钩虫——这种寄生性线虫——在全球感染近5亿人，特别是在资源匮乏的热带地区。这些粗壮、长约一厘米、呈J形的蠕虫附着在人类小肠内壁上，以血液为食。
在儿童和孕妇等高风险人群中，严重感染可能导致贫血、胃部不适或发育问题。但钩虫不会在宿主体内繁殖，这使得大多数人的感染处于可控状态。因此，人们通常能够耐受感染，而不会受到寄生蠕虫对其健康的干扰。鉴于这一特性，科学家们已探索基于钩虫的治疗递送方法。
在此研究基础上，研究人员最近对钩虫进行了生物工程改造，使其能够在仓鼠体内产生并递送一种中和毒素的抗体。该研究方法今日发表在《自然·通讯》杂志上，为开发能够安全持续递送治疗药物的转基因钩虫平台铺平了道路。
"钩虫已经花费了数百万年时间完善如何确保在人体内长期生存，以及如何将其分子从体内输送到我们体内，"研究作者、华盛顿大学医学院（WashU Medicine）的传染病和微生物组研究员马开多卡·米特列娃（Makedonka Mitreva）在一份声明中表示，"我们提出，'如果我们能在蠕虫已经分泌的约1000种物质中再添加一种对人类有治疗作用的分子，会怎样？'"她说。
在该研究中，米特列娃及其团队专注于利用钩虫产生并递送一种能够中和河豚毒素的抗体，河豚毒素是由河豚等海洋动物产生的致命神经毒素。他们首先测试了钩虫自然分泌的蛋白质是否会干扰抗体的特性。使用神经元进行的体外检测显示，即使在存在钩虫分泌蛋白质的情况下，该抗体仍能中和河豚毒素。
接下来，通过查阅文献，研究人员在锡兰钩口线虫（Ancylostoma ceylanicum）的基因组中确定了两个可以安全插入抗毒素编码基因的区域。在这些区域内插入外来元素不会影响周围基因活性，同时允许目标蛋白持续表达。在进行CRISPR-Cas9基因编辑后评估编辑效率，帮助研究人员确定了最易接近的基因组区域。
米特列娃及其团队随后采用基于CRISPR的方法，将抗毒素编码基因敲入未成熟锡兰钩口线虫卵的这一区域。他们让这些卵发育成幼虫，然后喂给仓鼠。
为了调查其流程的成功率，研究人员采集了仓鼠的血液。免疫检测显示，感染转基因钩虫的仓鼠血液能够部分中和河豚毒素，而感染野生型钩虫的动物则不能。
"我们在此证明的概念是端到端有效的：你可以插入一个基因，蠕虫产生蛋白质，蛋白质从蠕虫体内出来，并在宿主体内发挥功能活性，"米特列娃说。未来的研究可能有助于评估这种递送方法在人体中的安全性。"这是一种根本不同的制药生物工厂平台，我们认为它开启了其他任何平台都难以实现的可能性，"她说。
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