数百种不同的微生物生活在我们的肠道中。未来，其中一些微生物可能会承担新的功能：成为体内微观药剂师。2月18日发表在《自然生物技术》上的一项新研究展示了如何引导肠道细菌在下消化道内生产和释放蛋白质——这一突破消除了将药物输送到该部位的主要障碍。
口服药物是最常见且实用的给药方式，但胃部并不会让许多物质完好无损地通过。这对防止食源性病原体是有益的，但对于靶向肠道的疗法来说，则会导致这些药物被迅速失活并排出体外。
为了克服这一难题，生物学家布莱恩·许（Bryan Hsu）及其团队设计了一种噬菌体（专门感染细菌的病毒），使其感染并重新编程细菌细胞，以持续生产并释放基于蛋白质的药物。与免疫学家李立武（Liwu Li）合作，许的研究团队证明了这种方法可用于治疗慢性疾病。
噬菌体（简称噬菌体）是天然感染细菌的病毒。虽然它们比细菌更难以分类，因此了解较少，但我们知道它们是如何攻击细菌的。噬菌体附着在细菌细胞上，注入自己的DNA，并重新编程细胞以制造更多的噬菌体——这是细胞自我毁灭的代理人。当细菌细胞最终屈服时，它会在裂解过程中爆发出大量新的噬菌体。数百万个这样的事件同时发生，可以在下肠道内产生恒定的靶向蛋白质供应。
尽管噬菌体看起来像蜘蛛外星人，但它们是肠道微生物组团队中的常客。事实上，正是它们的普遍性促使许探索利用噬菌体引入和递送治疗性蛋白质的可能性。
许实验室的博士生扎卡里·贝克（Zachary Baker）设计了特殊的噬菌体，使它们向细菌细胞注入额外的遗传物质。除了制造大量新的噬菌体外，这些指令还促使细胞生产一种可以用于下肠道内靶向治疗的伴随蛋白质。
为了验证他们的技术，贝克和研究助理教授张瑶成功应用了这些工程噬菌体来应对两种不同疾病的小鼠模型中的症状：
- 通过释放一种抑制与炎症性肠病相关的酶的蛋白质，减少了炎症。
- 通过释放一种诱导饱腹感的蛋白质，减少了肥胖。这种蛋白质使摄入高脂肪饮食（通常与西方饮食相关，而后者往往与肥胖风险增加有关）的小鼠感到饱足。
凭借这些结果，许的团队展示了新的药物递送方法的概念验证。他们目前正在通过美国国家科学基金会I-Corps项目和弗拉林商业化奖学金探索这一创新的商业潜力。
然而，药物递送问题至少有两个部分。许的下一个挑战是如何让药物从肠道吸收进入全身循环。
“我们就像亚马逊。我们把东西送到了门口，现在我们需要弄清楚如何按响门铃。”——生物学家布莱恩·许，弗吉尼亚理工大学。
这项工作得到了美国国立卫生研究院普通医学科学研究所、过敏和传染病研究所以及弗吉尼亚理工大学科学学院颁发的Lay Nam Chang院长发现基金的支持。
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