【新提醒】向冠心病挑战：新的研究思路、解决方案和技术策略，寻找更好的“穿肠蛋白酶”

向“头号杀手”冠心病挑战：新的研究思路、解决方案和技术策略，寻找更好的“穿肠蛋白酶”

冠心病是一种心血管疾病，全称是冠状动脉心脏病（coronaryheart disease）。冠状动脉是为心肌供血的血管，为心肌输送工作所必须的氧气。在冠心病患者的冠状动脉中，脂肪和血栓等会逐渐沉积在血管内，造成动脉粥状硬化。这些病变降低了冠状动脉的供血量，严重时能引发心绞痛、心肌梗塞、甚至心力衰竭。正因为冠心病的高危险性，全球每年死于冠心病的患者高达700万人。而包括冠心病在内的心血管疾病也已成为全球的第一致死原因，平均每3例死亡中就有1例是由于心血管疾病。

我们能攻克被称为人类“头号杀手”的冠心病等心脑血管疾病吗？

一、事起缘由

为了攻克冠心病，2016年1月14日，Verily（谷歌旗下的生物公司）、美国心脏病协会和阿斯利康设立了“终结冠心病”的目标，项目名称是“一个勇敢的想法”，项目意在寻找攻克冠心病创新创业团队，项目终极目标是设计和实现一种全新的策略，对冠心病做到有病治病，无病预防，重塑心血管的健康，提高全球人口的寿命。

Verily的CEO 安德鲁·康拉德（Andrew Conrad）说：“我们正在寻找这样一个能够使我们对冠心病产生全新认识，并提供可行的新疗法，最终对这种顽疾进行预防和治疗的团队”。阿斯利康的副总裁格利高里·基南说：“这项研究能让我们整合资源，改善心血管的健康。通过多领域合作解决心血管疾病是一种具有真正创新性的方式”。美国心脏病协会的CEO 南茜·布朗（Nancy Brown）说：“我们想做一些全新的事情，这就是我们的‘登月计划’。世界上最出色、最聪明的人将聚在一起解决一个主要的健康威胁，这种机遇是空前的”。为了实现“终结冠心病”目标，Verily、美国心脏病协会和阿斯利康将全力支持这个项目。在五年的时间内，为这个项目投入经费7500万美元。

因为在大自然中观察昆虫、植物和微生态的积累，以及对中药经验、现代药理和仿生药物不断学习思考，所以我提出一条全新的可能攻克冠心病的解决方案和技术策略，供大家讨论、试验及验证。定一个小目标，万一实现了呢！

二、我的研究思路

1.虫类药的主要药效

虫类药是有情通络之品（个人认为“走窜”是因为多肽分对神经系统的作用，以区别于蛋白酶），在心血管、类风湿性关节炎、肾炎、器官纤维化（以上均为蛋白成分沉积阻塞性疾病）等难治性疾病上功好效捷。

2.虫类中药的药效活性物质基础的分析和判断

根据虫类中药的临床疗效和昆虫生态化学功能，推测相应的药效物质基础，认为地龙、蜈蚣、全蝎、土鳖虫、宽体金线蛭（不是指日本医蛭，因为其水蛭素是多肽类凝血酶抑制剂）等虫类药的主要药效成分不是多肽，而是蛋白酶。虫类药多肽活性成分主要在蜈蚣的毒牙、全蝎的蝎尾（事实上，中药炮制常采用蜈蚣去头、全蝎去尾）。虫类药炮制低温焙干、生用为好，服用以及丸剂、粉剂为好，因为其蛋白组分容易被高温破坏。

3.虫类药中蛋白酶的药理共性

推测虫类药蛋白酶发挥药效的机制是：首先是能部分抵抗胃白酶、胰蛋白酶的降解，第二是肠道吸收入血，第三是能直接溶解细胞外基质蛋白（胶原蛋白、纤维蛋白、弹性蛋白、免疫球蛋白、淀粉样蛋白、脂蛋白等）。

4.虫类药蛋白酶的来源

推测地龙、宽体金线蛭、土鳖虫体内的药效蛋白酶来源于体细胞分泌，而蜈蚣、全蝎体内的药效蛋白酶则来源于肠道共生细菌分泌。

5.验证推测

从蜈蚣、全蝎肠道体内分离单一菌株，发酵和制备胞外蛋白酶粗提物或纯酶，从胰蛋白酶抵抗、肠道吸收率、免疫原性、不同底物蛋白降解这四个方面考察蛋白酶的综合性能。一般来说，这类蛋白酶口服安全性很高，可参照纳豆激酶。暂不考虑体细胞来源的蛋白酶，因为酶活不一定高，还要很复杂地转基因制备工程菌。

