科学家开发基因改造肠道菌株，或为肾结石治疗提供新思路
近日，斯坦福大学的研究团队成功开发了一种经过基因改造的肠道细菌，可吸收导致肾结石的化合物，从而减少肾结石的生成风险。这一突破性研究不仅为肾结石患者提供了全新的治疗方案，也为通过调节肠道微生物群治疗多种疾病打开了大门。
肠道微生物组在人体健康中扮演着重要角色，其功能涉及新陈代谢、免疫调节及多种慢性疾病的发生。然而，研究人员长期面临一个难题：无论是移植天然菌株还是基因改造菌株，这些外来细菌往往难以在肠道中定植，因为它们需要与原生微生物群竞争，从而限制了治疗效果。
针对这一问题，斯坦福大学的研究人员采取了新策略：选择一种已经广泛存在于人类肠道中的细菌——福赛组织胚杆菌（Phocaeicola vulgatus），并对其进行了三项基因改造，以增强其治疗潜力并提高竞争力。
研究人员首先修改了福赛组织胚杆菌，使其能够分解一种称为草酸盐的化合物，该物质是肾结石的主要成分之一。接着，他们赋予该细菌分解红藻类碳水化合物——紫菜糖的能力，这是大多数肠道微生物无法利用的特殊养分，使改造菌具备竞争优势。此外，研究人员还设计了一种生存依赖机制，即细菌的存活必须依赖摄入紫菜糖，从而通过控制饮食来调节菌株的生长。
在实验中，研究人员将经过基因改造的细菌引入高草酸饮食的实验鼠体内，并持续喂食紫菜糖。实验结果显示，与未接受改造菌治疗的小鼠相比，治疗组尿液中的草酸盐水平平均降低了47%。随后，研究团队在9名患有肠源性高草酸尿症（该病导致肾结石高发）的人类志愿者中进行了初步测试。接受治疗的参与者尿液中草酸水平平均下降了27%，虽然因样本量较小未达统计学显著性，但先前的研究表明，草酸盐降低20%即可显著改善肾结石相关症状。
这一研究的核心突破在于基因改造细菌成功定植，并在特定养分的调控下发挥治疗作用。然而，研究中也出现了一些问题，例如参与者体内的改造菌在停止补充紫菜糖8周后，部分菌株的功能基因失活，可能是因基因水平转移现象导致。这一安全性隐患需要在未来研究中进一步解决。
尽管如此，该技术仍展现出了巨大的临床应用潜力。斯坦福大学的研究团队认为，基因改造肠道微生物不仅能有效治疗肾结石，还可能在糖尿病、心血管疾病、癌症等与微生物群相关的疾病治疗中发挥作用。
“我們已證明可以通過基因改造腸道微生物來實現治療目標，並使其在腸道內可靠地定植。然而，要徹底解開腸道微生物與疾病之間的關係，還有許多基礎工作需要落實。”研究負責人懷特克博士表示。未來，科學家需要進一步探索腸道菌群與疾病的具體關聯，開發更安全可控的微生物治療手段。
这项研究不仅在微生物医学领域迈出重要一步，还为精准医疗提供了全新的思路。基因改造肠道菌株的前景无疑将为现代医学带来颠覆性变革。
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