想象一下,，有這樣一種神奇的細(xì)菌,，將其注射到血流中，它會(huì)自動(dòng)運(yùn)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(xué)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(xì)菌
傳統(tǒng)的癌癥治療方法被兩個(gè)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,。可是,，細(xì)菌卻有準(zhǔn)確找到靶細(xì)胞的潛在本領(lǐng),。美國波士頓哈佛醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)家丘奇（George Church）說：“在某種程度上，細(xì)菌是靈丹妙藥的終結(jié)者,。”他還說：“人們很難在一個(gè)小分子或蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行太多復(fù)雜的智能化研究,，但細(xì)菌具有傳感器和制動(dòng)器，可以像潛艇一樣鉆進(jìn)細(xì)胞內(nèi),。”
要造出一個(gè)殺癌細(xì)菌,，生物學(xué)家必須創(chuàng)建一些能執(zhí)行一系列復(fù)雜功能的生物體，也就是說,，在血流中,，這些細(xì)菌能感覺到腫瘤環(huán)境，并能對其作出應(yīng)答,。一旦進(jìn)入到腫瘤內(nèi),，細(xì)菌必須滲入癌細(xì)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(xì)菌的特定部分插入大腸桿菌（Escherichia coli）,，合成出一種超級(jí)微生物。
腫瘤組織具有獨(dú)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?jiǎng)?chuàng)建一種能夠感受到腫瘤的細(xì)菌,，加州大學(xué)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(gè)氧傳感器，將其連接在一種來自另外一種細(xì)菌叫侵襲素（invasin）的蛋白質(zhì)上,，侵襲素能夠讓細(xì)菌侵入癌細(xì)胞,。有關(guān)論文發(fā)表在今年早些時(shí)候《分子生物學(xué)》雜志上。
現(xiàn)在,，安德森和同事正在研制一個(gè)更為特異性的系統(tǒng),。要保證細(xì)菌只入侵腫瘤細(xì)胞，研究人員必須創(chuàng)造出一種遺傳機(jī)制：只在兩個(gè)條件都滿足的時(shí)候,，如氧和乳酸濃度都在一個(gè)特定的水平時(shí),，才允許入侵蛋白質(zhì)表達(dá),。可以說,，這就是工程上的專用名詞AND門（AND gate,，當(dāng)兩個(gè)條件滿足時(shí)就能打開的調(diào)節(jié)回路）的遺傳學(xué)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(xué)伯克萊分校的生物工程學(xué)家，勞倫斯伯克萊國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員阿金（Adam Arkin）說,。他是該項(xiàng)目的資深科學(xué)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(qiáng)（TR100）。他指出：“當(dāng)細(xì)菌感受到線索后,，它們就可以打開其余的設(shè)備開始工作,。”
最后一步是目前生物學(xué)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(xì)菌,，這種細(xì)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(xì)菌感染了癌細(xì)胞后才變?yōu)橛谢钚缘乃幬铩?/p>
在獲得一個(gè)可行的細(xì)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(dāng)細(xì)菌被注入血流的時(shí)候,，人類的免疫系統(tǒng)會(huì)對其發(fā)起進(jìn)攻。所以研究人員用轉(zhuǎn)基因的辦法讓細(xì)菌表面產(chǎn)生出一種特別的液體,，這種覆蓋在細(xì)菌表面的液體能讓免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)不了細(xì)菌。
該小組也為這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一系列的安全裝置,。比如,，病人有可能因?yàn)檠夯蚪M織中致病有機(jī)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(xì)菌生長和繁殖需要鐵,，所以，科學(xué)家們?nèi)サ袅艘粋€(gè)讓細(xì)菌從血液中吸收鐵的特定基因,，這樣就徹底限制了機(jī)體內(nèi)的細(xì)菌生長,。
當(dāng)細(xì)菌治療的想法聽起來還是個(gè)實(shí)驗(yàn)，甚至令人恐懼的時(shí)候,，它其實(shí)已經(jīng)存在至少一個(gè)世紀(jì)了,。卡介苗(Bacillus Calmette Guerin, BCG)是用肺結(jié)核細(xì)菌的活細(xì)菌弱毒化制成的預(yù)防疫苗,。當(dāng)將它直接注入膀胱的時(shí)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?yàn)榧?xì)菌可以很容易地抵達(dá)這些癌細(xì)胞,。
一些品系的細(xì)菌對腫瘤細(xì)胞有著天然的吸引力?？茖W(xué)家正在嘗試?yán)眉?xì)菌的這個(gè)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。
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