6.思路拓展

研发方向是从多样性生物中寻找一系列更好的产“穿肠蛋白酶”菌株（已确定多条菌株筛选路径，能找到多种菌株及不同结构的新酶），这些蛋白酶将有更独特、成药性更好的特性。另可测试“穿肠蛋白酶”通过血脑屏障效率，这与阿尔茨海默病有关。

7.优势和前景

总之，基于微生态进化，在软体动物、节肢动物的约30科的范围内，优选药用最优且专利有效的产蛋白酶菌株，蛋白酶的药物代谢动力学的关键指标是肠道屏障、血脑屏障的通过率（生物利用度）和血浆半衰期，药效动力学的关键指标是水解效率、安全性和底物特异性。菌株微生态制剂用途另述。我擅长寻找这类特异菌株，命中率十有七八，菌或酶可能都非常不同（在进化树的不同分支上）。

从药物用途可以看出“穿肠蛋白酶”可能应用于多种难治性疾病，药物研发意义重大。同时重点是要发现新结构或新序列并能形成授权专利的酶（包括菌株）。这些菌株一般易于发酵，产胞外酶能力较强，易于工业化，也易于基因重组扩增。

三、我的解决方案

1. 我的想法：

从生物共生进化环境中找到一组菌株，这些菌株能分泌特殊的酶，这些酶不仅能抵抗胃蛋白酶、胰蛋白酶等，而且能被肠道吸收进入淋巴和血液循环，然后能直接溶解蛋白阻塞，进而治愈和逆转包括冠心病在内的循环系统栓塞性疾病和细胞间隙阻塞性疾病，这也许是抗衰老的新方法。

2. 我的想法与现有其他方案的不同之处：

利用外源酶的口服吸收直接降解人体内阻塞性蛋白及蛋白复合物。

3. 我的发展计划、阶段性目标和时间线：

第一个150日：筛选和鉴定10个以上目标菌株；第二个150日：发酵、分离、纯化酶及生化鉴定；第三个150日：测试酶的口服代谢特性（肠道吸收率）；第四个150日：动物模型测试酶的安全性和蛋白质水解特性等；第五个150日：志愿者测试酶的蛋白质水解特性及申请临床。

4. 我的想法的三个关键词：

仿生药物；肠道可吸收酶；蛋白酶

5. 我所具备的特质：

我是长期观察自然界生物生存、思考共生进化、发掘中医药及探索仿生药物的勇敢思想者，擅长于以药物学思维导向寻找发现特殊药理功能的微生物菌株。

6. 我的团队需要的专业和分工：

这个研究团队需要专业于软体动物分类、节肢动物分类等动物学研究者、专业于微生物筛选分离、发酵等微生物学研究者、专业于酶生化特性等生物化学研究者、专业于微生物与生化药学、药物代谢、药物效应等药学研究者及专业于菌株、菌株的药物应用、酶及基因、酶的药物应用等国内外专利申请的知识产权专家。

7. 我需要什么样的组织机构和合伙投资人：

需要的组织机构和合伙投资人是专业于微生物筛选、发酵优化和酶分离纯化的生物医药公司或研究所等，最优选的组织方案可以是新组建研发团队加上风险投资，以大部分外包研发方式实施项目。

1. My idea:

From biological symbiosis evolution environment, find a group ofstrains. These strains can secrete special enzymes, which are not onlyresistant to pepsin and trypsin, but also can be absorbed from the intestineinto lymph and blood circulation. Then, these enzymes can directly dissolveprotein obstruction, cure and reverse circulatory system embolism diseases andintercellular obstruction diseases, including coronary artery heart disease.Perhaps this way will become a new method of anti-aging.

2. Differences between myidea and other existing schemes:

Theuse of oral absorption of exogenous enzymes directly degrade theobstructive protein and protein complex in human body.

3. My plan, targets andtimelines:

The 1st 150 days:screening and identification of more than 10microbial strains;The 2nd150 days: fermentation, isolation, andpurification of enzymes and biochemical identification;The 3rd 150 days:To testthe enzymes oral metabolic characteristics (the rate of intestinalabsorption);The 4th 150 days:To evaluate the safety and protein hydrolysischaracteristics of enzymes with animal models;The 5th 150 days:The proteinhydrolysis characteristics of the enzymes tested in health volunteers and clinicalapplications.

