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抗癌的神奇细菌。

来源: 癌症治疗网        2016-11-10
  想象一下,有这样一种神奇的细菌,将其注射到血流中,它会自动运行到肿瘤的位置,然后释放出一种杀死癌症的化合物。这正是美国加州大学伯克莱分校(UCB)和旧金山分校(UCSF)已经在做的工作。   抗癌的细菌   传统的癌症治疗方法被两个关键原因限定:一是真正直接作用于肿瘤的药物很少,二是药物对癌组织和健康组织一样有毒害作用。可是,细菌却有准确找到靶细胞的潜在本领。美国波士顿哈佛医学院的遗传学家丘奇(GeorgeChurch)说:“在某种程度上,细菌是灵丹妙药的终结者。”他还说:“人们很难在一个小分子或蛋白质的分子结构内进行太多复杂的智能化研究,但细菌具有传感器和制动器,可以像潜艇一样钻进细胞内。”   要造出一个杀癌细菌,生物学家必须创建一些能执行一系列复杂功能的生物体,也就是说,在血流中,这些细菌能感觉到肿瘤环境,并能对其作出应答。一旦进入到肿瘤内,细菌必须渗入癌细胞,接着就开始产生杀肿瘤的毒素。研究人员打算用基因工程的方法将不同类型细菌的特定部分插入大肠杆菌(Escherichiacoli),合成出一种超级微生物。   肿瘤组织具有独特的特征,比如,比周围正常组织的氧含量低,乳酸浓度却较高。要创建一种能够感受到肿瘤的细菌,加州大学伯克莱分校和旧金山分校的博士后研究人员安德森(ChristopherAndersoVoigt)和同事从大肠杆菌中取出一个氧传感器,将其连接在一种来自另外一种细菌叫侵袭素(invasin)的蛋白质上,侵袭素能够让细菌侵入癌细胞。有关论文发表在今年早些时候《分子生物学》杂志上。   现在,安德森和同事正在研制一个更为特异性的系统。要保证细菌只入侵肿瘤细胞,研究人员必须创造出一种遗传机制:只在两个条件都满足的时候,如氧和乳酸浓度都在一个特定的水平时,才允许入侵蛋白质表达。可以说,这就是工程上的专用名词AND门(ANDgate,当两个条件满足时就能打开的调节回路)的遗传学版本。   “通过利用各种线索,我们可以获得很多特异性。”加州大学伯克莱分校的生物工程学家,劳伦斯伯克莱国家实验室的研究人员阿金(AdamArkin)说。他是该项目的资深科学家,1999年入选《技术评论》杂志选出的世界顶尖青年创新者百强(TR100)。他指出:“当细菌感受到线索后,它们就可以打开其余的设备开始工作。”   最后一步是目前生物学家还没有开始的研究,他们将用基因工程的方法创建一种细菌,这种细菌能产生一种酶将药物前体转化为抗癌化合物。这样,病人可以服用一种包含前体的药丸,这种药物前体只有在体内细菌感染了癌细胞后才变为有活性的药物。   在获得一个可行的细菌抗癌疗法之前,安德森和同事还面临着很多技术上和安全上的障碍。比如,当细菌被注入血流的时候,人类的免疫系统会对其发起进攻。所以研究人员用转基因的办法让细菌表面产生出一种特别的液体,这种覆盖在细菌表面的液体能让免疫系统发现不了细菌。   该小组也为这个系统设计了一系列的安全装置。比如,病人有可能因为血液或组织中致病有机体繁殖过快或其毒素的存在发展成脓毒病。以前的研究表明,在人类血液中的细菌生长和繁殖需要铁,所以,科学家们去掉了一个让细菌从血液中吸收铁的特定基因,这样就彻底限制了机体内的细菌生长。   当细菌治疗的想法听起来还是个实验,甚至令人恐惧的时候,它其实已经存在至少一个世纪了。卡介苗(BacilluCalmetteGuerin,CG)是用肺结核细菌的活细菌弱毒化制成的预防疫苗。当将它直接注入膀胱的时候,也能有效地治疗膀胱癌,利用这种治疗方法,可以限制癌症在膀胱表面的排列,因为细菌可以很容易地抵达这些癌细胞。   一些品系的细菌对肿瘤细胞有着天然的吸引力。科学家正在尝试利用细菌的这个性质。位于美国康奈提格州的崴昂医药公司(Vioharmaceuticals)正在研究一种以沙门氏菌来治疗癌症的方法。
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