陳根:細菌成為抗癌工具,可精準打擊癌細胞_風聞
陈根-知名科技作家为你解读科技与生活的方方面面。2022-03-31 09:36
文/陳根
細菌通常名聲不好,因為人們首先想到的是某些可能導致嚴重疾病的菌株,如肺炎或腦膜炎。然而,有許多有益的細菌,卻以不同的方式幫助身體。基於此,科學家們甚至嘗試用細菌來對抗癌症。
實際上,早在200多年前,用有益細菌治療癌症就受到了科學家們的關注。紐約骨外科醫生William Coley在1890年代最早提出注射細菌治療腫瘤的思路,他曾給患者腫瘤內注射鏈球菌作為腫瘤治療方法。後因為兩名患者治療後死於細菌感染,他改變成給患者注射死菌,後人將這種死菌稱為Coley毒素,用這一方法**,**William Coley先後治療1000名腫瘤患者。
有時William Coley將這種毒素通過血液給患者注射,有時直接注射到瘤體內。經他治療的大部分患者都存活下來。後來隨着放療、化療和手術切除逐漸被引入臨牀腫瘤治療後,Coley療法逐漸淡出歷史。不過有學者1999年對Coley療法的治療效果重新分析發現,他的這一療法成功率並不低於現代其他腫瘤治療方法。
現在,基於細菌治療癌症的可能性,加州理工學院的研究者近期設計出了一類工程化、可由聲波控制的細菌,這些細菌會充當精準殺滅癌細胞的工具。當細菌被注入到小鼠體內時,它們可以滲入到腫瘤內部,此時可以研究者可以觸發安裝在細菌中開關釋放抗癌藥物。
研究使用的是一種名為Nissle 1917的大腸桿菌,首先其安全性已經得到了驗證,並被批准在人類醫療途徑中使用。在進入血液中之後,這些細菌會移動到全身各處,當然我們的免疫系統並會將大部分細菌都清除掉,唯獨有一個地方它們無能為力,那就是腫瘤區域。
由於腫瘤微環境中常常會出現免疫抑制,因此遷徙到此處的細菌也會存活下來。**基於此,**研究團隊決定對細菌進行改造,通過插入新基因來讓它可以搭載我們所需的特性。
第一種引入的基因用於產生納米抗體,這些抗體能夠抑制腫瘤抵抗免疫系統的蛋白,可以打破免疫抑制的腫瘤微環境。另一種基因則類似熱感應開關,只有温度達到一定限度時才會激活納米抗體基因,相當於把控着納米抗體的表達。
在實驗中,這種温度開關的激活條件為42-43℃,這意味着在正常的體温下納米抗體是不會釋放的,研究者需要額外地通過外部引入條件製造升温的情形。當然有些腫瘤在體內深處,細菌也無法通過體表加温來觸達。

**其中,**研究者特別使用了超聲聚焦技術,該技術可以利用超聲波為能源,將多數聲波發射到體內深處併發生聚焦,通過聲波和熱能的轉化來控制局域的温度。聚焦點周圍的組織不會受到影響,因此只會讓腫瘤處於特殊的温度環境下。
**結果顯示,****與對照組相比,超聲技術搭配工程菌可以顯著縮小腫瘤體積,並且腫瘤中的工程菌在被激活後仍然可以存活兩週以上。**在6個被處理的腫瘤中有一個在治療後完全消失。此外,這些工程菌只會聚集在腫瘤區,小鼠的肝臟、脾臟樣本中工程菌數量都非常低,唯一的副作用是皮膚可能有一些燙傷。
也就是説,如果工程菌繼續證明自己是安全有效的,那麼有多種方法可以將其用於不同的用途,細菌基本上可以充當一艘母艦,將必要的治療有效載荷運送到體內獨特的生態位,並從那裏成為一個自我維持的實體。