一项发表于《自然通讯》的研究显示，一支国际研究团队在化疗药物多柔比星（doxorubicin）的生物合成生产方面取得进展，识别并解决了长期限制该药物天然高效生成的分子层面“瓶颈”。

多柔比星于20世纪70年代获准用于临床，是多种癌症治疗的重要药物之一，适应症包括乳腺癌、膀胱癌、淋巴瘤和癌瘤。研究团队指出，每年有超过一百万名患者接受包含多柔比星的治疗方案。由于细菌天然合成效率偏低，制药行业长期依赖成本较高、步骤较多的半合成工艺来满足需求。

芬兰图尔库大学研究人员、该研究主要科学家基思·山田（Keith Yamada）博士表示，团队发现了限制多柔比星形成的多个独立因素，并通过解决这些瓶颈，利用理性菌株工程为更具成本效益、可满足全球需求增长的生产方式奠定基础。

研究由六个实验室合作完成，包括芬兰图尔库大学、美国的三个实验室以及荷兰莱顿的两个实验室。团队在研究中归纳出影响多柔比星高产的三项主要限制因素。

其一，研究确定了特定的天然“生物能量供应”体系，即名为Fdx4和FdR3的氧化还原伙伴，它们为参与药物合成的酶提供所需的电子流。

其二，团队发现一种名为DnrV的蛋白质可作为药物结合的“分子海绵”，通过结合并固定多柔比星，避免药物反过来抑制相关酶的生产机制。

其三，研究人员借助X射线晶体学首次观察到相关酶的结构，显示药物分子在酶内处于不利位置，从结构层面解释了反应速率偏慢的原因。

在上述发现基础上，研究团队设计出一种新型细菌菌株，其多柔比星产量较现有工业标准提高180%。

为推动成果转化，图尔库大学于2025年成立衍生公司Meta-Cells Oy，计划将相关技术商业化，用于必需抗生素与抗癌药物的可持续制造。研究团队认为，向完全生物合成生产方式的转变，有望提升关键药物供应的清洁性与可靠性。