想象一下,，有這樣一種神奇的細菌，將其注射到血流中,，它會自動運行到腫瘤的位置,，然后釋放出一種殺死癌癥的化合物。這正是美國加州大學伯克萊分校(UCB)和舊金山分校(UCSF)已經(jīng)在做的工作,。
抗癌的細菌
傳統(tǒng)的癌癥治療方法被兩個關(guān)鍵原因限定：一是真正直接作用于腫瘤的藥物很少,，二是藥物對癌組織和健康組織一樣有毒害作用?？墒?，細菌卻有準確找到靶細胞的潛在本領(lǐng)。美國波士頓哈佛醫(yī)學院的遺傳學家丘奇（George Church）說：“在某種程度上,，細菌是靈丹妙藥的終結(jié)者,。”他還說：“人們很難在一個小分子或蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)內(nèi)進行太多復雜的智能化研究，但細菌具有傳感器和制動器,，可以像潛艇一樣鉆進細胞內(nèi),。”
要造出一個殺癌細菌，生物學家必須創(chuàng)建一些能執(zhí)行一系列復雜功能的生物體,，也就是說,，在血流中，這些細菌能感覺到腫瘤環(huán)境,，并能對其作出應答,。一旦進入到腫瘤內(nèi)，細菌必須滲入癌細胞,，接著就開始產(chǎn)生殺腫瘤的毒素,。研究人員打算用基因工程的方法將不同類型細菌的特定部分插入大腸桿菌（Escherichia coli），合成出一種超級微生物,。
腫瘤組織具有獨特的特征,，比如，比周圍正常組織的氧含量低,，乳酸濃度卻較高,。要創(chuàng)建一種能夠感受到腫瘤的細菌，加州大學伯克萊分校和舊金山分校的博士后研究人員安德森（Christopher Anderson Voigt）和同事從大腸桿菌中取出一個氧傳感器,，將其連接在一種來自另外一種細菌叫侵襲素（invasin）的蛋白質(zhì)上,，侵襲素能夠讓細菌侵入癌細胞。有關(guān)論文發(fā)表在今年早些時候《分子生物學》雜志上,。
現(xiàn)在,，安德森和同事正在研制一個更為特異性的系統(tǒng)。要保證細菌只入侵腫瘤細胞，研究人員必須創(chuàng)造出一種遺傳機制：只在兩個條件都滿足的時候,，如氧和乳酸濃度都在一個特定的水平時,，才允許入侵蛋白質(zhì)表達?？梢哉f,，這就是工程上的專用名詞AND門（AND gate，當兩個條件滿足時就能打開的調(diào)節(jié)回路）的遺傳學版本,。
“通過利用各種線索,，我們可以獲得很多特異性。” 加州大學伯克萊分校的生物工程學家,，勞倫斯伯克萊國家實驗室的研究人員阿金（Adam Arkin）說,。他是該項目的資深科學家，1999年入選《技術(shù)評論》雜志選出的世界頂尖青年創(chuàng)新者百強（TR100）,。他指出：“當細菌感受到線索后,，它們就可以打開其余的設備開始工作。”
最后一步是目前生物學家還沒有開始的研究,，他們將用基因工程的方法創(chuàng)建一種細菌,，這種細菌能產(chǎn)生一種酶將藥物前體轉(zhuǎn)化為抗癌化合物。這樣,，病人可以服用一種包含前體的藥丸,，這種藥物前體只有在體內(nèi)細菌感染了癌細胞后才變?yōu)橛谢钚缘乃幬铩?/p>
在獲得一個可行的細菌抗癌療法之前，安德森和同事還面臨著很多技術(shù)上和安全上的障礙,。比如,，當細菌被注入血流的時候，人類的免疫系統(tǒng)會對其發(fā)起進攻,。所以研究人員用轉(zhuǎn)基因的辦法讓細菌表面產(chǎn)生出一種特別的液體,，這種覆蓋在細菌表面的液體能讓免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)不了細菌。
該小組也為這個系統(tǒng)設計了一系列的安全裝置,。比如,，病人有可能因為血液或組織中致病有機體繁殖過快或其毒素的存在發(fā)展成膿毒病。以前的研究表明,，在人類血液中的細菌生長和繁殖需要鐵,，所以，科學家們?nèi)サ袅艘粋€讓細菌從血液中吸收鐵的特定基因,，這樣就徹底限制了機體內(nèi)的細菌生長,。
當細菌治療的想法聽起來還是個實驗，甚至令人恐懼的時候,，它其實已經(jīng)存在至少一個世紀了,?？ń槊?Bacillus Calmette Guerin, BCG)是用肺結(jié)核細菌的活細菌弱毒化制成的預防疫苗,。當將它直接注入膀胱的時候,，也能有效地治療膀胱癌，利用這種治療方法,，可以限制癌癥在膀胱表面的排列,，因為細菌可以很容易地抵達這些癌細胞。
一些品系的細菌對腫瘤細胞有著天然的吸引力,?？茖W家正在嘗試利用細菌的這個性質(zhì)。位于美國康奈提格州的崴昂醫(yī)藥公司（ Vion Pharmaceuticals）正在研究一種以沙門氏菌來治療癌癥的方法,。
英文原文鏈接：：http://www.techreview.com/read_article.aspx?ch=biotech&sc=&id=16949&pg=2