4. Keywords:

biomimeticdrugs;enzyme absorbed into blood from the gastrointestinaltract;enzymatic thrombolysis.

5. My particularity：

As a brave thinker, I insist on long-term observation of naturelife, thinking about symbiotic evolution, exploring for the Chinese traditionalmedicines and the biomimetic drugs. I am good at exploring microbial strainswith the special pharmacological functions, oriented to special pharmacologythinking.

6. Specialtiesof my teamand the division of labor:

The research team will need zoological researchers in molluskclassification, arthropod classification, microbial researchers in microbialscreening, isolation, fermentation, biochemical researchers in enzymatic andbiochemical properties, pharmaceutical researchers in microbial and biochemicalpharmacy, drugmetabolism, medicine effect of drugs, and domestic and foreignintellectual property experts of patent application in microbial strains, drugapplicationof strains, enzyme and gene, drug application of enzyme.

7. What kinds oforganization and partnership I need:

The organization and the partnership of investors I need should bebiopharmaceutical companies or institutes, professional in microbial screening,fermentation optimization, enzyme separation and purification. The mostpreferred organization scheme can be venture capital investment in the newsetup R & D team. And the project will be implemented by following most ofthe R & D outsourcing mode.

Author: Zhong-hui Shi

Professional and hobbies: Entomology,botany,microbiology,microecologyand pharmacology

Email: [e-mail]

Weixin/WeChat: ahjxszhh

四、我的技术策略

1.冠心病动脉粥样硬化斑块中的三种蛋白：

1. 斑块破裂导致血管腔栓塞的新老纤维蛋白；2、斑块内核中的粥样脂质蛋白；3、斑块壁的胶原蛋白。通过口服可肠道吸收的非人源蛋白酶，缓慢溶解三种靶蛋白，使动脉粥样硬化斑块逐步消退，进而预防冠心病等心脑血管疾病。

2.首要目标：

定一个小目标，先做定性测试。一是获得目标菌株和酶（或含酶混合物）；二是酶（或含酶混合物）通过肠道屏障及血脑屏障情况；三是酶（或含酶混合物）对多种靶蛋白的降解能力。

3.试样制备：

第一、野外采样；第二、筛选分离目标菌株；第三、接种培养；第四、活菌、酶试样的制备（活菌液、活菌粉、活菌粉肠溶胶囊、无菌粗酶液、无菌粗酶粉、无菌粗酶粉肠溶胶囊、冻干纯酶粉和纯酶粉肠溶胶囊）。

4.关键测试：

4.1. 测试蛋白酶的肠道完整吸收：从实验对象血液中分离纯化目标蛋白酶、改进的酶联免疫吸附法测试（通常这类蛋白酶未失活时的免疫原性无或极低，不能诱发抗体，通常的酶联免疫吸附法测试是不准确的，可先使蛋白酶95℃不可逆失活）、对底物降解的直观测试、对解蛇毒的测试及其他测试方法；

4.2. 对不同组织（肉皮、血栓、韧带、羽毛等）的降解能力；

4.3. 对不同蛋白底物（胶原蛋白、纤维蛋白、弹性蛋白、角蛋白、免疫球蛋白、淀粉样蛋白等）的降解能力；

4.4. 不同蛋白酶之间相互降解能力强弱测试：用胰蛋白酶、胃蛋白酶、蚓激酶、菠萝蛋白酶和纳豆激酶等作对照。

5.目标菌及酶的可能用途：

5.1. 药物用途：（1）活菌粉制成微生态制剂用于痤疮、腋臭、口臭、化脓性骨髓炎、大肠杆菌性腹泻、艰难梭状芽孢杆菌肠炎等细菌性疾病；（2）酶（或含酶混合物）肠溶制剂口服用于胶原蛋白（如：肺肝等器官纤维化）、纤维蛋白（如：血循环栓塞）、免疫复合物（如：类风湿性关节炎等自身免疫性疾病）、淀粉样蛋白（如：肾脑等器官淀粉样变病等）等沉积阻塞性疾病；（3）替代抗生素、药物增效等。

5.2. 农业用途：动物肠道微生态制剂、环境净化微生态制剂、土壤和叶面微生态制剂、动物饲料酶制剂等；

5.3. 工业用途：食品加工、毛皮加工、去污剂、化妆品等。

本文作者：施忠辉