我們都知道,癌症很狡猾,它們善於偽裝自己,以便躲過免疫係統的偵查,從而在人體組織器官中增殖、擴散。為了激活免疫係統攻擊癌細胞,科學家們想出了很多方法。現在,他們又提出了一招:利用細菌對抗癌症!
這是來自於韓國全南國立大學的研究團隊近期在Science子刊《Science Translational Medicine》發表的成果。他們修改了一種胃腸炎致病性細菌,使其能夠表達一種關鍵蛋白用於刺激免疫係統對抗腫瘤組織,並在小鼠體內證實該細菌確實能夠促使腫瘤萎縮,且在第一時間內阻止癌轉移。
細菌抗癌療法
腫瘤內部環境缺氧,且存在壞死阻止,是多數厭氧菌樂於駐紮的地方,例如沙門氏菌、梭狀芽孢杆菌、李氏杆菌。所以如果這些細菌具備對抗癌症的能力,那麼它們就能夠“就地正法”,直接殺死癌細胞的同時還能夠調動免疫細胞進一步攻擊癌症。
雖然大多數細菌抗癌都基於上述原理,但是該療法實施起來卻並不容易。首要的是安全問題,因為細菌本身對身體有害,患者接受治療的同時需要注射抗生素。其次,即便療效發揮到最佳,腫瘤複發的概率也很高。
有科學家將對抗癌症的細菌比喻成“黑盒子”,雖然它們能夠清楚腫瘤,卻並不知道具體的分子機製。迄今為止,僅僅隻有一種基於該原理的抗癌療法獲得FDA的批準,用於治療膀胱癌,其餘都處於研究中。
改造無害細菌,抑製癌症增殖和擴散
沙門氏菌是一種常見的食源性致病菌,是多數食物中毒的罪魁禍首。
2006年,韓國全南國立大學的科學家們試圖研發一種靶向創傷弧菌的疫苗。當他們以創傷弧菌為研究材料時,發現它們負責遊動的鞭毛部位表達有一種蛋白質FlaB,能夠強烈激活免疫反應。所以,研究人員轉向一種無害的鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhimurium),並進行基因工程改造,使其能夠表達FlaB蛋白質。
生物學家Jung-Joon Min和Joon Haeng Rhee帶領團隊對改造後的沙門氏菌進行檢測,評估它們對癌症的影響。
他們以移植有人結腸癌組織的無菌小鼠(其肝、肺、脾組織內均不含有細菌)為模型,將改造後的沙門氏菌注射到小鼠體內。3天後,研究人員發現,這20隻小鼠的結腸腫瘤組織中布滿沙門氏菌。120天後,其中11隻小鼠體內已經檢測不到腫瘤組織,並在試驗階段一直保持健康。而對照組小鼠(注射的沙門氏菌並未接受過基因改造,不表達FlaB蛋白)最終都死於癌症。
隨後,研究人員將轉移性結腸癌組織注入小鼠體內,並將它們分成3組:其中一組(8隻小鼠)注射分泌FlaB蛋白的沙門氏菌;另一組(6隻小鼠)注射未經改造的沙門氏菌;最後一組(7隻小鼠)不接受任何細菌處理。27天後,未處理以及經不分泌蛋白細菌處理的小鼠體內癌症都出現了幾十個轉移。但是,注射有改造沙門氏菌的8隻小鼠最多隻出現4處繼發性腫瘤,甚至有個別小鼠腫瘤並未轉移。
研究表明,FlaB蛋白質能夠抑製癌症擴散,而且它能夠激活下遊分子——TLR5,TLR5負責升級免疫反應。下一步,研究人員將繼續完善該技術,接來下的幾年內,Min和Rhee計劃進行相關臨床試驗,以驗證這一特殊細菌抗癌的安全性和有效性。
原始出處:
Zheng JH, Nguyen VH, Jiang SN, et al.Two-step enhanced cancer immunotherapy with engineered Salmonella typhimurium secreting heterologous flagellin.Sci Transl Med. 2017 Feb 8.