將一小勺藥物混合在麥片或果汁中，患者在喫早餐的時候就能補充特定的抗體治療疾病？如果美國的初創生物技術公司 Lumen Bioscience（以下簡稱“Lumen”）實現了自己的研發目標，上述情境即能變爲事實。

近日，Lumen 已獲得 1600 萬美元融資，來完成這個 “開發可食用抗體” 的設想。“螺旋藻”是該公司的主要研發載體，這種富含蛋白質的物質被許多健康愛好者譽爲 "超級食物"。

螺旋藻通常是指兩種供人類及動物食用的節螺藻屬的藍藻——極大節螺藻（學名 Arthrospira maxima）及鈍頂節螺藻（學名 Arthrospira platensis）的通稱。螺旋藻在世界各地都被廣泛培植及用作膳食補充劑，通常爲藥丸狀、片狀及粉狀。

圖丨美國市面上可以購買到的有機螺旋藻食物（來源：Wikipedia）

早在十六世紀，墨西哥的阿茲特克人就已經將螺旋藻及混入玉米薄餅售賣。阿茲特克人稱呼它爲“tecuitlatl”，意思是石頭的排泄物。1960 年代由法國科學家首次發現並將其命名爲“螺旋藻”，但在當時未有顯示作爲食物之用。

Lumen 的首席執行官布、生物技術上市公司 Adaptive Biotechnologies（NASDAQ：ADPT）的前前高級副總裁萊恩 · 芬羅（Brian Finrow）表示，螺旋藻對健康有好處，但這並不是他的公司選擇螺旋藻的主要原因，Lumen 的首要計劃是將螺旋藻改造爲可以生產出治療性抗體的微型工廠。芬羅表示，公司目前已經產生了一批胃腸道疾病候選藥物，其中進展最快的候選藥物正在進行 II 臨牀測試。

“無需注射，即使即用。” 芬羅在接受外媒 Xconomy 的採訪中說到。

“抗體往往被被設計爲與靶細胞表面的抗原結合，這種特異性可以讓健康細胞免受副作用的困擾。”芬羅強調，“但是抗體是大分子，分子質量較高且結構複雜，通常情況下無法通過化學合成來製造，在實驗室中製造抗體十分消耗時間、精力和財力，這限制了抗體藥物的應用場景。”

因此，Lumen 選擇沿襲聯合創始人吉姆 · 羅伯茨（Jim Roberts）的研究方向，用生物合成的方式生產抗體藥物。吉姆是弗雷德 - 哈欽森癌症研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center）的科學家，也是誘使哺乳動物細胞製造單克隆抗體的技術的共同發明者之一。

用工程化的思路利用食品生產藥物並不是一個新潮的概念，但之前的相關研究並未取得突破性的進展。主要的原因是很難生產足夠的生物製劑。“如果單一病人必須每天喫相當於一畝地產量的作物，才能獲得治療效果，那麼這一給藥思路就是不可行的。但是自 20 世紀 70 年代以來，螺旋藻就在美國大規模種植，這意味着它有長期的相關記錄和大量的安全數據可以查詢。此外，螺旋藻富含蛋白質，但最大的挑戰是如何讓這些蛋白質具備治療作用。”芬羅認爲。

對此，Lumen 通過設計藍細菌的基因組，獲得工程化改造後的螺旋藻病用來生產抗體。但該公司並未使用 CRISPR 或其他基因編輯技術，芬羅表示這隻會使抗體生產更加複雜和昂貴。Lumen 主要選取編碼所需蛋白質的基因，並將其插入螺旋藻基因組中的一個或多個指定位置。隨着螺旋藻的生長和分裂，它們會產生抗體並將它們包裝在細胞膜內，此外，在對每個細胞中產生所需蛋白質含量加以控制。

Lumen 表示，治療旅行者腹瀉（traveler's diarrhea，TD）該公司的主要目標，TD 是一種腸胃道感染疾病，指持續排出未成形糞便的狀態，常常伴隨腹部痙攣性的疼痛、噁心、發燒、脹氣等症狀， 偶而伴隨血痢疾的發生。Lumen 藥物是一種充滿綠色粉末的膠囊，患者每天服用一次。該藥物流經腸道中，螺旋藻細胞膜破裂，釋放出抗體有效載荷。這些抗體隨時準備結合並中和它們遇到的有毒細菌，最後抗體和病原體將人體廢物一起從胃腸道排出。I 期試驗的結果展示出改候選藥物具備良好的安全性和耐受性。

圖丨 Lumen 的兩個主要後續藥物產品（來源：Lumen Bioscience 官網）

由於螺旋藻作爲食品具備長期安全記錄，FDA 最初甚至不需要 Lumen 展開 I 期試驗，“螺旋藻的應用大門已經被敞開了，FDA 已經將指定爲用於疾病飲食管理的產品。”Finrow 說，“Lumen 選擇進行臨牀試驗並將螺旋藻產品開發爲藥物，因爲我們希望提供一些相關數據。如果 Lumen 產品作爲藥物獲得了 FDA 批准，這將使患者對其治療益處更有信心。”

最後，芬羅格外強調，生產生物燃料是 Lumen 未來不會嘗試的方向，雖然公司的技術可以用於製造替代燃料，但 Finrow 表示，從經濟層面上看，這一思路是不可行的。“藍寶石能源（Sapphire Energy）和 Joule Unlimited 是同類創業公司的代表，這些公司籌集了數億美元，用於開發利用合成生物學方法來生產生物燃料，卻發現油價暴跌讓他們的產品失去了競爭力。”

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