研究人員開發出了一種基因工程益生菌，這種益生菌可針對大腦中的自身免疫，而自身免疫是導致多發性硬化症等疾病的關鍵因素。這種益生菌能產生乳酸來調節免疫反應，從而減輕小鼠模型的腦部炎症，而且副作用比標準療法更小。

布里格姆醫院的研究人員正在開發一種新方法，通過利用工程細菌來提高治療的安全性和有效性，從而解決大腦中的自身免疫問題。布里格姆婦女醫院是麻省總布里格姆醫療系統的創始成員之一，該醫院的研究人員開發了一種益生菌，旨在抑制大腦中的自身免疫反應。這些自身免疫反應是免疫系統針對中樞神經系統細胞的反應，是包括多發性硬化症在內的多種疾病的核心所在。

在一項新的研究中，研究人員利用這些疾病的臨床前模型證明了這種療法的潛力，發現與標準療法相比，這種技術提供了一種更精確的針對腦部炎症的方法，同時減少了負面副作用。相關成果發表在《自然》雜誌上。

第一作者、布里格姆婦女醫院安-羅姆尼神經疾病中心的弗朗西斯科-金塔納（Francisco Quintana）博士說：”工程益生菌可以徹底改變我們治療慢性疾病的方式。服藥後，藥物在血液中的濃度會在首次服藥後達到峰值，但隨後濃度會下降。然而，如果我們能利用活體微生物在體內生產藥物，它們就能在需要時不斷生產活性化合物，這對我們考慮需要持續治療的終身疾病至關重要。”

自身免疫性疾病影響著大約5%-8% 的美國人口。儘管這些疾病普遍存在，但大多數疾病的治療方案都很有限。影響大腦的自身免疫性疾病，如多發性硬化症，由於其發病部位，治療起來尤其具有挑戰性–由於血腦屏障（一種將大腦與循環系統隔開的保護機制）的存在，許多藥物療法無法有效進入大腦。

為了尋找治療自身免疫性疾病的新方法，研究人員對樹突狀細胞進行了研究，這是一種在胃腸道和大腦周圍空間中大量存在的免疫細胞。這種細胞有助於控制免疫系統的其他部分，但科學家還不知道它們在自身免疫性疾病中的作用。通過分析小鼠中樞神經系統中的樹突狀細胞，他們確定了樹突狀細胞用於阻止其他免疫細胞攻擊機體的生化途徑。

昆塔納說：”我們發現的機制就像是免疫系統的製動器。在我們大多數人身上，它是被激活的，但在自身免疫性疾病患者身上，這個制動系統出現了問題，這意味著人體沒有辦法保護自己不受自身免疫系統的攻擊。”

研究人員發現，這種生化製動系統可以通過乳酸激活，乳酸是一種參與許多新陳代謝過程的分子。研究人員隨後通過基因工程改造益生菌，使其產生乳酸。

“益生菌並不是什麼新鮮事物–我們都見過它們作為補充劑出售，並作為一種促進健康的方式進行營銷，”金塔納說。”通過利用合成生物學讓益生菌產生與疾病相關的特定化合物，我們可以將益生菌的益處發揮到極致。”

他們在患有與多發性硬化症十分相似的疾病的小鼠身上測試了他們的益生菌，結果發現，儘管益生菌生活在腸道中，但它們能夠減輕疾病對大腦的影響。他們在小鼠的血液中沒有發現這種細菌，這表明他們觀察到的效果是腸道細胞和大腦細胞之間生化信號傳遞的結果。

“近幾十年來，我們已經了解到腸道微生物對中樞神經系統有重大影響，”金塔納說。”我們在這項研究中關注多發性硬化症的原因之一，就是要確定我們是否能利用這種效應來治療大腦的自身免疫性疾病。結果表明我們可以。”

雖然目前的研究只考察了益生菌在小鼠體內的作用，但研究人員樂觀地認為，這種方法可以很容易地應用於臨床，因為他們用來製造益生菌的菌株已經在人體中進行了測試。研究人員還在努力修改他們的方法，以治療影響身體其他部位的自身免疫性疾病，特別是炎症性腸綜合徵等腸道疾病。

昆塔納及其同事正與麻省總醫院布里格姆風險投資公司（Mass General Brigham Ventures）合作成立一家公司。作為世界公認的研究和創新領域的領導者，麻省總醫院布里格姆分院的研究發現已經促成了數百家新公司的成立，並在馬薩諸塞州、全美乃至全球範圍內推動了科學創新和經濟增長。這些公司使世界各地的患者受益於麻省總醫院的發現。

利用活細胞作為體內藥物來源的能力具有巨大的潛力，可以提供更加個性化和精確的療法。如果這些生活在腸道中的微生物足以影響大腦中的炎症，我們相信我們也能在其他地方利用它們的力量。