大约七年前，亚伦·西尔弗布克和他当时的女友，一位生物学家，正在网上浏览旧的科学文献。“一个浪漫的夜晚，”西尔弗布克开玩笑说。那天晚上，他偶然看到一篇2000年的研究，这让他感到惊讶。科学家们基因工程改造了一种口腔细菌，他们说这种细菌可能可以预防蛀牙：“我读了它，简直惊呆了，心想，‘哇，这简直是蛀牙疫苗。为什么我们没有这种东西？’”
因此，西尔弗布克找到了主要作者杰弗里·希尔曼，他是一位现已退休的口腔生物学家，曾任职于佛罗里达大学，看看他是否可以接过接力棒。
2023年，西尔弗布克创立了 Lantern Bioworks 公司，该公司与 Oragenics 公司达成协议，获得了这项技术的所有权，并获得了相关材料。Lantern Bioworks 随后以 Lumina Probiotic 的名义推出了这种基因工程细菌。“我没想到它会在我的有生之年发生，”希尔曼说。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
就在上个月，该产品的网站上还包括有关预防蛀牙的措辞。之前提供的媒体资料袋中声明，“一次用这种基因改造细菌刷牙即可无限期地预防蛀牙。” 然而，当 Lumina 上周开始接受预订时，这些措辞和媒体资料袋 已被删除。西尔弗布克（他没有牙科或微生物学背景）告诉 Undark，他的律师建议更改网站上的措辞，因为 Lantern Bioworks 正将该产品作为化妆品推向市场，这意味着它不能对 Lumina 做出健康声明。化妆品不需要像药物那样经过严格的试验。“如果我说的任何话听起来像医疗声明，”西尔弗布克在今年早些时候接受 Undark 采访时说，“那就不是。”
该产品可以在家中或由牙医进行一次性涂抹在牙齿上。西尔弗布克在一封后续电子邮件中写道，额外的涂抹可以“加速接种”。他说，该公司预计 Lumina 将在六月中旬发货。
有些人已经收到了它。西尔弗布克说，他在 2023 年 10 月将 Lumina 引入了自己的口腔，Lantern Bioworks 也已将其提供给约 60 人，包括今年早些时候在洪都拉斯举行的 Vitalia 生物技术会议的与会者。在会议上，Lumina 的治疗费用为每次 20,000 美元，但预订价格已降至税前和运费前 250 美元。（西尔弗布克不愿评论有多少人在会议上选择了 Lumina。）
然而，专家们对此存在安全和伦理方面的担忧：尽管 Oragenics 公司早些时候做出了努力，但该疗法从未成功通过人体临床试验。“如果没有人体试验，你真的无法确定它是安全有效的，”北卡罗来纳州立大学遗传工程与社会中心教授兼联合主任詹妮弗·库兹玛说。事实上，它有可能产生与其最初意图相反的效果：她指出，口腔微生物组的细微变化可能导致更多的蛀牙或其他问题。
也没有关于它是否会在人与人之间传播的数据，这引发了知情同意的问题。如果有人不想冒着服用未经测试的细菌的风险，但与使用了该产品的人亲吻或共用勺子，它会被传播吗？没有人完全确定。
尽管 Lantern Bioworks 正将 Lumina 作为化妆品推向市场，但库兹玛指出，究竟应如何对其进行分类并不完全清楚：“监管系统在这方面并不百分之百明确。”
人类口腔中包含数百种细菌，它们共同构成一个群落——口腔微生物组。健康的细菌平衡使牙齿和牙龈保持良好状态。
蛀牙是由产酸细菌引起的。俄勒冈健康与科学大学牙科学院助理教授乔纳森·贝克解释说，几种口腔细菌都能产生酸。但有一种细菌，变形链球菌，尤其会造成严重破坏，因为它既能产生酸，又能产生生物膜，包括牙菌斑。这种粘性涂层将酸困在牙齿上，腐蚀牙釉质并形成蛀牙。
在 20 世纪 80 年代，希尔曼发现了一种天然存在的变形链球菌，它可以分泌抗生素mutacin 1140。由于 mutacin 广泛杀死其他种类的细菌，他意识到它可能能够胜过其他有害菌株。（有多少人在口腔中自然产生 mutacin 的变形链球菌尚不清楚；希尔曼在 115 个样本中发现了一个这种菌株。）
