“信任你的肠道”这句古老的建议可能很快会对帕金森病患者产生新的意义，这得益于佐治亚大学兽医学院研究人员的一项创造性生物工程壮举。
阿努曼塔·坎萨萨米教授兼伊萨克森神经疾病研究中心主任领导了一个多学科研究团队，成员包括格雷戈里·菲利普斯、皮尤什·帕迪以及其他科学家。该团队设计了一种开创性的活体药物——一种有益的益生菌，旨在从肠道稳定地向帕金森病患者的大脑输送左旋多巴（L-DOPA）。在发表于《细胞宿主与微生物》杂志的一篇论文中，坎萨萨米的团队描述了如何对益生菌大肠杆菌Nissle 1917菌株进行工程改造并测试，使其作为药物递送系统，持续产生和输送帕金森病的金标准药物，该药物在大脑中转化为多巴胺。选择大肠杆菌Nissle菌株是因为其在一个多世纪以来被安全用于治疗人类胃肠道疾病。
（上图由兽医学院教育资源中心制作，展示了生物治疗药物左旋多巴在肠道中合成并以稳定、连续的流形式向大脑输送的过程。来源：格雷斯·卡罗琳·赫茨伯格/兽医学院教育资源中心）
“这种新的活体疗法可能意味着更少的服药次数、更平稳的症状控制，以及更好的帕金森病患者生活质量。”
帕金森病是由大脑中产生多巴胺的神经细胞丧失引起的。多巴胺是一种控制运动及其他功能的神经递质。左旋多巴作为药片，几十年来一直被用于治疗帕金森病的运动症状，如动作缓慢、震颤、僵硬和平衡问题。具有讽刺意味的是，长期使用该药物可能导致运动症状不可预测地复发，需要每日多次给药。随着时间的推移，这可能引发运动障碍，表现为颈部、躯干、四肢和面部的不自主运动。运动障碍（常被误认为是帕金森病的症状）是由药物以波浪形式进入血液造成的，导致两次给药之间大脑多巴胺水平上下波动。
“这项工作代表了首个将工程改造的活体生物治疗药物用于帕金森病中非侵入性、持续递送左旋多巴至大脑的治疗应用，”坎萨萨米说。“最终，该平台为左旋多巴及其他基于神经化学物质的活体生物治疗药物作为帕金森病和其他慢性神经系统疾病（包括阿尔茨海默病相关痴呆）的持续、非侵入性药物递送策略奠定了基础。”
（阿努曼塔·坎萨萨米，伊萨克森神经疾病研究中心主任。来源：张伯伦·史密斯/佐治亚大学市场与传播部）
帕迪是坎萨萨米实验室的博士后科学家，他将最近合成生物学的进展以及越来越多的科学证据表明肠-脑功能障碍与神经系统疾病相关，作为他领导的这项研究的灵感来源。“肠道微生物就像天然的化学工厂，不断响应环境线索产生代谢物，”帕迪说。“利用这一原理，我们质疑为什么不能应用这一策略来克服帕金森病患者面临的药物水平波动。这种新的活体疗法可能意味着更少的服药次数、更平稳的症状控制，以及更好的帕金森病患者生活质量。”
（皮尤什·帕迪在系列研讨会上讲述实验室的研究。来源：劳顿·哈里斯/佐治亚大学兽医学院）
开发“活体药物”——坎萨萨米团队如此称呼他们的工作——对治疗神经系统疾病及相关胃肠道疾病（如克罗恩病）具有重要意义。这项工作联合了微生物学家和神经药理学家，共同研究这些疾病的病因和治疗方法。在这项研究中，实验室与佐治亚大学兽医学院的生理学与药理学系、病理学系、传染病系，以及佐治亚大学富兰克林艺术与科学学院的统计学系合作。这项工作的早期阶段由坎萨萨米的团队在爱荷华州立大学兽医学院完成。
“这种工程改造的左旋多巴活体生物治疗药物的临床前研究结果表明，我们已经准备好进行人体临床试验测试，”帕迪说。
佐治亚大学兽医学院市场与传播部的劳顿·哈里斯和汉娜·H·布莱克对本文亦有贡献。
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