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科學人雜誌, 六月

科學人雜誌, 六月


出版社 / 遠流出版事業股份有限公司

商品語言 / 中文/繁體

裝訂 / 平裝

定價 / NT$280

售價 / 9折, NT$ 252

※ 無庫存


科學人雜誌, 六月 其它優惠/消息


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內容簡介

封面故事/醫療變形細菌
再過幾個月,一小群罹患嚴重疾病的受試者將服用數十億個能吞食毒素的生物機器,以測試新型的疾病療法。新生物機器並非由金屬、電線或塑膠零件製成的機器,而是以生醫工程技術改造、能執行複雜醫療程序的生物――細菌。

美國麻州的生物科技新創公司Synlogic的研究人員,將讓受試病人每日服用內含數十億個大腸桿菌(Escherichia coli)的膠囊或藥水。這種微生物在我們腸道相當活躍,偶爾會引起感染,但通常與我們和平共處。全新打造的大腸桿菌不同之處,在於科學家修改了大腸桿菌的DNA,讓這些微小細菌變成一種生物機器,能持續吞食患者身體裡累積的有毒分子:氨。

罹患尿素循環代謝異常(urea cycle disorder, UCD)的病患,遺傳了帶有缺陷的基因,身體製造出的酵素有缺陷,無法分解高蛋白食物(例如肉類、雞蛋和乳酪)中的氮。正常肝臟酵素會把過量的氮轉化為尿素,隨著尿液排出體外;然而UCD患者的肝臟酵素無法分解體內的氮,堆在體內的氮產生有毒的氨在血液中循環,對大腦造成嚴重破壞。

原本腸道細菌就會攝取少量氨,運用其中的氮做為生長所需的養份。科學家透過新式基因工程技術讓微生物帶有新的「基因線路」(genetic circuit)︰把一系列的基因和調節基因的DNA片段連結在一起,宛如電子產品中的電晶體,能夠調控並開關基因。科學家把這種基因線路嵌入大腸桿菌的基因組,取代原本緩慢消耗氨的機制;帶有強化基因組的大腸桿菌一旦偵測到低氧環境(例如人類腸道),便會啟動大量消耗氨的模式。

Synlogic的基因修飾細菌在小鼠實驗中測試成功,如果它們也能吞噬人體裡的氨,那麼UCD患者每日服用這種細菌配方,也許就能終生不再發病。強化版基因修飾細菌有機會治癒這種嚴重的遺傳疾病,每年美國有100多名新的UCD患者確診,目前還沒有適當的醫療方法。Synlogic首席科學主管米勒(Paul Miller)說:「我們以全新微生物療法彌補患者缺失的生理功能,這種療法相當驚人且成效優良。」Synlogic公司正針對更常見的疾病包括躁性大腸症候群(IBD)、發炎、免疫疾病甚至癌症,設計類似的微生物基因線路。

基因經過改造的細菌比傳統藥物更有關鍵優勢,因為一般藥物是由化學物質組成,醫生唯一能調整的是劑量;而在微生物療法中,醫師能微調細菌的基因線路以增強治療效力,或調控細菌活化的時間,而且它們也具有關閉的功能,所以更加安全。細菌能感知和反應所處環境,因此可以設計基因經過改造的細菌,使其到達病灶部位再釋出治療藥物,這種選擇性標的功能可避開傳統藥物作用於全身所帶來的副作用。

基因修飾的細菌在人體內也有自我繁殖的能力,傳統藥物無法做到這點。當然這些微生物必須通過安全測試,研究人員也認同必須證明這些帶有強化基因的微生物不會排出人體而危害環境。美國食品及藥物管理局(FDA)已核准Synlogic公司於今年進行人體試驗,因為他們在UCD療法中使用的大腸桿菌菌株,之前已認定安全並且用來當做治療IBD的口服益生菌。如果完成人體試驗,該公司的微生物基因療法將成為基因工程學的新分支「合成生物學」在臨床應用上的首例。

編者的話/醫療變形細菌
聽到「細菌」,大多數人的反應是避之為恐不及。如果要用細菌幫你治病,而且使用基因改造細菌,是不是令你更加毛骨悚然?
這不是科幻小說題材,或科學家天馬行空的點子。在合成生物學突飛猛進的20年中,整合分子生物學技術、電子線路工程概念,以及對人體與疾病的更多了解,我們已能巧妙操縱細菌的生理活動,讓這些變形細菌進入人體擔任醫生。
例如科學家能已利用大腸桿菌,去消耗尿素代謝循環異常(UCD)病人體內累積的氨;或是以沙門氏菌攜帶治癌藥物,待它們到達腫瘤核心後再釋出藥物。而且別擔心細菌逃走讓情況失控,因為它們也已改造為:離開人體就活不成。
以變形細菌治療UCD,從研發到展開人體臨床試驗只花了短短幾個月,美國食品及藥物管理局(FDA)還得頒佈新法規來管理這些「活體生物治療產品」。顯然,當創新發明走得太快,前方的路還來不及鋪!

說起天馬行空的想像力,天文物理學家絕不會讓生醫工程學家專美於前。克卜勒太空望遠鏡偵測到〈神秘恆星光之變〉,塵埃環、彗星群、星際介質,甚至黑洞都無法解釋,答案會是最後的科幻選項——外星文明的巨型工程?
2017年6月號《科學人》還有〈猜猜看,我是機器還是人?〉〈無人機乘風追蹤微生物〉〈哨語嘹亮傳山谷〉多篇令人驚奇的科學故事,就要激發你的想像力。









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誠品26碼 /2680098205068
EAN /471902500607706

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