为了确保细菌本身不会引起蛀牙，希尔曼对其进行了基因改造，使其以产生酒精而不是像其他引起蛀牙的链球菌菌株那样产生损害牙齿的乳酸的方式代谢糖。细菌经常交换遗传物质，因此他还调整了菌株，以防止其从其他细菌中获取基因；其他细菌仍然可以从基因改造的链球菌中获取基因。
希尔曼在 2000 年宣布了这种新菌株，称为 BCS3-L1。大约在同一时间，Oragenics 寻求开始临床试验。但由于担心细菌可能在人与人之间传播，产生意想不到的后果，或恢复为引起蛀牙的菌株，该公司在 2004 年告诉《纽约时报》，美国食品和药物管理局对该试验施加了限制，该试验随后从未完成。
希尔曼继续他的研究：2009 年的一项研究表明，他的细菌似乎在老鼠的口腔中定殖，并胜过其他可能导致蛀牙的链球菌菌株。但此后的研究有限，希尔曼和 Oragenics 最终放弃了该项目。大约 12 年前，他退休了。
西尔弗布克接替了希尔曼的工作：基因改造版的变形链球菌是 Lumina 的基础。在考虑是将其作为美白牙齿的化妆品销售，还是作为益生菌销售（属于 FDA 作为膳食补充剂的监管范围）之后，西尔弗布克决定走化妆品路线。在美国，只有药物和医疗器械必须经过 FDA 的严格流程才能被视为安全有效。
FDA 没有对 Undark 发送的一系列问题提供直接评论。然而，FDA 发言人考特尼·罗兹确实指出了该机构的网站，该网站指出，药物的定义是其“诊断、治愈、缓解、治疗或预防疾病”的预期用途，并且对产品进行虚假营销是违法的。
Lumina 并非首个上市的基因工程细菌：一家名为 ZBiotics 的公司在 2019 年推出了一种预防宿醉的益生菌。这种小饮料含有枯草芽孢杆菌，这种细菌在其他益生菌混合物中很常见，但添加了一个基因，有助于分解乙醛，乙醛是与头痛有关的酒精副产品。（没有已发表的证据表明它有助于缓解宿醉，也没有证据表明它能在肠道中定殖——只有一项针对大鼠的小型毒性研究。）
然而，Lumina 的不同之处在于，它是一种经过改造的、技术上是引起蛀牙的病原体的版本，密歇根大学研究口腔微生物学的生物医学工程教授保罗·詹森说。詹森说，其他益生菌补充剂“通常被认为是安全的”。“它们通常一开始就在我们的食物中。我们知道它们不是病原体。”
当被问及分发改造细菌可能造成危害的担忧时，西尔弗布克回应说，“我认为这不是那种会使情况更糟的、带引号的病原体。”
希尔曼的目标是制造“一种价格合理的产品，可以帮助预防一种非常痛苦的疾病，”他说，“但是，你希望它是安全有效的。” 当被问及是否需要更多研究来确定其安全性和有效性时，他回应说“我当然一直计划进行更多研究”，但拒绝进一步评论。
西尔弗布克认为他的产品是一种为人们节省时间和金钱的方式：根据疾病控制和预防中心的数据，在美国，牙科护理每年花费1360 亿美元。未经治疗的牙齿感染也可能很危险，“而且很多人，无论出于何种原因，都很难去看牙医，”他说。“如果有什么东西可以帮助解决这个问题，那就太好了。”
西尔弗布克强调，他没有做出医疗声明——他说，这是监管方面的一个关键策略。“我们的许多监管系统都基于声明，如果你非常小心，不做出疾病治疗声明，那么你就可以绕过药物安全性和有效性试验，”北卡罗来纳州立大学教授库兹玛说。
爱荷华大学牙科学院教授兼微生物学研究员杰夫·巴纳斯说，美国的临床试验尤其难以开展，因为它们成本高昂、耗时，并且面临更严格的指导方针。
“如果我们进行临床试验，那么我们就是一种药物，除非我有 5 亿美元和 10 年时间，否则我们无法出售它，”西尔弗布克说。
理论计算机科学家、德克萨斯大学奥斯汀分校教授斯科特·阿伦森在博客上读到 Lumina 后，自愿尝试使用它，并在前往加利福尼亚州伯克利期间获得了它。在疫情期间，他对 FDA 失去了信任，例如，该机构推迟了新冠病毒检测的推出。当他听说 Lumina 可能有助于预防蛀牙时，阿伦森“完全准备好相信，如果存在这样的东西，那么它就不会获得 FDA 的批准。”
