈谈你是如何进入这个领域的，Eligo又是如何成立的？
泽维尔：当我们创立Eligo时，我们并没有研究微生物组。当时我还是麻省理工学院的博士生，与洛克菲勒大学的研究人员合作。他们正在研究刚刚发现的CRISPR/Cas系统。我们想探索如何利用CRISPR，并首次证明它可以用来杀死细菌。我们展示了当Cas9在细菌中表达并切割目标序列时，细菌细胞会因为无法像真核细胞那样有效地修复双链断裂而死亡。Cas9可能是最精确的抗菌工具之一！
随着微生物组领域的兴起，我们很快意识到这项技术不仅可以用于治疗感染性疾病，还可以用于治疗由某些细菌菌株引起或加重的疾病。在这些菌株中，可能只有一种编码毒素的基因或模拟宿主自身抗原的肽会驱动自身免疫反应，而我们现在有了可以在微生物组中进行“手术”的工具，只需移除导致疾病的菌株，而不是整个物种。当然，将CRISPR送入人体是一个关键障碍，我们花了很多时间开发可以将CRISPR有效载荷递送到微生物组的载体，以杀死菌株、编辑微生物组基因或向微生物组添加新基因。这就是Eligo Bioscience的起源，公司于2014年正式成立。
在活体小鼠肠道内靶向单个菌株的碱基编辑
凯伦：Eligo的发展似乎很顺利！几个月前，你们在《自然》杂志上发表了一篇文章，展示了可以通过碱基编辑器在活体小鼠中靶向单一菌株并几乎完全去除该菌株。你能详细介绍一下这项工作以及研究中开发的递送策略吗？
泽维尔：我们之前已经证明可以在小鼠微生物组中递送CRISPR试剂并杀死目标细菌菌株。然而，在某些情况下，致病基因由整个菌种携带，如果这种菌种是微生物组的核心成员且对功能至关重要，则杀死它是不利的。在这种情况下，编辑该菌种会更有吸引力。我们使用碱基编辑器探索了这一可能性，通过口服递送相同的载体。我们展示了单剂量可以精确且稳定地编辑活体小鼠中不同菌种的基因组。我们针对几种基因进行了演示，包括抗生素耐药基因（我们可以通过单个碱基编辑使其失活）和几种与癌症起始、DNA损伤和神经退行性疾病相关的毒素基因。
这项技术令人兴奋的地方在于，我们现在可以在不改变微生物组组成的情况下进行基因编辑。借助这一工具，我们可以开始解决那些我们不想改变微生物组组成或功能，只想对其进行编辑的疾病。我们正在推进多个使用该技术的治疗项目。
开发一种改变游戏规则的外用痤疮治疗方案
凯伦：这听起来是一项极其重要的工具，也将帮助研究人员确定哪些疾病可以通过微生物组进行靶向治疗。实际上，很难想到一个与微生物组无关的疾病领域！那么，Eligo是如何选择要靶向的疾病的？目前的管线是什么样的？
泽维尔：我们尝试选择那些细菌菌种与疾病进展之间联系非常紧密的疾病。我们也专注于只涉及单一菌种的疾病；这是为了限制同时靶向多种菌种所带来的生物风险，因为这非常复杂且难以表征。
我们的主要项目是中度至重度痤疮，全球有1.2亿人受到影响，代表着巨大的未满足医疗需求。我们谈论的不是几个粉刺，而是40到230个皮肤病变。目前唯一的治疗方法是一线抗生素，效果不佳，以及维甲酸类药物Accutane（异维A酸），虽然有效但副作用显著。
凯伦：为什么痤疮是Eligo技术的一个很好的靶向疾病？
泽维尔：有趣的是，痤疮的致病菌[编者注：Cutibacterium acnes]被每个人携带。它是最常见的共生皮肤细菌之一，对免疫调节、免疫成熟和皮肤内外的病原体抵抗非常重要。
近年来的研究表明，痤疮患者中有一部分_C. acnes_过量存在。我们可以通过特定的促炎基因表达来区分这部分菌群与有益的C. acnes，并使用CRISPR靶向这些基因。我们正在开发一种外用凝胶，其中含有我们的递送载体；它将递送CRISPR有效载荷到有益和促炎的C. acnes，但我们编程核酸酶以特异性靶向促炎亚群的独特遗传特征。这样，治疗将杀死促炎细菌，保留有益的细菌群落，使其接管并防止进一步的病变形成。
