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Science子刊:细菌杀死癌症?

2017/02/13 来源:生物探索
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导读
利用细菌对抗癌症?近日,来自于韩国的科学家们证实了可行性。他们选择了一种无害的沙门氏菌,对其进行基因工程改造后确保细菌能够分泌一种关键蛋白。借助这一蛋白,细菌能够有效抑制癌症扩散,同时它们还会激活免疫系统,促使它们攻击癌细胞。


我们都知道,癌症很狡猾,它们善于伪装自己,以便躲过免疫系统的侦查,从而在人体组织器官中增殖、扩散。为了激活免疫系统攻击癌细胞,科学家们想出了很多方法。现在,他们又提出了一招:利用细菌对抗癌症!

这是来自于韩国全南国立大学的研究团队近期在Science子刊《Science Translational Medicine》发表的成果。他们修改了一种胃肠炎致病性细菌,使其能够表达一种关键蛋白用于刺激免疫系统对抗肿瘤组织,并在小鼠体内证实该细菌确实能够促使肿瘤萎缩,且在第一时间内阻止癌转移。

细菌抗癌疗法

肿瘤内部环境缺氧,且存在坏死阻止,是多数厌氧菌乐于驻扎的地方,例如沙门氏菌、梭状芽孢杆菌、李氏杆菌。所以如果这些细菌具备对抗癌症的能力,那么它们就能够“就地正法”,直接杀死癌细胞的同时还能够调动免疫细胞进一步攻击癌症。

虽然大多数细菌抗癌都基于上述原理,但是该疗法实施起来却并不容易。首要的是安全问题,因为细菌本身对身体有害,患者接受治疗的同时需要注射抗生素。其次,即便疗效发挥到最佳,肿瘤复发的概率也很高。

有科学家将对抗癌症的细菌比喻成“黑盒子”,虽然它们能够清楚肿瘤,却并不知道具体的分子机制。迄今为止,仅仅只有一种基于该原理的抗癌疗法获得FDA的批准,用于治疗膀胱癌,其余都处于研究中。

改造无害细菌,抑制癌症增殖和扩散

沙门氏菌是一种常见的食源性致病菌,是多数食物中毒的罪魁祸首。

2006年,韩国全南国立大学的科学家们试图研发一种靶向创伤弧菌的疫苗。当他们以创伤弧菌为研究材料时,发现它们负责游动的鞭毛部位表达有一种蛋白质FlaB,能够强烈激活免疫反应。所以,研究人员转向一种无害的鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium),并进行基因工程改造,使其能够表达FlaB蛋白质。

生物学家Jung-Joon Min和Joon Haeng Rhee带领团队对改造后的沙门氏菌进行检测,评估它们对癌症的影响。

他们以移植有人结肠癌组织的无菌小鼠(其肝、肺、脾组织内均不含有细菌)为模型,将改造后的沙门氏菌注射到小鼠体内。3天后,研究人员发现,这20只小鼠的结肠肿瘤组织中布满沙门氏菌。120天后,其中11只小鼠体内已经检测不到肿瘤组织,并在试验阶段一直保持健康。而对照组小鼠(注射的沙门氏菌并未接受过基因改造,不表达FlaB蛋白)最终都死于癌症。

随后,研究人员将转移性结肠癌组织注入小鼠体内,并将它们分成3组:其中一组(8只小鼠)注射分泌FlaB蛋白的沙门氏菌;另一组(6只小鼠)注射未经改造的沙门氏菌;最后一组(7只小鼠)不接受任何细菌处理。27天后,未处理以及经不分泌蛋白细菌处理的小鼠体内癌症都出现了几十个转移。但是,注射有改造沙门氏菌的8只小鼠最多只出现4处继发性肿瘤,甚至有个别小鼠肿瘤并未转移。

研究表明,FlaB蛋白质能够抑制癌症扩散,而且它能够激活下游分子——TLR5,TLR5负责升级免疫反应。下一步,研究人员将继续完善该技术,接来下的几年内,Min和Rhee计划进行相关临床试验,以验证这一特殊细菌抗癌的安全性和有效性。

参考资料:

Scientists turn food poisoning microbe into powerful cancer fighter

Toward Killing Cancer with Bacteria

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