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推荐：为解决水果废弃物造成的环境问题及高价 CAR-T 疗法可及性难题，研究人员利用 Acetobacter 及 Komagataeibacter rhaeticus 细菌发酵技术，将果渣转化为生物皮革 Celium，并开发低成本 CAR-T 疗法。结果实现废弃物循环利用与疗法价格降至 $35,000 / 剂，推动可持续时尚与医疗公平。
研究背景与科学问题
在全球加速推进碳中和的背景下，食品废弃物引发的环境负担与高端医疗技术的可及性鸿沟成为两大挑战。每年大量水果废弃物（如果皮、果核）被丢弃至 landfill，因腐烂产生甲烷（CH?）等温室气体，或因焚烧释放二氧化碳（CO?），加剧气候危机。与此同时，癌症免疫治疗领域的嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）疗法虽疗效显著，但其高达 50 万美元以上的单价，使全球 90% 以上患者望而却步，尤其在中低收入国家（LMICs），癌症患者因经济原因无法获得先进治疗的现象尤为突出。
为突破上述瓶颈，墨西哥生物技术公司 Polybion 与英国 Modern Synthesis 等机构聚焦生物材料创新，探索水果废弃物的高值化利用路径；而巴西与美国非营利组织 Caring Cross 合作，致力于开发低成本 CAR-T 疗法，以期为全球医疗公平提供新范式。相关研究成果发表于《Nature Biotechnology》（Volume 43, May 2025），为可持续发展与精准医疗领域带来突破性进展。
研究机构与核心方法
生物材料研究
Polybion 团队以墨西哥伊拉普阿托为基地，利用基因改造的醋酸杆菌（Acetobacter）进行微生物发酵。其核心技术路线为：将芒果废弃物制成浆液，作为细菌培养基；经改造的细菌通过加速代谢消耗糖分，分泌纤维素并形成凝胶状膜（pellicle），即生物皮革前驱体。该膜经清洗灭菌、太阳能干燥、鞣制染色后，成为名为 Celium 的生物基材料，其强度与透气性可媲美传统皮革。此外，英国 Modern Synthesis 公司利用瑞士生丝醋杆菌（Komagataeibacter rhaeticus）的微生物纺织技术，将细菌纤维素直接纺成纤维，用于制作运动鞋面料。
CAR-T 疗法研究
巴西依托公共卫生系统（Unified Health System）与 Fiocruz 研究所合作，在 Caring Cross 支持下开发本土 CAR-T 疗法。关键技术创新包括：① 以可溶性抗体替代昂贵的柱层析法进行 T 细胞筛选，降低纯化成本；② 采用 Vector BioMed 公司的高滴度病毒载体（价格仅为竞品 50%）；③ 利用巴西本地高技能低成本劳动力及生产设施，将单剂成本压缩至 3.5 万美元。该疗法将于 2025 年启动临床试验，计划通过技术转移向土耳其及中东地区推广。
研究结果与关键发现
生物材料：从废弃物到时尚革命
果渣循环利用体系构建
Polybion 通过储存 40℃下腐烂的水果浆液，突破芒果季节性生产限制，实现原料全年供应。该工艺遵循 “与自然协同” 原则，每吨果渣可转化为约 1000 平方英尺 Celium 材料，截至 2025 年已累计生产 100 万平方英尺。与丹麦品牌 Ganni 的合作案例显示，Celium 已成功应用于 2025 秋冬系列夹克与包袋，标志着生物材料从实验室走向商业化。
微生物合成技术的普适性
研究发现，醋酸杆菌分泌纤维素的行为源于其在恶劣环境中的生存策略 —— 通过形成纤维素膜抵御紫外线及抑制竞争者生长。这一机制启发研究人员将该技术扩展至其他农业废弃物（如甘蔗渣、苹果皮），甚至探索纤维素在造纸与木材替代领域的应用。Modern Synthesis 则通过优化细菌发酵条件，实现纤维素纤维的定向编织，为纺织工业提供完全可生物降解的材料选项。
CAR-T 疗法：成本革命与可及性突破
本土化生产的经济学优势
巴西模式通过 “本地供应链 + 技术创新” 双轮驱动，使 CAR-T 疗法成本降至传统疗法的 7%。其中，可溶性抗体筛选技术省略了昂贵的层析柱设备，而 Vector BioMed 的病毒载体生产工艺将关键原料成本减半。此外，巴西临床前研究显示，本土疗法对 CD19?阳性淋巴瘤模型的肿瘤清除率与进口药物相当，但生产周期缩短 30%。
全球医疗公平的新路径
Caring Cross 计划以巴西为模板，在土耳其及中东地区复制 “技术转移 + 本地制造” 模式，目标是在 5 年内将低收入国家 CAR-T 疗法可及性提升 40%。该策略强调供应链本土化，例如利用当地生物制药设施进行病毒载体生产，避免依赖进口带来的价格波动。目前，巴西在 ClinicalTrials.gov 注册的基因治疗临床试验数量居全球第 12 位，显示其在该领域的研发潜力。
研究结论与意义
生物材料领域的可持续启示
本研究证明，微生物合成技术可将农业废弃物转化为高附加值材料，既缓解环境压力，又为时尚产业提供低碳解决方案。Celium 等生物皮革的商业化应用，打破了传统皮革工业对动物资源的依赖，其太阳能驱动的生产流程进一步降低碳足迹，为 “循环经济” 提供实证案例。未来，随着细菌工程技术的进步，该技术有望拓展至航空航天、医疗敷料等领域，推动生物基材料的多元化应用。
医疗技术可及性的里程碑
巴西的 CAR-T 疗法创新首次在中低收入国家实现高端基因治疗的本土化生产，为解决全球医疗不平等问题提供了可复制的 “南方模式”。通过技术转移与供应链优化，单剂 3.5 万美元的价格不仅使发展中国家患者受益，也可能倒逼发达国家制药企业调整定价策略。正如 Caring Cross 执行董事 Boro Dropuli?所言，“本土化供应链是实现医疗可持续性的核心”。该研究不仅关乎癌症治疗，更对基因编辑、细胞治疗等前沿领域的全球可及性具有战略指导意义。
两项研究虽分属材料科学与医学领域，却共同指向同一个未来：利用微生物的生物合成能力，破解人类社会面临的环境与健康双重挑战。这种跨学科、跨领域的创新模式，或将成为 21 世纪可持续发展的核心驱动力。
