让细菌从内部吃掉肿瘤 科学家研发抗癌新法

为了对抗癌症，科学家正在开发一种新的治疗方法，亦即藉由改造过的细菌，使其从肿瘤内部吸收养分，进而吃掉肿瘤。这种疗法的关键在于利用能在无氧环境中生存的细菌，因为肿瘤的核心是缺氧的环境。该疗法目前仍处于临床前研究阶段，尚未进入人体试验。

加拿大滑铁卢大学（University of Waterloo）在2月24日发布的新闻稿中指出，该校研究人员正在研发一种新的癌症疗法，利用经过特殊改造的细菌从内部吞噬肿瘤。

该校化学工程教授奥科因（Marc Aucoin）说：“细菌孢子在进入肿瘤后会发现，肿瘤内部营养丰富但缺氧，而这正是这种微生物偏好的环境，于是它们会开始吸收营养物质并不断生长。”

这个方法的关键在于一种名为生孢梭菌（Clostridium sporogenes）的细菌，它常见于土壤中，只能在完全无氧的环境中生长。这种细菌适合肿瘤内部的无氧环境。

但这里有个生物学上的难题——当这些细菌到达肿瘤的外缘时，它们会暴露在低氧环境中，而且在尚未完成彻底摧毁肿瘤的任务之前死亡。

为了解决这个问题，研究人员首先将一种来自比较能耐受氧气的相关细菌的基因植入这种细菌中，使它们能够在目标肿瘤周围存活更长时间。

然后，他们找到一种方法，能够藉由被称为群体感应（Quorum sensing）的现象在适当的时机启动这种耐氧基因——这对于防止细菌在血液等富氧环境中意外生长至关重要。

简单来说，群体感应是指细菌释放化学讯号的过程。只有当肿瘤内的细菌数量足够多时，讯号强度才足以启动耐氧基因，以确保这种情况不会太早发生。

在先前的研究中，研究人员证明他们可以通过基因改造使生孢梭菌更好地耐受氧气。在后续的实验中，他们经由对细菌进行编码，使其产生绿色萤光蛋白，进而测试了他们的群体感应设计，并确认该系统在预期的时刻被启动。

该校应用数学教授英格尔斯（Brian Ingalls）说：“我们利用合成生物学构建了一个类似电路的东西，但我们用的不是电线，而是DNA片段。每个片段都有其作用。当它们正确组装时，就能形成一个以可预测方式运行的系统。”

研究人员现在计划将耐氧基因和群体感应控制系统结合到单一细菌中，并在临床前试验中评估其对肿瘤的疗效。

上述研究成果发表在《美国化学学会合成生物学》（ACS Synthetic Biology）期刊上。