基因治疗肉毒中毒

卡明斯学院的一名传染病研究人员表示，基因疗法可能比现有的肉毒中毒治疗方法更有效，肉毒中毒是一种由神经毒素引起的罕见麻痹性疾病。

这种新方法也可以用于治疗其他更常见的感染，如大肠杆菌食物中毒和医院获得性超级细菌艰难梭菌。

肉毒中毒是由土壤细菌C.肉毒杆菌产生的毒素引起的。人们吃了保存不当或罐装食品通常会生病。尽管在美国发生的肉毒中毒病例相对较少，但在全球范围内，人们严重担心这种已知最强的毒素可以作为生物恐怖主义武器轻松而廉价地生产出来。

有一种肉毒杆菌疫苗，但给每个人接种一种他们可能永远不会感染的疫苗既不切实际又昂贵。广泛的疫苗接种运动也将防止C.肉毒杆菌毒素用于肌肉痉挛或美容等疾病的肉毒杆菌治疗。相反，医生用抗毒素治疗肉毒中毒。

然而，抗毒素的开发、储存和运送成本高昂，而且它们的保质期很短。卡明斯学院传染病和全球健康系教授查尔斯·舒梅克说:“攻击肉毒杆菌中毒是复杂的，因为不同菌株的细菌会产生至少七种已知但非常不同形式的相同毒素。”“所以你不能只考虑处理一种毒素;你必须处理所有的问题。”

抗毒素目前是通过对动物进行肉毒杆菌免疫来制造的，这样它们就会在血液中产生抗体。它们被提取出来，用来攻击人体中的毒素。当抗体与肉毒毒素结合时，就会愈合，肉毒毒素被中和并通过肝脏排出。

毒素中和剂

舒梅克在2010年提出了一种治疗肉毒中毒的不同方法，当时他开发了一种利用蛋白质来中和毒素的疗法。通过将蛋白质像串珠一样连接起来，一种药剂可以中和多种毒素。

Shoemaker说，这种方法比现有的治疗方法具有巨大的优势，因为这种蛋白质可以在商业发酵罐中廉价生产，而且比来自动物的血清抗体有更长的保质期。这些新的抗毒素蛋白质可以储存起来，准备在全国各地的医院使用。目前，美国疾病控制中心(CDC)仅在少数几个地方储存传统抗毒素。

苏梅克通过证明这一点推进了他最初的发现基因治疗可以提供相同的抗毒素蛋白质，一次就能提供类似疫苗的保护，防止肉毒杆菌中毒，而且不会否定使用肉毒杆菌治疗其他疾病的能力。

基因疗法使用一种经过工程改造的腺病毒(本质上是一种导致普通感冒的失活病毒)来传递基因，以产生舒梅克蛋白肉毒中毒治疗。这种基因diy试剂盒允许患者的身体自行制造蛋白质。他说:“患者受到的保护就像你直接给他们注射蛋白质一样。”

这种基因疗法对小鼠有效。苏梅克和来自卡明斯学院和华盛顿大学的同事们发现，一种单一的治疗可以保护小鼠免受C.肉毒杆菌毒素的后续暴露长达几个月。这项研究由美国国立卫生研究院资助，于2014年8月发表在科学杂志《公共科学图书馆·综合》上。

几乎所有接受基因治疗的小鼠在只接受一次治疗后的两个月内，在致命剂量的肉毒毒素下存活了下来;从那以后，人体对毒素的抵抗力开始减弱。这种疗法似乎也能迅速提高免疫力:即使在接触肉毒杆菌90分钟后接受治疗，小鼠也能存活下来。

挫败生物恐怖主义和疾病

休梅克说，这一发现可能有一系列的应用，从制造保护军事人员免受生物恐怖袭击的新药剂，到开发阻止其他由产生毒素的细菌引起的疾病的治疗方法。

卡明斯学院(Cummings School)的研究人员正试图为严重的胃肠道疾病开发类似的基因疗法，包括致命的大肠杆菌食物中毒病例中产生的志贺毒素，以及艰难梭菌。根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据，艰难梭菌每年导致美国近3万人死亡。

最近，卡明斯学院的研究人员报告说，用休梅克开发的一种抗毒素进行基因治疗，在仔猪感染产志贺毒素的大肠杆菌后，可以非常有效地保护仔猪免受致命的脑损伤。他们的研究由助理教授Abhineet Sheoran和杰出教授兼传染病和全球卫生系主任Saul tzzipori领导，于2014年11月发表在《感染与免疫》杂志上。

“基因治疗最好的部分是它非常多功能，”舒梅克说。“你可以改造它，让身体在短时间或长时间内产生一种对抗毒素的蛋白质，这取决于你需要什么。”

例如，艰难梭菌患者通常要接受数周或数月的治疗，以防止这种严重的肠道疾病复发。“但通过基因疗法，”他补充说，“患者的身体可以产生中和有害毒素所需的蛋白质，阻止任何进一步的损害，直到产生毒素的细菌被成功治疗。”

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