11 月 14 日晚，2021 年国际基因工程机器大赛（iGEM）全球总决赛正式落下帷幕。

iGEM 是合成生物学领域的国际顶级科技赛事， 该竞赛由麻省理工学院于 2003 年首创以来，一年举办一次，旨在培养合成生物学人才，促进各国大学本科生在该领域的学习、交流与合作。

每年，大赛主办方提供给各参赛队伍一份 DNA 标准样本库，各队自行选题并通过设计和模型分析，将所需样本导入现有的生物体系，合成全新的生物工程系统（即 “基因工程机器”）。

2007 年，中国高校首次参加 iGEM 比赛，之后数年，一大批国内高校纷纷建立 iGEM 团队，iGEM 在中国地区逐渐兴起，已成为 展现学校实力与专业水平的良好舞台。

在本次比赛中，深圳大学生命与海洋科学学院组建的深圳大学 iGEM 竞赛团队（SZU-China）在众多参赛队伍中脱颖而出， 进入全球前十（iGEM TOP 10），斩获金奖（Gold Medal），并获得了最佳制造类项目、最佳新基因元件两项提名 （Nominated for Best Manufacturing Project，Nominated for Best New Basic Part）。

“我们深大是从 20 13 开始组队，到现在已参赛 8 年。这 8 年的参赛历程中，我确实感觉到，iGEM 提供了特别好的国际交流平台。它可以让参赛学生和全球顶尖的学子相互交流学习、同台竞技，这对培 养学生的创新能力意义重大。” 深圳大学 iGEM 团队的 指导老师、教学实验中心主任 陈伟钊 博士告诉生辉。

今年，深圳大学 iGEM 团队基于合成生物学，着眼于 炎症性肠病（IBD） 的辅助治疗，决定利用 基因改造的工程菌，以肠道菌群失衡 为切入点，从多个角度对其进行 “鸡尾酒式” 疗法 ，希望能对缓解改善 IBD 症状做一些探索。

炎症性肠病（IBD） 是一组慢性非特异性肠道炎症性疾病，包括克罗恩病（Crohn′s disease，CD）和溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC），发病多在青壮年，发病机制至今未明。近年来，我国 IBD 的发病率迅速增长，预估到 2025 年，患者将达到 150 万人，已成为影响我国人民群众健康的常见消化系统疾病。

根据未知君研发部分子生物组负责人朱宁博士的介绍，深大 iGEM 团队在整个项目的推进过程中，走访了众多专家及相关应用者，包括临床医护、IBD 患者、生物制药企业和相关领域的科学家等，进行了大量的调研和采访。该团队还自主设计了一套完整的 粪便采样套装 ，同时就其可用性做了大量的验证，并得到了临床医生的认可。

图丨粪便采样套装

项目计划未来向患者和医院提供自主研发的粪便收集装置，整个治疗进程将按闭环循环进行，以跟踪每个使用 组合型益生菌助剂 的患者。闭环治疗进程分 6 个阶段，包括收集粪便样本、粪便生物信息学分析、工程菌的辅助治疗、 药物制剂、跟踪和反馈、疾病缓解。项目 闭环治疗设计 的实现将极大的推动 基因工程治疗在精准医疗上的应用发展 。

图丨闭环治疗设计（来源：深大 iGEM 团队）

在治疗药物的设计上，该团队通过查阅文献和咨询专家，确定了具有针对性的四个靶点： 通过表达Test4、SOD、BSH、LL-37四个基因来进行针对性辅助治疗。

深大 iGEM 团队成员孙一帆解释道：“选择 Test4 主要目的是，期望能够在脂肪酸合成途径中引入该酶来生产丁酸进而抑制炎症反应。丁酸是结肠上皮细胞的主要能源物质，其可以促进上皮细胞粘膜的修复。SOD 在化妆品中非常常见，SOD 即超氧化物歧化酶。一般情况下，过多的 ROS（活性氧自由基）会导致肠道损伤，故而通过异源表达 SOD 来清除过量的活性氧代谢物，减缓肠道的损伤。另外，据我们了解，脂多糖（LPS）会刺激免疫系统引起内毒素血症，LL-37是一种人源抗菌肽，它可以清除 LPS。胆盐代谢异常也会增加炎症反应，因此我们想利用工程菌异源表达胆盐水解酶（BSH），扭转患者因肠道内微生物胆盐水解酶活性不足而导致的胆汁酸代谢受损问题，最终来达到缓解炎症的目的。”

图 | 靶点选择（来源：深大 iGEM 团队）

“实际上，这四个靶点，在未来的商业化的进程中，或者说在未来细化的探究中，是可以单独拎出来进行更加细分的研究，这也是我们将要做的事情”，孙一帆补充道。

关于药物的形式，团队成员和未知君的科学家团队进行了多次讨论，经过多次建模，最终确定了最优的配比，并采用了 冻干粉 的制剂形式。

由于 IBD 是一个非常漫长的、可能会伴随终生的疾病，为了让产品更加适合市场，该团队还设计了配套的健康管理平台，该平台包含不同的模块，可以给患者提供全方位的服务。

此次深大 iGEM 团队能够取得如此优秀成绩，离不开未知君的大力支持。 朱宁 博士表示：“其实 iGEM 团队还是以学生为主体，公司扮演的角色可能就是在比赛过程中 提供资源和平台， 还有相关的技术指导及整体试验方案中闭环逻辑的设计。 队员们是具体的执行者和开拓者。未知君本身是做活菌药物，IBD 作为与肠道菌群密切相关的疾病，针对该疾病的药物开发本来也是我们的管线之一。”

“ 我们的初衷也是借 iGEM 平台，加深合成生物学在制药领域的应用和转化的理念。 希望更多人能够关注到这部分内容。在与 iGEM 团队合作的过程中，我们的研发资源和公司的资源其实都是开放给队员们的，包括 试验的平台、短链脂肪酸测定、细胞互作平台、模型建立、小鼠资源 等。我们的研发、生信、临床、生产、制剂的同事们，都提供了不同程度的支持。从技术员到 CEO、COO，大家用实际行动一起去支持这个团队。” 朱宁补充道。