改造細菌用於診斷甚至治療腫瘤
口服無害細菌。
基因空間
2018.01.12（星期五）
前言：近幾年的研究表明，細菌是人體健康的重要調節者、發育的重要參與者；參與健康、疾病、腫瘤、發育、信號傳導、藥物代謝等各種生理過程。在以下幾期，我將會總結近期學習所得，為大家奉上在微生物領域裡重要的、讓人不得不說的、以及腦洞大開的研究成果及進展。
今天介紹2015年在ScienceTranslational Medicine雜誌發表的一篇文章，來自麻省理工和加州大學聖地亞哥分校的小夥伴們聯手打造的，通過口服無害細菌，然後在尿液中檢測熒光信號來判定是否有肝癌的方法。
這麼牛的研究是怎麼實現的呢？前人研究表明，由於腫瘤微環境通透性增加，而且免疫系統遭到破壞，細菌可以滲透到腫瘤部位並進行增殖。作者們於是腦洞大開，先對一株對人體無害的大腸桿菌進行改造，然後通過口服方式給小鼠，意圖標記小鼠「體內所有類型的腫瘤」。
然而，理想太過豐滿。他們實驗表明，口服後的細菌通過腸道到肝臟的血管到達肝臟，然後就不再往下走了；口服的細菌大多集中於肝臟，而不是理想狀態下的在體內所有腫瘤富集。
不過能標記肝臟的腫瘤也不錯，而且這種標記有很高的特異性。那接下來，尿中的熒光是怎麼來的呢？原來，實驗小鼠同時會被注射一種與半乳糖交聯的螢光素；交聯狀態的螢光素不會發光。而口服的細菌被改造，能產生一種切除二者交聯的酶，從而釋放出會發光的螢光素。螢光素進入尿液，就能夠被方便的檢測了。
也就是說，細菌在肝臟富集並增殖，於是就有濃度較高的酶；將被交聯的螢光素注射到肝臟部位，螢光素被釋放，從而進入循環系統。
肝癌中國發病率較高；而且，許多消化系統的癌症，包括腸癌和胰腺癌，通常會轉移至肝臟，而腫瘤轉移是癌症致死的最主要因素之一。肝臟是一個再生能力非常強的器官；如果能及時發現早期癌變並干預（比如切除病變部位），可大大提高癌症患者的生存率。
在這項研究中，大腸桿菌被改造成一個激活螢光素的工具。實際上，它還可能被改造為藥物的攜帶者，從而直接殺死肝癌細胞。至於怎麼實現，就看小夥伴們的努力了。
參考文獻：T. Danino et al., Programmableprobiotics for detection of cancer in urine. Sci Transl Med 7, 289ra284 (2015).
TAG:腫瘤 |