利用細菌對抗腫瘤的百年療法,在現代合成生物學技術的推動下迎來重大突破。由中國科學院深圳先進技術研究院劉陳立研究員團隊,聯合中國科學院上海營養與健康所肖意傳研究員團隊等機構的科學家,成功構建出一種名為「DB1」的工程菌。研究顯示,這種經改造的細菌能在動物模型體內精準「靶向」並消滅實體腫瘤,其相關成果已於今年3月在國際頂尖學術期刊《細胞》(Cell)上發表,為癌症免疫治療提供全新的理論依據與潛在策略。
細菌溶瘤的概念雖早於150年前已被提出,但因其安全性、可控性及療效不穩定等問題,一度沉寂半個世紀。是次研究的關鍵,在於揭示細菌如何在抑制腫瘤的同時,又能逃避宿主免疫系統追殺的謎團。
研究團隊以沙門氏菌為基礎,透過基因重編程技術,巧妙地利用實體腫瘤內部因血液流通不暢而導致的「缺氧」環境。他們將細菌生存所必需的基因,與一個只會在低氧環境下啟動的「開關」連結,確保這種工程菌只能在腫瘤內部存活並大量增殖,而在含氧量正常的組織中則會迅速死亡並被清除。
為提升療效與安全性,團隊還為細菌引入能增強其穿透腫瘤組織能力的溶血素蛋白,並敲除了沙門氏菌原有的毒性基因。動物實驗證明,DB1工程菌在注射後能高效地在腫瘤中定殖並持久存在,而在其他正常組織中則迅速消失,顯示出極強的腫瘤靶向性。
更重要的發現是其獨特的作用機制。研究團隊揭示,DB1工程菌進入腫瘤後,會利用一種名為白介素-10(Interleukin-10)的免疫細胞因子,上演「一石三鳥」的好戲。首先,它能刺激腫瘤內的特定免疫細胞產生白介素-10,從而「喚醒」原本處於「沉睡」狀態的抗癌T細胞,使其發動攻擊,殺傷癌細胞。
與此同時,這個由細菌引發的白介素-10信號,又能巧妙地令負責追殺細菌的另一種免疫細胞(中性粒細胞)活動力下降,形成「圍而不剿」的局面,讓細菌自身得以在腫瘤內存活。這種「既殺癌細胞,又保護自己」的雙重作用,之所以只在腫瘤內發生,是因為腫瘤內的免疫細胞對白介素-10有特殊的「記憶效應」。研究團隊進一步發現,這種現象在人類不同癌症患者的組織中亦普遍存在,為新一代合成細菌療法的開發奠定堅實基礎。目前,該團隊正基於此重要發現,設計並優化新療法,並積極向臨床實驗階段推進。
Source:快科技