基因改造沙門氏菌,製成「癌症定位導彈」

沙門氏菌(圖:Science Photo Library)

在最新一期的《分子療法——溶瘤》(Molecular Therapy – Oncolytics)期刊中,杜克大學(Duke University)的研究人員將沙門氏菌進行基因改造,使其能夠定位並「殺死」大腦內的癌細胞。

沙門氏菌(salmonella)是一種常見的食物污染源,攻擊人體腸道,引發腹瀉、背痛等一系列嚴重癥狀,往往導致患者卧病在床。

而發生在大腦中的膠質母細胞瘤(glioblastoma)是最具侵襲性的癌症種類之一。

無論是沙門氏菌,還是膠質母細胞瘤,都是人類健康的大敵。然而,在最近的一項研究中,科學家將二者聯繫在了一起:對沙門氏菌進行基因改造,使其不再攻擊人體腸道,而是攻擊癌細胞,為人類健康作貢獻。

「癌症定位導彈」的原理

由於血腦屏障的存在,藥物難以透過血管進入大腦,遑論對膠質母細胞瘤進行治療。即使進行手術,少量的殘餘癌細胞會繼續長出新的腫瘤。因此,膠質母細胞瘤極難治療。在目前最好的治療條件下,患者的中位生存期(median survival time)僅有 15 個月,只有 10% 的患者在確診五年後生存。

在這項研究中,研究人員對沙門氏菌進行了基因改造,使其根據腫瘤位點的低氧(hypoxic)和富嘌呤(purine rich)環境,避開正常細胞,定位到腫瘤,繼而釋放抗腫瘤蛋白,引發腫瘤細胞啟動自殺程序。

用研究人員自己的話說,他們把沙門氏菌改造成了「癌症定位導彈」。

在膠質母細胞瘤的老鼠模型中,接受沙門氏菌治療後,與對照組相比,大約 20% 的老鼠多活了100天,相當於人類多擁有 10 年壽命。

評價與展望

研究人員解釋,治療膠質瘤的主要難題在於,腫瘤細胞在大腦內彌散分布,沒有明顯邊界,因此手術無法徹底清除。而經過基因改造後的細菌可以主動尋找低氧和富嘌呤的區域,定位到腫瘤細胞。這種策略著實令人振奮。

研究的共同作者,博士研究生 Johnathan Lyon 評價道,膠質母細胞瘤極難治癒,任何提高中位生存率的嘗試都是一大進步。由於目前療法很少有患者能夠痊癒,因此研究中 20% 的有效治療率非常鼓舞人心。

接下來,研究人員希望繼續改造細菌,製成抗腫瘤效果更明顯的藥物。

 

參考資料:

  1. Mehta, N., Lyon, J. G., Patil, K., Mokarram, N., Kim, C., & Bellamkonda, R. V. (2016). Bacterial Carriers for Glioblastoma Therapy. Molecular Therapy – Oncolytics. doi:10.1016/j.omto.2016.12.003
舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。

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