“我尝试了一下，仅仅是因为它快速而简单，”他在给 Undark 的一封电子邮件中写道。“而且下行风险似乎微不足道。”
生物医学工程教授詹森警告说，需要进行更多研究来表明基因工程改造的微生物可以改善口腔健康，并且没有意想不到的副作用。
他指出，Lumina 中的抗生素可能会消灭其他与口腔健康相关的链球菌种类。还有其他微生物在起作用，决定着牙龈健康。“它们与引起蛀牙的细菌不同，”他说。“但你必须担心同时搞乱这些群落。”
此外，人们每天吞下约一升唾液，这意味着变形链球菌的抗生素最终可能会进入肠道，从而可能扰乱肠道微生物组，詹森说。而且由于 Lumina 产生酒精作为副产品，因此也可能产生影响，尽管含量很小，而且在没有更多研究的情况下很难知道，他补充说。
西尔弗布克在给 Undark 的一封电子邮件中写道，该公司一直在跟踪“大约五十名”自愿尝试 Lumina 的人，并且到目前为止尚未注意到不良事件。根据西尔弗布克的说法，他们的后续行动包括一份自我报告的调查问卷和采集拭子，以跟踪变形链球菌是否成功在口腔中定殖。“我们尚未决定后续行动将持续多久，”西尔弗布克在另一封电子邮件中写道，“但我们预计口腔定殖大约需要两年时间。” 关于对肠道微生物组的担忧，他写道，Lumina “并非特别旨在被吞咽。”
鉴于缺乏证据，詹森说，“我想我不会服用它。”
许多口腔益生菌已经在临床试验中进行了测试，作为改善口腔健康的解决方案，尽管这些益生菌都不是基因改造的。这些产品旨在向口腔添加有益细菌。例如，ProBiora 是一种在美国已上市的可咀嚼口腔益生菌，在一项临床试验中显示儿童的蛀牙略有减少。（ProBiora3，片剂中的细菌混合物，由希尔曼在 Oragenics 开发。）
然而，Lumina 微生物旨在成为一种口腔替代疗法，以便基因改造的细菌能够对抗并取代有害细菌。希尔曼说，替代疗法“正在做大自然最终会在足够的时间内做的事情。病原体，尤其是那些日复一日与我们共生的生物，不想伤害它们的宿主。这与它们自身的利益相悖。”
尽管这个想法并不新鲜，但还没有人成功实现它。巴纳斯说，在 10 到 20 年前，“似乎每个资助申请或手稿都通过说，好吧，这可以用于替代疗法来证明他们的工作是合理的。” 但他指出，到目前为止，该领域尚未看到任何替代策略取得成果。他目前正在筛选数千种口腔微生物菌株，以寻找潜在的益生菌特性，从而为儿童开发一种口腔益生菌。
一些专家对引入细菌能否成功在成人口腔中定殖持怀疑态度。罗切斯特大学儿科牙医和牙科教授伊萨玛·里维拉-拉莫斯说，一旦口腔微生物组建立，就很难改变，尽管并非不可能。
事实上，希尔曼说，将新细菌引入某人的口腔并不容易——他的团队“一直不成功”，直到他们找到了天然产生的、产生 mutacin 1140 的菌株。几十年前，希尔曼将这种菌株引入了自己的口腔，他说，在他退休前最后一次检查时，它仍然存在。但他补充说，他从未将基因改造版放入自己的口腔或任何其他人的口腔。
詹森、贝克和库兹玛也对细菌在成人以及儿童之间传播的可能性表示担忧，特别是考虑到缺乏相关数据。人们在儿童时期从看护人和其他亲密接触者那里获得口腔微生物组，因此，如果一种新的微生物可以在成人的口腔中定殖，它可能会传播给他们的孩子。
贝克说，研究表明，微生物在家庭和同居者之间传播，并指出 Lumina “绝对有可能”传播。詹森认为，变形链球菌“自从成为一个物种以来，就一直在人与人之间传播。因此，它显然非常擅长在人与人之间移动；否则，它将是一个进化死胡同。” 然而，希尔曼指出，用于口腔替代的微生物引入量是正常互动中交换量的 100 到 1,000 倍。
西尔弗布克告诉 Undark，他对提出的安全和伦理担忧并不十分担心，尽管他承认存在一些风险，例如它有可能传播给儿童：“如果您怀孕、哺乳或计划怀孕，请在将我们的神奇牙齿酱涂在牙齿上之前仔细考虑。”