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基因工程让沙门氏菌变身脑瘤克星

来源:蝌蚪五线谱
摘要:一提到沙门氏菌,人们通常会联想到发热和食物中毒。但科学家给出了一个例外——经过基因工程改造的沙门氏菌可以吞噬恶性肿瘤。改良的沙门氏菌不会再出现在消化道,即它们经常造成损伤的地方,而是会瞄准脑瘤。为了达到这个目的,研究人员选用基因经过调整并去毒的鼠伤寒沙门氏菌,进行改良,去除其中名为嘌呤的重要有机化......

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一提到沙门氏菌,人们通常会联想到发热和食物中毒。这对我们来说一般都不是什么好事。但科学家给出了一个例外——经过基因工程改造的沙门氏菌可以吞噬恶性肿瘤

改良的沙门氏菌不会再出现在消化道,即它们经常造成损伤的地方,而是会瞄准脑瘤。该技术能帮我们对付最难治疗的癌症之一。

杜克大学的研究人员用这种方法治疗患有恶性脑胶质瘤的大鼠,有效延长了这些大鼠的预期生命期限——和对照组相比,有20%的大鼠多活了100天(相当于人类的10年寿命)。

研究小组成员乔纳森·里昂(Johnathan Lyon)称:“恶性脑胶质瘤发展迅速,很难治疗,因此任何中位生存率的提高都是巨大的进展。由于痊愈的脑胶质瘤患者寥寥无几,大鼠实验的有效治愈率达到了惊人的20%,可谓十分鼓舞人心。”

这是一个很有前途的研究方向,因为恶性脑胶质瘤患者的生存率极低——确诊后,只有约30%的患者能活过两年。恶性脑胶质瘤之所以这么难治,部分原因是肿瘤躲在血脑屏障后,血脑屏障会将循环的血液和脑脊液隔开。传统药物无法轻易穿过这层膜结构,因此更有针对性的治疗方法必须阻止脑胶质瘤生长。

为了达到这个目的,研究人员选用基因经过调整并去毒的鼠伤寒沙门氏菌,进行改良,去除其中名为嘌呤的重要有机化合物。脑胶质瘤富含嘌呤,这种酶会诱导改良过的沙门氏菌寻找癌细胞,以得到所需的嘌呤。

沙门氏菌找到肿瘤后,另外两处基因调整就该发挥作用了。因为癌变的细胞增殖速度极快,所以肿瘤内外的氧气十分稀缺。科学家据此对沙门氏菌进行了基因编辑,令其可以在低氧环境下生成天青蛋白(Azurin)和p53蛋白。这两种蛋白质能让癌细胞迅速自毁,沙门氏菌就像基因编码制导导弹,能够找到肿瘤并闪电清除癌细胞。研究人员表示,这项技术比手术精确得多,而且沙门氏菌已经失去了毒性,应该不会产生有损患者健康的副作用。

在一组大鼠身上实验成功当然不能保证这种方法对人有效,但研究人员希望,将来这项技术能用于治疗癌症患者。首先,我们需要提高现在20%的成功率。初期实验表明,剩下80%的实验失败可以归咎于癌细胞增值速度比沙门氏菌快,以及沙门氏菌在大鼠体内的渗透力变化不定。

里昂表示:“这种情况可能说明我们需要监控治疗过程,在癌症发展过程中的关键点加大用药剂量。然而,这只是我们首次尝试设计这种疗法,应用的理论也有些细微差别,因此我们需要进行更多实验来确保疗效。”

 

作者: 2017-1-24
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