“以毒攻毒”新思路:改造细菌从内部“吃掉”肿瘤

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为攻克癌症,科学家正在探索一种全新的治疗策略:利用经过特殊改造的细菌,从肿瘤内部吸光其养分,从而实现“吃掉肿瘤”的效果。这一疗法目前仍处于临床前研究阶段,尚未进入人体试验。

加拿大滑铁卢大学2月24日发布的消息称,该校研究人员正在开发的这种新疗法,核心在于利用天生能在无氧环境中生存的细菌。由于实体肿瘤的核心区域由死亡细胞组成且严重缺氧,这恰好为这类细菌提供了理想的生存环境。

研究团队使用的是一种名为生孢梭菌的细菌,它常见于土壤中,只能在完全无氧的环境中生长。该校化学工程教授马克·奥科因解释说,当细菌孢子进入肿瘤后会发现,肿瘤内部营养丰富但缺氧,这正是它们偏好的环境,于是会开始吸收营养并生长。

但该疗法面临一个生物学难题:当细菌抵达肿瘤外缘时,会暴露在低氧环境中,往往在彻底摧毁肿瘤前就已死亡。

为解决这一问题,研究人员首先从一种更耐氧的相关细菌中提取基因,植入生孢梭菌中,使其能在肿瘤周围存活更久。随后,他们利用一种名为“群体感应”的现象,设计出在适当时机启动耐氧基因的机制。群体感应是指细菌释放化学信号的过程,只有当肿瘤内的细菌数量足够多时,信号强度才会触发耐氧基因,防止其在血液等富氧环境中意外生长。

在前期实验中,研究人员已成功通过基因改造提升生孢梭菌的耐氧能力,并通过编码使其产生绿色荧光蛋白,验证了群体感应系统能在预期时刻启动。该校应用数学教授布莱恩·英格尔斯形容,这就像用DNA片段构建了一个类似电路的生物系统,每个片段各司其职,确保系统按预期运行。

目前,研究团队正计划将耐氧基因和群体感应控制系统整合到单一细菌中,并在临床前试验中评估其对肿瘤的实际疗效。相关成果已发布在《美国化学学会合成生物学》期刊上。

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