細菌治療腫瘤|深圳科學家揭示細菌抗腫瘤機制關鍵原理
細菌有望可治療腫瘤。中國科學院深圳先進技術研究院聯合中國科學院上海營養與健康研究所的團隊,成功破解腫瘤與細菌之間的「對話」機制,首次揭示細菌抗腫瘤的關鍵原理,有望給癌癥治療帶來全新希望,該研究3月4日在國際學術期刊《細胞》(Cell)發表。
150多年前已有細菌治療實體瘤 3個關鍵問題未解決
內地央視新聞報道,早在150多年前就有科學家用細菌來治療實體瘤,但由於細菌療法缺乏安全性和穩定療效,爾後鮮有問津。近年來,合成生物學技術的飛速發展讓細菌療法重新煥發生機,儘管愈來愈多「細菌製劑」相關報道,但尚未有成功走向臨床的案例,究其原因是細菌療法仍存在幾個關鍵問題未能解決——細菌怎逃避先天免疫系統的攻擊、細菌如何激發抗腫瘤免疫、如何確保細菌療法的安全性等問題。
牽頭這項研究的中國科學院深圳先進技術研究院研究員、定量合成生物學全國重點實驗室主任劉陳立表示,與傳統藥物不同,細菌是活的,細菌能在腫瘤中存活,說明它們能逃避免疫系統的攻擊;同時,細菌又能抑制腫瘤生長,這表明它們還能激活抗腫瘤的免疫反應。
劉陳立說:「這種看似矛盾的現象,正是因為我們對細菌與腫瘤之間的『對話』機制還不了解。弄清楚這種『對話』機制,對於設計出更安全有效的治療方案很重要。」
研究團隊歷時8年 填補理論空白
劉陳立團隊2017年起開始將定量合成生物學的研究思路,應用於細菌治療腫瘤的研究中。研究團隊歷時8年,成功揭示了腫瘤與細菌之間的「對話機制」,不僅填補細菌治療腫瘤領域的理論空白,還為未來的癌癥治療提供全新的策略。研究人員將該療法在多種動物模型中進行驗證,結果顯示,這種合成生物改造的細菌能夠顯著抑制多種腫瘤的生長、復發和轉移。
報道指,這項研究的突破性意義在於,研究團隊首次揭示了細菌抗腫瘤的關鍵機制,為利用合成生物技術精準改造細菌提供理論指導。該研究標志著細菌療法從「以毒攻毒」邁向了「精準調控」的新時代。
如同找出合成生物系統和免疫系統「神秘對話」
研究團隊表示,通過合成生物實驗和定量數學模型的結合,他們精確地模擬細菌在腫瘤內的行為,從而設計出更高效的療法,這就像發現合成生物系統和免疫系統的「神秘對話」,使科學家能夠重新編程合成生物系統,為癌癥治療打開全新思路。
目前該項研究正在向臨床試驗推進,未來醫生通過檢測患者腫瘤組織中白介素-10受體的表達水平,可精準篩選出適合接受細菌治療的患者,為制定個性化治療方案提供科學依據。同時工程化改造的抗瘤菌也可以作為智能遞送載體,實現治療藥物的精準釋放。這種創新模式成功突破傳統給藥系統的局限性,有望為惡性腫瘤治療開辟新路徑。
該項研究由劉陳立牽頭,聯合中國科學院上海營養與健康研究所肖意傳研究員團隊完成。深圳先進院前博士後常志廣、郭旋,研究員李雪飛、博士後臧中盛,上海營養與健康所王艷博士是文章共同第一作者。劉陳立和肖意傳為文章共同通訊作者。