出国就医:结肠癌肝转移细菌治疗方法

发布日期:2019-01-23

麻省理工学院和加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的研究人员在抗击癌细菌方面招募了“新兵”。科学家设计了无害细菌菌株来携带有毒有效载荷。当与传统的抗癌药物一起使用时,大肠杆菌可以减少小鼠的侵袭性肝脏肿瘤,这比任何单一药物治疗更有效。 专注重大疾病提供出国服务的服务提供商爱诺美康介绍,利用细菌在疾病部位积聚的自然趋势的新方法,某些细菌菌株在缺氧环境中茁壮成长,例如肿瘤。宿主的免疫系统抑制也为细菌繁殖创造了有利条件。

“肿瘤是细菌生长的良好环境,我们正在利用这一点,”Sangeeta Bhatia说。加利福尼亚大学圣地亚哥分校生物工程学教授Bhatia和Jeff Hasty是该论文的高级作者。第一作者是加州大学圣地亚哥分校的研究生Omar Din和麻省理工学院前博士后研究员Tal Danino。他现在是哥伦比亚大学生物医学工程的助理教授。

肿瘤杀死环

研究小组几年前开始寻找使用细菌对抗癌症的可能性。去年发表的论文主要关注癌症诊断研究。在论文中,研究人员设计了一种益生菌(类似于酸奶中的益生菌),可以表达产生发光信号的基因。如果有肝癌,可以通过简单的尿检来检测。

这些无害的大肠杆菌菌株可以注射或口服,并且倾向于在肝脏中积累。因为肝脏的一项工作是从血液中过滤细菌。

在他们的新研究中,研究人员将人工基因回路整合到细菌中这使得微生物有三种不同的杀死癌细胞的方法。遗传回路可以产生溶血素分子,通过破坏细胞膜来破坏肿瘤细胞。另一种可以产生诱导细胞引发程序性自杀。第三个释放激活身体的免疫系统攻击肿瘤蛋白。为了防止这些药物的潜在副作用,研究人员添加了额外的遗传电路,通过称为群体感应的方法,细胞可以检测环境中有多少其他细菌。当细菌数量达到预定目标水平时,细菌将自动破坏并立即释放其所有有毒物质。少数细胞可以存活并重新开始循环,这需要大约18小时以允许重复释放药物。 “这使我们能够将整个生物体中的细菌保持在较低水平,并确保药物仅被输送到肿瘤中,”Bhatia说。 “这使我们能够以较低的负担维持整个生物体中的低水平细菌。”

联合治疗

研究人员在患有结肠癌肝转移的小鼠中进行了这项试验。细菌在肝脏中积累并开始生长和药物释放的循环。只有这些大肠杆菌肿瘤显示肿瘤生长略有下降,但当与化疗药物5-氟尿嘧啶联合使用时,肿瘤体积显着减少,这明显优于单独的5-氟尿嘧啶。 5-氟尿嘧啶通常用于治疗肝癌。

Bhatia说,这种方法非常适合肝脏肿瘤,因为口腔结肠细菌会在肝脏中积聚。 “如果你想用这种方法治疗肠道或肝脏外的肿瘤,那么你需要给予高剂量,将它们直接注射到肿瘤中,或者想出一种在肿瘤中获得大肠杆菌的方法。”她说 。

在之前的研究中,研究人员发现,从肝脏中逃逸的工程菌被免疫系统清除,并且它们通常只在肿瘤环境中繁殖,这有助于减少任何潜在的副作用。

Martin Fussenegger是苏黎世理工学院的生物技术和生物工程教授。他认为这种新方法是“非常规的”和“非常有希望的”。

“这是一个迷人,清新和美丽的概念,”Fussenegger说。他自己没有参加这项研究。 “世界主流癌症治疗的成功是有限的,迫切需要新的治疗策略。”

根据重大疾病出国看病服务提供商爱诺美康了解到,研究人员正在研究设计和使用大肠杆菌来携带其他类型的药物。他们还计划研究哪种细菌菌株和肿瘤靶向药物的组合对不同类型的肿瘤有效。

该研究由圣地亚哥系统生物学中心,国家医学科学研究所和麻省理工学院路德分子肿瘤学中心 -  Amar G. Bose研究基金,霍华德休斯医学研究所 - 来自该研究所的科赫资助的国家癌症研究所进行学院拨款基金和环境健康科学中心核心中心。