北京时间2023年7月26日23点，《Nature》期刊以题为“Sub-1.4 cm3 capsule for detecting labile inflammatory biomarkers in situ”报道了80后MIT教授卢冠达最新研究成果——开发了用于原位检测不稳定炎症生物标志物的胶囊，能够在体内原位检测不稳定的炎症生物标志物。
过去，小分子及蛋白质药物一直是传统的治疗方式。为了增强其内在的生物活性，科学家通常借助药物化学、蛋白质工程或药物递送等手段。然而，虽然这些方法能够发现和开发改变生活的药物，但在很多人类疾病中，仍有许多未满足的临床需求。
合成生物学是一种类似于药物化学的方法，通过引入合成基因电路来实现工程化活体疗法（Engineered Living Therapies，ELT），从而使细胞具备多种功能。这些工程化的细胞能够根据特定疾病的生物标志物来控制治疗剂量和时间，提高治疗效果和安全性。
图 1. 开发用于实时检测肠道疾病不稳定介质的小型胶囊的通用平台
在这一领域的探索中，卢冠达教授及其团队取得了重要的突破。研究人员开发了一种微型设备，将基因工程益生菌生物传感器与定制设计的光电探测器和读出芯片集成在一起，以跟踪胃肠道中的瞬时分子，例如一氧化氮和硫化氢，这些分子是炎症的关键信号和介质。通过利用活体传感器的分子特异性，研究人员对细菌进行基因编码，使其能够通过产生发光来响应炎症相关分子。低功耗电子读出电路被集成到设备中，将细菌发出的光转换为无线信号。
图 2. 使用基于细胞的生物传感器设计和体外表征用于小型化无线传感的设备
研究团队在小型和大型动物模型的胃肠道中进行了体内生物传感器监测的实验，并成功将所有组件集成到小于1.4 cm3的微型胶囊中。这个尺寸既摄入兼容，又能够支持无线通信。这一微型胶囊技术的应用，可以比目前更早地诊断炎症性肠病等疾病，并且能够更准确地跟踪疾病的进展。此外，设备可以无线检测与疾病相关的短命分子，从而促进患者和护理人员之间的及时沟通和远程个性化护理。
图 3. 验证用于活猪小型化无线生物传感的集成装置
近年来，生物技术一直保持在医疗行业的投资风口。
卢冠达教授是MIT的明星教授和连续创业者，80后的年轻学者，他自2010年加入MIT以来，一直担任MIT合成生物学研究小组的负责人，并被业界誉为"合成生物学领域思想家"。
Figure 1. 卢冠达
学业经历：
在本科和硕士阶段，卢冠达主攻电气工程和计算机科学。然而，他发现这些领域的大部分问题已经被解决。与此同时，合成生物学在2003年左右正式兴起，引起了他的兴趣。因此，在攻读博士学位时，他决定加入波士顿大学合成生物学家Jim Collins的实验室。在那里，卢冠达博士成功开发了能够分解生物膜的噬菌体。
卢冠达教授在合成生物领域享有盛誉。然而，更为人们所熟知的，是他作为连续创业者在合成生物学领域取得的突出成就。
创业故事：
2009年，依靠生物膜分解技术，卢冠达博士与两名研究生合作创立了一家生物技术公司（现名为Sample6），该公司致力于提供定制噬菌体，用于食品污染的检测。
2013年，卢冠达博士成立了另一家生物技术公司Synlogic，尝试通过改造益生菌基因来治疗人类感染性疾病。
随后，他相继创建了Eligo和Engine两家生物技术公司。Eligo专注于开发生物治疗学平台，将精准医学引入微生物组，并生产一种由DNA和蛋白质构建的生物纳米机器人——Eligobiotics，用于靶向杀灭细菌。而Engine则是一家专注于人工智能新药研发平台的公司，其自有专利技术加速了重要疾病创新疗法的研发进程。
在2015年，卢冠达博士联合创立了微生物公司BiomX，与两位以色列科学家合作。BiomX的目标是开发定制的噬菌体疗法，旨在针对性地消灭慢性病中的有害细菌，例如炎症性肠病和结肠直肠癌。
2016年，卢冠达博士与Philip Lee博士合作创立了美国创新型细胞疗法公司Senti Bio。作为一家专注于人体细胞改造的生物技术公司，Senti Bio利用合成生物学设计基因电路来治疗肿瘤及癌症疾病。
除此之外，在2017年，卢冠达教授与其他六位科学家共同创办了新型肿瘤免疫疗法开发公司Tango，旨在利用新型DNA测序和CRISPR基因编辑技术开发肿瘤免疫疗法。
2018年2月，Senti Bio成功完成了5300万美元的A轮融资，而在接下来的三年里，A、B两轮融资共计超过1.5亿美元。2022年，Senti Bio同意与空白支票公司（SPAC）Dynamics Special Purpose Corp（Nasdaq: DYNS）合并上市，合并后估值约为6亿美元。目前，Senti Bio已经开发出了三个在研产品线，分别针对急性髓性白血病（AML）、肝癌和结直肠癌，这些项目均处于临床前阶段，预计明年将递交针对AML和肝癌的IND（Investigational New Drug）申请。
据了解，这家公司将成为卢冠达涉足的第四家上市公司，此前他联合创办的公司（NASDAQ: SYBX）、（NYSE: PHGE）、（NASDAQ: TNGX）都已经上市。
小结：
卢冠达教授连续创办多家生物技术和医药公司，成为合成生物学领域的创业明星。他曾获得NIH新创新者奖、美国科学家和工程师总统早期职业奖、海军和陆军青年研究者奖等荣誉。
今日最新《Nature》研发的微型胶囊技术，成功实现原位检测炎症生物标志物，为医学领域带来了新的希望。这一技术的成功突破将促进更早地诊断炎症性肠病等疾病，并提供更加个性化和精准的治疗方案，为患者的健康带来积极的影响。合成生物学领域的发展，将为人类疾病的治疗带来更多可能性和机遇。
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来源：高分子科学前沿
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