凯伦：你认为这是一种一次性的治疗方案吗？换句话说，这种治疗的稳定性如何？
泽维尔：个人的微生物组相对稳定，每年仅获得一到两种新菌株，来自环境或家庭成员。我们还不知道需要多少次治疗，但如果一个月的治疗可以重新平衡微生物组并在三到四个月内不复发，这对患者来说将是一个重大突破。我们希望治疗能持续更长时间，将在临床试验开始时了解更多情况。
凯伦：这听起来非常有趣！这个项目进展到什么阶段了？
泽维尔：这是一个非常激动人心的时刻。我们预计将在未来16-18个月内在美国进入临床试验。这将产生第一批关于我们是否可以将有效载荷递送到患者的微生物组、编辑他们的微生物组并希望看到疾病改善的临床数据。
在肿瘤和皮肤中创建局部生物制剂生产工厂
凯伦：这是CRISPR疗法的一种非常独特的给药途径。这是否具有挑战性，你们能否借鉴传统外用疗法开发的经验？
泽维尔：由于我们的载体源自噬菌体，因此可以冷冻干燥，因为它们在室温下非常稳定。在开发配方时，我们试图结合外用和生物制剂两个世界。研究表明，可以将相当大的分子递送到毛囊深处。
凯伦：我们期待有关痤疮项目的更多更新。你能告诉我们Eligo正在开展的其他项目吗？
泽维尔：我们还在研究肿瘤内的微生物组。研究表明，许多肿瘤类型都有自己的微生物组，肿瘤微生物组中有特定的细菌菌种要么对抗当前的化疗，要么触发特定的致癌途径。我们非常感兴趣使用我们的模式将有效载荷递送到肿瘤微生物组中，以移除不需要的细菌菌种或功能化微生物组，使其表达配体或其他对肿瘤微环境有治疗作用的分子。
在这个领域，将“正确”的载体高效递送到目标器官是一个重大挑战。我们为_C. acnes_开发了一个非常好的载体，除了针对痤疮患者中的C. acnes，我们还非常兴奋地直接通过毛囊转导和功能化C. acnes，将其用作局部生物制剂生产工厂。例如，我们可以向_C. acnes_递送有效载荷，使其产生某些纳米抗体、趋化因子或其他对皮肤免疫有预期影响的分子。这为我们提供了一个有趣的切入点来调节皮肤免疫，并表达可能难以外用递送或全身递送时会有显著副作用的生物制剂。有很大的潜力可以治疗超出痤疮的皮肤状况。
凯伦：哇！这真的很有趣。外用治疗的依从性差是皮肤科的一个挑战；治疗往往粘稠、有气味且不便定期使用。对于皮肤患者而言，更少但有效的治疗方案将非常有吸引力。
泽维尔：绝对如此。我们递送的是DNA有效载荷，因为我们可以通过工程设计使其更加稳定，我们可能会实现特定生物制剂的持续表达，但具体能持续多久我们还不知道。我们正在建立模型来帮助我们探索这一点，并将在首次临床试验开始时了解更多情况。
编辑微生物组的多功能工具箱
凯伦：我们快没时间了，最后一个问题。Eligo从CRISPR/Cas9开始，最新的研究涉及碱基编辑。你们有偏好的基因编辑方式吗，还是取决于具体要做什么？
泽维尔：我们不专注于技术本身，而是要解决的问题。如果我们要靶向驱动疾病的细菌亚群，CRISPR非常好，因为它可以非常精确地杀死这些亚群。然而，如果我们想要在整个菌群中进行稳定的编辑，我们会使用碱基编辑器。如果我们想要向微生物组添加新基因或功能，我们可能会选择其他方式。最好的是我们现在拥有这个工具箱。我们可以移除基因、编辑基因或添加新基因。
凯伦：这就是今天的全部内容。非常感谢你今天与我交谈，泽维尔。我期待在4月份的CRISPR医学会议上听到更多关于Eligo的工作。
泽维尔：谢谢你，凯伦。我也非常期待！
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