編輯丨王多魚

排版丨水成文

基因與細胞治療正處于疾病創(chuàng)新性治療手段的最前沿，已成為腫瘤、代謝性疾病、遺傳病等多類重大疾病的重要突破口，有望顯著提升臨床療效并改善患者生活質(zhì)量。然而，傳統(tǒng)細胞與基因治療在實際臨床應用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，例如給藥方式復雜、體內(nèi)調(diào)控精度不足以及患者長期治療依從性較低等問題。這些瓶頸在一定程度上制約了相關技術從實驗室走向臨床轉(zhuǎn)化。

在此背景下，如何實現(xiàn)對“活體藥物”的個性化、精準化和可控化調(diào)節(jié)，成為醫(yī)學界、產(chǎn)業(yè)界和學術界共同關注的前沿難題。

阿洛酮糖是一種天然存在的稀有單糖，已被美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）認定為“普遍認為安全（GRAS）”的食品成分。其甜度約為蔗糖的 70%，熱量極低，血糖生成指數(shù)接近于零，并被認為具有輔助調(diào)節(jié)血糖和脂質(zhì)代謝的潛在益處，因此廣泛應用于無糖食品和飲料中。2025 年，我國國家衛(wèi)生健康委員會亦正式批準阿洛酮糖作為新食品原料，為其在健康與生物醫(yī)學領域的應用奠定了政策基礎。

基于這一安全、可口且易于攝入的天然甜味劑，2026年1月4日，同濟大學附屬同濟醫(yī)院乳腺外科中心蔡豐豐主任/喬龍亮博士團隊聯(lián)合華東師范大學生命科學學院葉海峰教授（首批尚思探索學者）團隊及上海大學醫(yī)學院王美艷研究員團隊，在Advanced Science期刊發(fā)表了題為：A Natural Sweetener-inducible Genetic Switch Controls Therapeutic Protein Expression in Mammals的研究論文。

該研究從“智能活體藥物”的設計理念出發(fā)，成功構(gòu)建了一種由天然甜味劑D-阿洛酮糖觸發(fā)的人工基因開關系統(tǒng)——PURE系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在哺乳動物體內(nèi)實現(xiàn)對治療性蛋白表達的遠程、可逆且劑量依賴式調(diào)控。研究表明，通過口服含阿洛酮糖的飲料（例如特定配方的可樂），即可精準“開啟”或“調(diào)節(jié)”工程化細胞中目標蛋白的表達水平，從而實現(xiàn)一種“可飲用觸發(fā)”的細胞治療新策略。

PURE系統(tǒng)以來源于土壤農(nóng)桿菌（Agrobacterium tumefaciens）的轉(zhuǎn)錄因子PsiR 為核心調(diào)控元件。研究團隊通過理性設計結(jié)合人工智能（AI）輔助的定向進化策略，對 PsiR 進行系統(tǒng)性優(yōu)化，使工程化細胞能夠以極高的靈敏度和特異性識別天然甜味劑阿洛酮糖信號，從而實現(xiàn)對治療基因表達的精準“開啟”與“關閉”。

在此基礎上，研究團隊創(chuàng)新性地將阿洛酮糖引入為一種安全、可口且可控的“治療觸發(fā)器”，并首次提出并驗證了“通過飲用可樂即可調(diào)控細胞治療”的概念性方案。作為概念驗證，在動物實驗中，研究團隊將搭載 PURE 系統(tǒng)的工程化細胞進行微囊化并植入小鼠體內(nèi)：

• 在 1 型糖尿病小鼠模型中，飲用含阿洛酮糖的可樂可誘導細胞按需分泌胰島素，有效降低血糖水平；

• 在高脂飲食誘導的肥胖模型中，同樣的方式可觸發(fā)抗肥胖治療蛋白表達，顯著減輕體重并改善代謝指標。
  

PURE 系統(tǒng)通過口服定制可樂介導肥胖小鼠體重控制

總的來說，該研究開發(fā)的 PURE 系統(tǒng)具有高度特異性、可逆性和良好的生物安全性，同時顯著提升了治療的可控性與生活方式兼容性。研究人員表示，這種“食品級觸發(fā)-細胞級響應”的策略，有望為糖尿病、肥胖等慢性代謝性疾病提供更加安全、便捷、個性化的治療新路徑。該研究不僅為活體藥物和精準治療提供了新的技術范式，也展示了合成生物學在連接日常生活與前沿醫(yī)學之間的巨大潛力。未來，相關技術有望進一步拓展至痛風、內(nèi)分泌疾病等多種疾病領域，為活體細胞治療的臨床轉(zhuǎn)化奠定基礎。

文章封面圖：通過一只喝“可樂”的小鼠，形象地表現(xiàn)出研究中提出的“喝飲料即可啟動細胞治療”的概念。人工定制可樂能夠激活體內(nèi)植入的“智能細胞”，讓它們分泌胰島素或其他治療蛋白。畫面整體溫暖、自然，象征這種療法安全、可控、生活化。

同濟大學附屬同濟醫(yī)院乳腺外科中心博士后喬龍亮，華東師范大學生命科學學院2023級博士研究生王智浩、同濟大學附屬同濟醫(yī)院乳腺外科中心唐莎莎醫(yī)生和2025屆碩士研究生方圓為論文共同第一作者，同濟醫(yī)院乳腺外科中心蔡豐豐主任、喬龍亮博士，華東師范大學生命科學學院、首批尚思探索學者葉海峰教授和上海大學醫(yī)學院王美艷研究員為論文共同通訊作者。該研究受到了國家自然科學基金、博新計劃、博士后面上基金、上海市科委合成生物學重大項目、“尚思系列學者”計劃的資助。

論文鏈接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202514226