撰文｜王聰 編輯｜王多魚 排版｜水成文

自發(fā)明以來，化療一直是癌癥治療的重要手段，但化療的不足之處也非常明顯，化療除了會(huì)殺死癌細(xì)胞，同樣也會(huì)殺死正常細(xì)胞，例如殺死毛囊中的細(xì)胞，導(dǎo)致脫發(fā)；損傷消化道，導(dǎo)致惡心、嘔吐。

近日，美國加州理工學(xué)院的 Mikhail Shapiro 團(tuán)隊(duì)在 Nature Communications 期刊發(fā)表了題為：Ultrasound-controllable engineered bacteria for cancer immunotherapy 的研究論文。

該研究開發(fā)了基因工程工程大腸桿菌，使其表達(dá)可抑制腫瘤的納米抗體及溫度敏感性基因調(diào)控開關(guān)，注射到體內(nèi)后，這些工程菌會(huì)浸潤到腫瘤中，使用超聲聚焦加熱腫瘤部位，會(huì)讓腫瘤部分浸潤的工程菌表達(dá)納米抗體，從而殺傷腫瘤細(xì)胞。

研究團(tuán)隊(duì)使用 Nissle 1917 大腸桿菌菌株，該菌株已被批準(zhǔn)用于人類醫(yī)療。通過靜脈注射后，這些細(xì)菌會(huì)擴(kuò)散到全身，但人體的免疫系統(tǒng)會(huì)迅速清楚它們，但腫瘤區(qū)域除外，因?yàn)槟[瘤中形成了一種抑制性腫瘤微環(huán)境，這里免疫系統(tǒng)被抑制，細(xì)菌可以在這里生存并增殖。

為了將這些細(xì)菌變成治療癌癥的有用工具，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)它們進(jìn)行了基因工程改造，使其包含增加了兩組新基因。一組用于產(chǎn)生納米抗體αCTLA-4和αPD-L1，這是治療性蛋白質(zhì)，可以關(guān)閉腫瘤用于逃逸免疫系統(tǒng)的信號(hào)。這些納米抗體的存在使免疫系統(tǒng)能夠攻擊腫瘤。另一組基因就溫度依賴性基因，這就像一個(gè)溫控開關(guān)，在細(xì)菌達(dá)到特定溫度時(shí)打開納米抗體基因并表達(dá)。

通過添加溫度依賴性基因和納米抗體基因，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出僅在加熱到42-43℃的觸發(fā)溫度時(shí)才會(huì)產(chǎn)生抑制腫瘤的納米抗體的細(xì)菌菌株。由于正常人體溫度為37℃，因此這些菌株在注射到人體時(shí)不會(huì)并不會(huì)產(chǎn)生抗腫瘤納米抗體。相反，它們?cè)谀[瘤內(nèi)部悄悄地生長，直到外部源將它們加熱到觸發(fā)溫度。

由于人體實(shí)體腫瘤通常處于體內(nèi)較深位置，如何定向加熱這些腫瘤部位的細(xì)菌呢？研究團(tuán)隊(duì)使用了聚焦超聲（FUS）技術(shù)，利用超聲波作為能源，將多束超聲波從體外發(fā)射到身體里去，在發(fā)射過程中聚焦到腫瘤上，通過聲波和熱能轉(zhuǎn)化，在0.5-1秒內(nèi)形成高溫治療點(diǎn)，而且該技術(shù)不會(huì)讓周邊的組織變熱。通過這種方式，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)深部腫瘤的定點(diǎn)加熱。

使用聚焦超聲技術(shù)，能夠在腫瘤內(nèi)激活上述基因工程菌。研究團(tuán)隊(duì)在小鼠模型上進(jìn)行了測試，將基因工程菌注射到患有腫瘤的小鼠體內(nèi)，在細(xì)菌到達(dá)腫瘤內(nèi)后，使用超聲波對(duì)腫瘤部位加熱。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用這種工程菌加超聲波治療的腫瘤小鼠，比只使用超聲波治療的腫瘤小鼠、只使用工程菌治療的小鼠，以及不進(jìn)行治療的腫瘤小鼠的腫瘤生長要慢得多。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)研究表明基因工程菌+超聲波治療是一種有希望的腫瘤治療方法。團(tuán)隊(duì)后續(xù)將進(jìn)一步對(duì)基因工程菌和超聲波進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以更加精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)加熱刺激。

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網(wǎng)址: Nature子刊：給細(xì)菌裝上聲控開關(guān)，用于癌癥治療 http://m.u1s5d6.cn/newsview499228.html